Teste neurológico (ART4062)

Determinadas qualidades humanas são de primordial importância tanto no trabalho como no dia-a-dia particular de cada indivíduo em si; assim, é interessante testar e aperfeiçoar estas qualidades, na medida do possível através de dispositivos e exercícios especialmente desenvolvidos para este fim. É justamente a isso que se propõe o aparelho descrito. O teste consiste em fazer-se passar uma argola metálica, de pequeno diâmetro, ao longo de um fio sinuoso, também metálico, sem que ela encoste no mesmo; se isto ocorrer, ouvir-se-á um apito que acusará o evento. O grau de dificuldade do teste poderá ser aumentado desde que seja diminuído o diâmetro da argola e/ou sejam acentuadas, ainda mais, as curvas do fio rígido.

O aparelho aqui descrito, como já dissemos, permite a realização do teste que avalia a firmeza e habilidade manual, sendo usado em algumas indústrias p ara a seleção eficiente de novos funcionários, pois, para certas profissões, é preciso e indispensável ter-se a mão muito firme; como exemplo, podemos mencionar, entre outros, a montagem de circuitos eletrônicos em escala industrial ou ainda a montagem mecânica e elétrica (externa) dos circuitos integrados. Podemos mesmo dizer que, até certo ponto, a firmeza da mão é diretamente proporcional à estabilidade do sistema nervoso de uma pessoa; por esta razão, o teste aqui descrito deve ser preferido em relação aos testes teóricos convencionais porque é muito mais esclarecedor.

O circuito, ainda que não idealizado especificamente para tal, também se presta para avisos sonoros, concernentes à proteção residencial, veículos ou qualquer objeto que se quer proteger contra as investidas dos ladrões; pode, inclusive, ser utilizado para detectar movimentos como, por exemplo, o de um berço: quando o recém-nascido se mexer durante o seu sono, fará movimentar o berço; este movimento, ainda que imperceptível, fará com que o circuito seja ativado, avisando, a "longa distância", aos pais do movimento do filho.

O dispositivo poderá ser empregado em situações menos "sérias" como, entre outras, um passatempo entre amigos ou mesmo a título experimental como diletantismo eletrônico, já que o circuito não apresenta nada de complexo, até pelo contrário!

O CIRCUITO

O esquema do circuito em questão pode ser apreciado na Fig. 1; de imediato verificamos a presença de dois integrados 555, sendo que o segundo (C.I.2) comanda, como veremos abaixo, o primeiro integrado (C.I.1), o qual está funcionando na configuração estável — oscilador de onda regular cuja frequência teórica de oscilação se situa em torno de 1 kHz (Apêndice VI).

 

O sinal retangular gerado pelo integrado C.I.1 é aplicado, através do resistor R3, à base do transistor Q1, sendo por ele amplificado e traduzido em potência sonora através do alto-falante Fte, que em primeira análise se constitui na carga do transistor. O resistor R4 tem por finalidade limitar a corrente a circular pelo transistor, evitando que ele venha a aquecer-se em demasia, danificando-se; da mesma forma, o conjunto R3 e R4 limitam a corrente de a saída proveniente do C.I.1 e, portanto, a corrente a circular pela junção base-emissor deste transistor, protegendo tanto este último como o integrado em questão.

Ainda pela Fig. V11-1, observamos que a entrada-reciclagem deste C.I. (pino 4) está diretamente ligada à saída (pino 3) do segundo integrado; isto faz com que C.I.1 deixe de oscilar quando o nível, em tensão, da saída de C.I.2 for nulo— condição de repouso. Acontece que este segundo integrado está operando como um monoestável e, consequentemente, a sua saída permanecerá constantemente em nível baixo até o momento em que o sensor, no caso argola e fio rígido, fizer com que a entrada-disparo (pino 2) seja levada ao potencial "—"; neste exato momento a sua saída comuta para o nível alto, disparando o oscilador constituído por C.I.1, fazendo-se presente no alto-falante um sinal de frequência em torno de 1 kHz. A saída deste segundo integrado assim permanecerá até que seja decorrido um determinado período de tempo estabelecido pela rede — constituída do resistor R5, trimpot P1 e capacitor C2; findo este período, a sua saída retorna a praticamente zero volt e, portanto, o oscilador é bloqueado.

O leitor poderá estar pensando que este segundo integrado não tem qualquer finalidade, já que poderíamos comandar diretamente o circuito oscilador através de sua entrada-reciclagem e sensor, tal qual nos mostra a Fig. VII-2. Ainda que teoricamente esta opção funcione, na prática padece de um pequeno inconveniente: quando a argola encostar por curto tempo no fio rígido anteriormente mencionado, ouvir-se-á apenas um clique, que poderia ser confundido com outros ruídos do ambiente, podendo passar despercebido, e em consequência o teste iria perder a sua finalidade básica; anexando-se o C.I.2 isto não ocorrerá, pois qualquer toque, por mais breve que seja, entre a argola e o fio, irá ativar o dispositivo por um tempo, teórico, compreendido entre 90ms a 332ms — este período poderá ser expandido, bastando para tal trocar o capacitor C2 por um outro de maior capacitância como 1µF, por exemplo.

