Circuito detector de mentiras simples usando transistores

Sempre foi divertido brincar com a eletrônica, uma vez que aprendemos o básico de como cada componente funciona e como usá-los em nosso circuito, é bastante fácil projetar, simular e fabricar nossas idéias em um PCB. Neste projeto vamos construir um circuito divertido simples, analisá-lo e então fabricar um PCB para melhorar nossa curva de aprendizado. O conceito por trás deste circuito detector de mentirasé que, presumimos que quando uma pessoa mente, ela meio que aumenta seu nível de ansiedade, o que a faz suar e desenvolver umidade na pele. Em seguida, usamos esse pedaço de circuito para detectar se há umidade em sua pele e com base no resultado brilharemos e LED, um verde para verdade e vermelho para mentira. Claro que sim, isso não pode ser considerado um detector de mentiras, mas você pode usá-lo para brincar com seus amigos e se divertir. Mais do que isso, você aprende coisas. Então vamos começar…

Materiais requisitados:

Tábua de pão
Transistor BC547 (3Nos)
LED (2 Nos)
Capacitor (100nF)
Resistores (1M, 10K, 470, 47K)
Potenciômetro (50K ou 100K)
Fios de conexão

Diagrama de circuito e explicação:

Não vamos pular para o diagrama de circuito imediatamente. Dê a si mesmo um minuto para pensar como este circuito detector de mentiras seria realmente. Portanto, temos dois LEDs que devem ser ligados ou desligados com base na resistência medida (está relacionada à umidade) entre dois dedos. Como podemos realmente ir com isso?

Como estamos trocando o LED, obviamente precisamos de transistores e o valor do resistor medido entre dois dedos não variará muito em relação à umidade, então precisamos de algum tipo de amplificador que também poderia ser feito usando um transistor. Chega de pistas! tente algo por conta própria e, em seguida, observe o diagrama de circuito abaixo:

Este é o circuito que vamos usar. O conector P3 é para tensão de alimentação (2 é + 9V e 1 é terra). As almofadas P1 e P2 são o local onde deve colocar os dedos. Agora vamos analisar isso para saber como funciona.

Se você olhar mais de perto, verá que o transistor Q3 e Q1 decidem o status do LED D2 e o transistor Q2 decide o status do LED D1. Os resistores R5 e R6 formam um divisor de potencial no qual o valor de R6 está sujeito a alterações, uma vez que ele possui os blocos P1 e P2. Portanto, sempre que os dedos são colocados, o valor de R6 varia. Esta variação afeta a tensão de base do transistor Q3. Os transistores Q3 e Q1 são conectados como um par Darlington, portanto, uma pequena variação da tensão de base Q3 afetará Q1. Portanto, com base na resistência do dedo, os transistores Q1 e Q3 decidirão ligar ou desligar o LED D2.

O LED D2 acenderá somente se o Transistor Q1 estiver ligado, mas quando este transistor for ligado a tensão na base do transistor Q2 será baixa mantendo assim o LED D1 desligado. A tensão de base do transistor Q2 pode ser controlada pelo Potenciômetro (50K). Portanto, você pode usar este potenciômetro para definir a sensibilidade do circuito.

Conceito de funcionamento do circuito detector de mentiras:

O circuito acima foi simulado no ISIS Proteus para verificar se funciona conforme o esperado. É sempre recomendável testar seu circuito com simulação antes de realmente construí-lo. Na simulação, o resistor R6 é considerado a resistência do dedo. Quando nenhum dedo é colocado, o valor do resistor é infinito. Portanto, simule a condição que acabei de mencionar que o valor é 99999K.

O LED verde acende quando nenhum dedo é colocado porque, a voltagem base de Q1 e Q2 está em torno de 3,2 voltagem e, portanto, o transistor está ligado fazendo o LED verde acender. Ao mesmo tempo, uma vez que o transistor Q2 é ligado, a voltagem básica através do transistor Q3 cai para cerca de 1,4 V, o que manterá o transistor Q3 desligado e, portanto, o LED vermelho será desligado.

Agora, vamos supor que colocamos nosso dedo no resistor R4 e, portanto, o valor de R6 cai para 50 ohms. Isso afetará o valor do resistor R4 e, portanto, o LED vermelho acenderá conforme mostrado abaixo.

Agora, a queda de tensão no resistor R4 é menor e, portanto, a tensão de base do transistor Q1 e Q2 é quase 0 V como mostrado acima. Isso os manterá desligados e, portanto, o LED verde não acenderá. Mas, como o transistor Q2 está desligado, toda a tensão de alimentação é dividida entre o resistor R1 e a base de Q3. Isso faz com que a tensão base de Q3 seja de 3 V, o que é suficiente para ligá-lo. Você pode ajustar a tensão de base um pouco mais usando o potenciômetro também. Se o transistor Q3 estiver ligado, o LED vermelho também acenderá como mostrado acima.

