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Sensível Detector de Campos Magnéticos (ART2376)

Este aparelho consegue detectar campos magnéticos muito fracos, desde que sejam variáveis. Assim, a movimentação de um pequeno imã de alto-falante a 1 metro de seu sensor é suficiente para fazê-lo disparar e emitir um som de alarme por alguns segundos. Bobinas, solenoides, imãs permanentes podem ser “achados" com a ajuda deste detector. Neste artigo você verá que são possíveis outras aplicações para este Detector de Campos Magnéticos.

Um detector de campos magnéticos pode ter muitas utilidades práticas. Além da localização de imãs é da detecção de objetos que se movem pela simples fixação de um pequeno imã, este detector também dispara com descargas elétricas violentas e até com fenômenos inusitados.

De fato, raios de uma tempestade que se aproxima podem ser detectados com facilidade e, segundo os pesquisadores que estudam os chamados “objetos voadores não identificados” (óvnis), a melhor maneira de fazer sua detecção é justamente através de um aparelho deste, já que se relatam fenômenos de natureza magnética associados a seu aparecimento.

O aparelho é alimentado por 4 pilhas comuns, tem grande autonomia e pode ser montado de maneira suficientemente compacta para ter um uso portátil.

Os pesquisadores de óvnis podem perfeitamente utilizá-lo em acampamentos ou locais não sujeitos a interferências de redes elétricas ou máquinas industriais.

O aparelho fornece dois tipos de indicação: visual com o acendimento de um LED e sonora com o disparo de um oscilador de áudio de boa potência.

A corrente de repouso, da ordem de poucos miliampères, permite que a unidade fique permanentemente ligada sem grande gasto das pilhas. O maior consumo de energia só ocorre com o disparo do oscilador, mas isso só dura alguns segundos.

 

COMO FUNCIONA

O aparelho tem 3 etapas que são mostradas na figura 1.

 

Figura 1 – Diagrama de blocos do aparelho
Figura 1 – Diagrama de blocos do aparelho

 

O sensor é uma bobina que, dada a enorme sensibilidade do aparelho, não precisa ter grande quantidade de espiras, como ocorre em aparelhos detectores equivalentes.

A bobina é ligada à entrada de um amplificador operacional com FET que opera de modo diferencial. As pequenas tensões que são induzidas na bobina pela movimentação de campos magnéticos são enormemente ampliadas pelo integrado.

Veja que, para a detecção, a condição necessária é que haja movimento relativo do campo junto à bobina, Assim, teremos detecção tanto no caso de movimento do campo em relação à bobina, como da bobina em relação ao campo.

Isso permite a detecção de campos estáticos, o que ocorrerá quando o sensor penetrar no mesmo.

A enorme impedância de entrada do amplificador com FET somada ao seu ganho permite que se consiga uma grande sensibilidade para o circuito.

Uma tensão de alguns microvolts conseguida pela passagem de um imã de alto-falante a 1 metro de distância é suficiente para provocar o disparo do sistema.

O circuito de disparo consiste num monoestável com o integrado 555.

Quando a tensão no pino 2 cai abaixo de um certo valor, em função da indução do campo sobre o sensor, o 555 é gatilhado, permanecendo sua saída no nível Hl num intervalo que depende de R5 e C1.

Estes componentes podem ser alterados, conforme se deseje maior ou menor tempo de disparo.

No nível HI temos dois tipos de acionamento para alterar o usuário do aparelho: o primeiro é o Ied que acende.

O segundo consiste num oscilador de áudio cujo tom é dado por R7 e C2 basicamente. Este pequeno oscilador de dois transistores tem potência suficiente para excitar com bom volume um alto-falante.

Quando a saída do pino 3 do 555 volta r ao nível LO, o sistema está pronto para um novo acionamento.

 

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo deste aparelho.

 

Figura 2 – Diagrama do detector
Figura 2 – Diagrama do detector

 

Na figura 3 temos a placa de circuito impresso sugerida.