Fig. 2 — Suprimindo-se o C.I.2 do circuito da figura anterior, é necessário acrescentar uma resistência de 1 IcS2 entre a linha "—" de alimentação e o pino 4 (reciclagem) do C.I.1, partindo deste e do "+" de alimentação os fios para a ligação ao sensor.

O resistor R6, "pendurado" na entrada-disparo de C.I.2, garante um nível de tensões sempre superior a 1/3 da tensão de alimentação, exceto quando o sensor aterrar esta entrada; este nível alto na entrada-disparo força um nível baixo na saída de C.I.2, e consequentemente a inibição do oscilador. Por outro lado, se esta entrada estiver constantemente em nível baixo, isto é, aterrada, o oscilador funcionará ininterruptamente até o momento em que for retirado o nível baixo da entrada.

A fonte B1que irá alimentar o circuito pode ser qualquer uma, desde que a sua tensão de saída esteja compreendida entre 8 volts e 12 volts, podendo ser realizada pela associação em série de 6 a 8 pilhas de 1,5 volt de tamanho médio a grande, ou poderá ser utilizado o circuito mostrado na Fig. 3, permitindo ligar o dispositivo diretamente à rede elétrica domiciliar — este foi o procedimento adotado na montagem do protótipo. Vemos que o circuito da fonte de alimentação é relativamente simples, não requerendo maiores considerações teóricas a seu respeito, a não ser que é do tipo de retificação em onda completa e que a chave CH possibilita desligar o aparelho quando não estiver em uso.

Havendo necessidade de alimentar o circuito com tensões inferiores a 8 volts, até um mínimo de 5 volts, teremos de substituir o resistor R4 (Fig 1) por um curto.

Fig. 3 — Fonte de alimentação, a partir da rede elétrica, para alimentar o circuito do neuroteste.

A MONTAGEM

Exceto a fonte de alimentação, o protótipo foi montado em uma placa cobreada de fenolite, obedecendo ao desenho, em tamanho natural, da Fig.4; porém nada impede a utilização das placas padronizadas tipo semiacabadas, ou ainda usar uma quarta parte de uma placa-padrão capaz de comportar até uma dúzia de integrados; a distribuição dos componentes nestes dois últimos casos ficará integralmente a cargo do leitor; apenas limitar-nos-emos a fornecer, à guisa de orientação, a distribuição dos componentes na placa de fiação impressa por nós confeccionada (Fig. 5).

Uma vez estando pronta a placa de fiação impressa, daremos início à montagem soldando à mesma os soquetes dos integrados, capacitores, resistores e trimpot, guiando-nos pelo 'layout' apresentado na Fig. 5; a seguir soldamos o transistor, observando que a marca azul nele impressa corresponde ao coletor, colocamos os dois integrados nos respectivos soquetes, tomando o cuidado para que os chanfros, ou marcas, neles contidos obedeçam à orientação mostrada no layout da Fig. 5. Para encerrar esta fase, soldamos os dois pares de fios, destinados respectivamente ao alto-falante e à fonte de alimentação — o comprimento de cada par de fios é ditado pelo dimensionamento da caixa e do afastamento do alto-falante em relação à placa. Os fios que se destinam ao sensor serão soldados posteriormente.

Fig. 4 — Desenho, em tamanho natural, da plaqueta de circuito impresso vista pelo lado cobreado.

Fig. 5 — Distribuição dos componentes na plaqueta de circuito impresso.

A fonte de alimentação (vide Fig. 3), no nosso caso, foi montada separadamente: os dois díodos, bem como o capacitor, foram montados ao lado do transformador na conhecida montagem "teia de aranha"; no entanto, o leitor poderá optar, se assim o desejar, por uma montagem em uma tira de terminais, tal como é ilustrado pela Fig. 6.

A preparação do fio rígido e da argola, que se constituem no sensor anteriormente mencionado, requer mais habilidade manual que "técnica eletrônica". Preliminarmente providenciamos uma caixa de dimensões razoavelmente grandes (caixa de sapatos serve), porém, o ideal é uma daquelas caixas de madeira que servem de embalagem para charutos, facilmente encontrada em qualquer bar ou charutaria; preferir as que apresentarem maior altura — no protótipo foi utilizada, e com bons resultados, uma caixa de papelão de dimensões 37 cm x 15 cm x 10 cm, que outrora servira de embalagem para copos).

Fig. 6 — Montagem em tira de terminais da fonte de alimentação a partir da rede elétrica — poderá ser idealizada uma plaqueta de fiação impressa, fornecendo uma montagem mais compacta.

Fig. 7 — Confecção do "labirinto" a partir de um pedaço de fio rígido (encapado), de bitola não superior a 14 AWG.