Verificando o circuito usando uma placa de ensaio:

Como dissemos antes, vamos fabricar um PCB para este projeto de detector de mentiras. Embora a simulação funcione conforme o esperado, é sempre recomendado para iniciantes testar o circuito usando uma placa de ensaio antes de realmente fabricar um PCB. Dessa forma, você pode garantir que o circuito funcione conforme o esperado e os componentes também estejam disponíveis e funcionando. Meu circuito de teste na placa de ensaio parecia algo assim abaixo

Quando estiver satisfeito com o seu breadboard, é hora de prosseguir com o PCB.

Projeto de circuito e PCB usando EasyEDA:

Para projetar este circuito detector de mentiras, escolhemos a ferramenta online EDA chamada EasyEDA. Eu já usei o EasyEDA muitas vezes e achei muito conveniente usar, uma vez que tem uma boa coleção de pegadas e seu código-fonte aberto. Confira aqui todos os nossos projetos de PCB. Depois de projetar o PCB, podemos solicitar as amostras de PCB por seus serviços de fabricação de PCB de baixo custo. Eles também oferecem serviço de fornecimento de componentes, onde têm um grande estoque de componentes eletrônicos e os usuários podem solicitar seus componentes necessários junto com o pedido de PCB.

Ao projetar seus circuitos e PCBs, você também pode tornar seus projetos de circuitos e PCB públicos para que outros usuários possam copiá-los ou editá-los e tirar proveito deles. Também tornamos públicos todos os nossos circuitos e layouts de PCB para este circuito detector de mentiras, verifique o link abaixo:

easyeda.com/circuitdigest/Lie_Detector_Circuit-7252ce09194f41c3a00fc32a97a0f73c

Você pode visualizar qualquer camada (superior, inferior, superior, inferior, etc.) do PCB selecionando a camada da janela 'Camadas'.

Você também pode ver o PCB, como ficará após a fabricação usando o botão Photo View no EasyEDA:

Calculando e solicitando amostras online:

Depois de concluir o design deste Detector de mentiras PCB, você pode solicitar o PCB em JLCPCB.com. Para solicitar o PCB do JLCPCB, você precisa do Arquivo Gerber. Para fazer download dos arquivos Gerber de seu PCB, basta clicar no botão Saída de Fabricação na página do editor EasyEDA e, em seguida, fazer download da página de pedido do PCB EasyEDA.

Agora vá para JLCPCB.com e clique em Quote Now ou no botão , então você pode selecionar o número de PCBs que deseja solicitar, quantas camadas de cobre você precisa, a espessura do PCB, o peso do cobre e até a cor do PCB, como o instantâneo mostrado abaixo:

Depois de selecionar todas as opções, clique em “Salvar no carrinho” e então você será levado à página onde poderá fazer o upload do seu arquivo Gerber, que baixamos do EasyEDA. Carregue seu arquivo Gerber e clique em “Salvar no carrinho”. E, finalmente, clique em Check-out com segurança para concluir seu pedido e, alguns dias depois, você receberá seus PCBs. Eles estão fabricando o PCB a uma taxa muito baixa, que é de US $ 2. Seu tempo de construção também é muito menor, que é de 48 horas com entrega DHL de 3-5 dias, basicamente você receberá seus PCBs dentro de uma semana após o pedido.

Depois de alguns dias pedindo PCBs, recebi as amostras de PCB em uma bela embalagem, conforme mostrado nas fotos abaixo.

E depois de obter essas peças, soldei todos os componentes necessários sobre o PCB e conectei uma bateria de 9v a ele.

Circuito detector de mentiras em ação:

Depois de montar sua prancha, é hora de se divertir. Basta ligá-lo com uma bateria de 9 V e você verá o LED verde ficando alto. Se você colocar os dois fios amarelos em curto, o LED verde deve acender e o vermelho deve acender. Se sim, isso significa que tudo está funcionando conforme o esperado. Agora certifique-se de que há um pouco de umidade na sua mão e coloque o dedo nos fios, isso deve fazer com que o LED verde acenda e o vermelho apague. Caso contrário, ajuste o potenciômetro até que o LED fique vermelho.

O funcionamento completo do projeto pode ser encontrado no vídeo abaixo. Agora que o circuito está calibrado e pronto para alguma pegadinha. Como usamos um PCB, o projeto é altamente portátil e, portanto, você pode levá-lo para seus amigos e se divertir com ele. Espero que você tenha feito o projeto funcionar e aprendido algo com isso. Sinta-se à vontade para usar a seção de comentários abaixo se tiver qualquer problema em fazer isso funcionar.