 

Figura 3 – placa para a montagem
Figura 3 – placa para a montagem

 

A montagem não é crítica, recomendando-se apenas que, no caso da montagem do sensor um pouco afastado do aparelho, seja usado fio duplo blindado.

Para o sensor existem diversas possibilidades que devem ser experimentadas pelo montador em função da sensibilidade desejada. Duas experiências podem ser feitas com o enrolamento de um transformador de alimentação dotado de primário de 110/220V e secundário de 9 ou 12V com corrente de 100 a 500 mA.(figura 4)

 

Figura 4 – A bobina sensora
Figura 4 – A bobina sensora

 

No interior do enrolamento colocaremos um bastão de ferrite. Podemos então fazer a ligação no primário, quando então teremos maior sensibilidade (as vezes até demais, pois o campo da rede elétrica local já o disparará), ou então proceder a ligação do secundário, quando teremos uma sensibilidade menor, mas ainda assim grande.

Outra possibilidade consiste em enrolar de 500 a 1 000 voltas de fio esmaltado 28 ou mais fino num bastão de ferrite de 1ocm de comprimento.

Os resistores usados na montagem são todos de 1/8 ou ¼ W com 10% ou 20% de tolerância. Os eletrolíticos devem ter tensão de trabalho de pelo menos 6 V.

Os integrados, para maior comodidade, podem ser montados em soquetes.

A fonte de alimentação consiste em 4 pilhas pequenas.

P1 é um trimpot comum onde é feito o ajuste de sensibilidade. Uma vez que tenhamos um ajuste com o sensor usado, não será mais preciso atuar sobre este controle, daí não recomendarmos o uso de potenciômetro.

A montagem final pode ser feita numa caixinha plástica, conforme mostra a figura 5.

 

   Figura 5 – Caixa para montagem
Figura 5 – Caixa para montagem

 

Esta caixa deve ter dimensões que permitam o alojamento da placa, sensor, alto-falante e pilhas.

 

PROVA E USO

Basta ligar a unidade e ajustar inicialmente P1 para que o sistema fique no limiar do disparo, ou seja, perto do ponto em que o LED acende.

Ao fazer o ajuste, espere sempre alguns segundos quando o LED acender, para dar tempo ao monoestável de voltar à sua condição de desligado.

Se o ajuste estiver difícil, pode-se aumentar o valor de R4 ou diminuir.

Uma vez que o LED esteja apagado, pegue um pequeno imã e mova-o a uma distância de pelo menos 2º cm do sensor.

O LED deve acender quando houver movimento. Retoque o ajuste de P1 para obter máxima sensibilidade.

Para usar é só deixar o aparelho ligado e movê-lo nas proximidades de locais onde existam campos magnéticos fixos ou variáveis.

Para detectar fontes de campos, como fios de instalações e motores, a simples aproximação já será suficiente para provocar o disparo.

 

CI-1 - CA3140 - circuito integrado

CI-2 - 555 - circuito integrado

Q1 - BC548 - transistor NPN de uso geral

Q2 - BC558 - transistor PNP de uso geral

LED1 - LED vermelho comum

L1 - sensor (ver texto)

FTE - alto-falante pequeno de 8 Ω

S1 - Interruptor simples

P1 - 100k - trimpot

B1 - 4 pilhas pequenas

R1 - 2M2 - resistor (vermelho, vermelho, verde)

R2 – 100 k - resistor (marrom, preto, amarelo)

R3 – 1 k - resistor (marrom, preto, vermelho)

R4 – 47 k - resistor (amarelo, violeta, laranja)

R5 – 100 k - resistor (marrom, preto, amarelo)

R6 - 470 Ω - resistor (amarelo, violeta, marrom)

R7 – 56 k - resistor (verde, azul, laranja)

R8 – 1 k - resistor (marrom, preto, vermelho)

C1 - 10 µF - capacitor eletrolítico

CZ - 47 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster

03 - 47 µF - capacitor eletrolítico

Diversos: caixa para montagem, bastão de ferrite, fios esmaltados placa de circuito impresso, suporte para 4 pilhas pequenas, fios, solda etc.

 

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