A seguir forramos externamente a caixa com papel autoadesivo, a fim de obter um ótimo acabamento da caixa; na tampa da caixa e no sentido da maior dimensão fazemos dois pequenos furos, de forma a poder passar o fio rígido — bitola 14 AWG ou menor — cujo comprimento deve ser aproximadamente igual ao dobro da distância entre estes dois furos; quanto maior for o comprimento deste fio e/ou a distância entre os furos, tão maior será a dificuldade em passar a argola através dele sem haver contato entre ambos. Este fio será desencapado nas suas extremidades e na parte central, tal como nos mostra a Fig. 7. Uma vez pronta esta parte, o fio é dobrado de forma aleatória, porém de maneira tal que suas extremidades fiquem retas em aproximadamente 16 a 20 cm, e que se encaixem sem esforço nos dois furos da tampa da caixa (Fig. 8)

Fig. 8 — Ideia de como ficarão as dobras no fio que caracterizará o "labirinto", assim como o seu encaixe na tampa da caixa.

Uma vez que tenhamos inserido as duas pontas do fio nos respectivos furos da tampa da caixa, elas devem ser dobradas conforme o detalhe da Fig. 9, e de forma a fornecer ótima resistência mecânica ao conjunto fio-tampa; em uma destas extremidades dobradas, soldamos um pedaço de fio flexível, que será ligado ao "—" do circuito (Figs. 1 e 5). Através do preparado Araldite ou Durepox cobrimos inteiramente as extremidades do fio desencapado, de maneira a ficarem solidários com a tampa da caixa (Fig. 10).

A construção da argola é mais simples ainda: desencapamos entre 3 a 5 cm uma extremidade de um pedaço de fio rígido — poderá ser aproveitada a sobra do anterior, desde que ela apresente um comprimento não inferior a 12 centímetros. Dobramos esta extremidade desencapada até conseguirmos uma circunferência, tal como mostrado na Fig. 11, tendo o cuidado de não fechá-la totalmente — quanto menor for o diâmetro desta circunferência, tão maior será o grau de dificuldade do teste. Soldamos à outra extremidade um pedaço de fio flexível de uns 60 centímetros, e inserimos esta peça no corpo de uma caneta esferográfica, enchendo os espaços entre a ponta e o corpo da caneta com o preparado Durepox ou similar (Fig. 11-12); a extremidade do fio flexível será soldada ao pino 2 de C.I. 2, após ter passado por um furo previamente feito na parte frontal da caixa propriamente dita. Feito isto, inserimos a argola no fio rígido preparado anteriormente, fechando-a completamente de forma que não mais possa sair de lá.

Fig. 9 — Forma de dobrar as extremidades livres do fio rígido, de forma a propiciar certa resistência mecânica.

Fig. 10 — Modo de prender o fio à tampa da caixa. Notar a quantidade, abundante, do preparado 'Durepox' utilizado, o qual se destina a oferecer ainda mais resistência mecânica ao conjunto.

Para encerrar, "jogamos" o circuito dentro da caixa, sendo fixado à mesma por melo de cola quando a caixa for de papelão, ou por parafusos se a caixa for de material relativamente resistente, tal como madeira; instalamos a chave liga-desliga e fonte de alimentação, se for o caso.

O alto-falante também será instalado no interior da caixa, sendo a ela fixado através de cola ou do preparado 'Araldite' ou 'Durepox'; é claro que Fio rígido nu deverão ser feitos vários furos nas cercanias e no local da caixa onde o alto-falante for instalado. Tampamos a caixa e.... o circuito do teste neurológico estará pronto para funcionar!

Fig. 11 — Preparação da argola — ela 1 i deve ficar ligeiramente aberta.

Fig. 12 — Aspecto final da montagem e confecção da argola.

Evidentemente, antes de fixar o circuito à caixa deveremos fazer uma revisão em toda a montagem elétrica, visando verificar seu funcionamento: ligamos o aparelho à rede elétrica (ou bateria) e, estando a argola em contato com a parte isolante do fio rígido, o dispositivo permanecerá mudo; encostando, ainda que rapidamente, a argola no fio nu, deveremos ouvir um apito, indicando que tudo está bem; tempos depois, o circuito voltará a emudecer, se a argola não mais estiver em contato com o fio rígido nu. Caso alguma anormalidade seja detectada, convém fazer uma revisão total e detalhada em toda a montagem, à procura de "bruxas", pois o protótipo continua em perfeito funcionamento até o momento.

AJUSTES

O único ajuste do dispositivo é o que determina a duração do alarma sonoro que, como vimos, pode situar-se entre 90 ms a 332 ms de duração, tempo mais do que suficiente para a finalidade em questão. Este ajuste ficará a cargo do usuário e das condições sonoras do ambiente onde for realizado o teste.

IDENTIFICAÇÃO DOS TERMINAIS DOS SEMICONDUTORES

Na Fig. 13 estão identificados os terminais do transistor empregado no protótipo, assim como possíveis substitutos.

Fig. 13 — Identificação dos lides dos transistores utilizados na montagem e solicitados na lista de material.