ウソ発見器の制作

ウソ発見器

ウソをついたのを回路が見抜き反応するという回路です。電子工作の回路として古くから伝わってます。

 

ウソを見抜く完全な方法はまだないはずですが、これはトランジスタの増幅を使ってウソを見抜く回路の型です。

 

 

そんな効果の怪しい機器の仲間に入ると思うのですが、あながちインチキともいえないのがこのトランジスタを使ったウソ発見器です。

 

ウソ発見器の機能　

 

 

　原理は、

 

 

これでホントにウソが見抜けるかな？　回路の出来　次第かもしれません（笑）

 

昔からある回路の型でなぜか原理だけはどこからともなく知っていました。電子ブロックにもその回路が取り上げられていて作ることができます。

やっぱり、外界の動作と関わり（特に人）反応するものは作ると楽しめます。

 

ウソ発見器の回路

人に流れる微弱な電流を関知し、それを増幅することで外界への反応する回路。トランジスタの学習と制作にぴったりかもしれません。

トランジスタの増幅なので　トランジスタの増幅のナゾ　を見ておいてください。

 

ウソ発見器の回路

（この回路をブレッドボードで作って試してみました）

 

典型的なトランジスタ増幅の形。ベースに電流が流れると　本流にその増幅率倍の増幅電流が流れるというトランジスタの回路そのままです。

 

回路の原理

抵抗を通って　ベースにいく配線の間に　　A　：　右手－左手　が入る
（右手から左手へ体を通り抜けて電気がながれていることになり、、、なんだか怖いですが、この程度の電気はなんともありません　　この程度の電気が、どの程度なのか　電流計①ではかれます）

 

人を通り抜け電気が流れればベース電流が流れ、流れた電流が増幅され×１００倍～ぐらいになり本流に流れ電流計②でわかります。

流れなければベース電流がないので本流もながれない　トランジスタの増幅作用の機能です。

 

手に汗をかいているとベース電流が流れ、増幅電流が電流計でわかる
ただし、Aのところを人がつかむといつでも反応すると機能を発揮しないので、人の体を通り　ベースが流れ　電流計②の針が振れるあたりの微妙な抵抗値にする必要があるのを　Vr１ｋΩで調整します。

これで手の汗や湿り具合で電流計②が反応します。

 

実際の実験回路

 

回路の各部

 

人が触れるプレート

A　の人が持つ配線部分ですが、

配線にプレートを付けたような面積の大きいものがいいです。（面積の大きい→抵抗を少なく）
簡易的に　ワニ口グリップに１０円玉などを加えたのをプレートとして様子みに試してみましょう。

できるだけつかんだ接触面が大きくなるような、大きな金属プレートが反応いいです。

 

抵抗

電流計②下のところの抵抗は20kですが　１０k～　ぐらいでもいいと思います。
点線のベースのコンデンサ0.01uFは安定用にいれていますが無くても大丈夫です。

 

電流計

電流計①　：　測ってみたい人は　B　のところで、人体を通り抜けた！電流値が測れます。

これは微弱電流（１mA以下）なので１mA以下が普通に計れるのでデジタルテスターでないと無理でしょう。この電流計①はベース電流確認用なので無くてもいい。

 

 

電流計②　：　これは流れた反応を見る計器です。ベースが流れるとこの計器が反応します。これもデジタルテスターでないと難しい。

これが増幅された電流です。

 

でもトランジスタで増幅されたとはいえ微少電流なのでuA（マイクロアンペア：1mA以下）の計れる電流計でないと針がふれません。

 

デジタルテスターなら、たいがいはuAでも計れるので数値が動き反応するのがわかります。でもこれはアナログテスターで針が振れる反応でないと面白くないので方法を改良して考えたいです。

 

（テスターはこんな風に実験で電流計にして使っていると２台ぐらいほしくなり、その上、電圧もとなると３台欲しくなるときがあります）

 

調整や回路の動作

なかなか思うように動作しないことはよくあります。

 

 

　原理に立ち返る

　ベース電流が流れる　×　トランジスタ増幅倍　＝　増幅電流　となるのがトランジスタの基本なので、

 

 

人の体を通り　ベースが流れ　電流計②の針が振れるあたりの微妙な抵抗値にする必要があるのを　Vr１ｋΩで調整します。

 

電源電圧をあげても大丈夫です。５Vや６Vではそのまま触っても・・・・？　感電するか体験してみてください。

 

部品で調節してみる

C　のコレクタ抵抗を変えてみる　２０ｋで　これ以上は必要ないと思います。
半分にしたりそのまた半分にしたり。

 

どのぐらい電流計は反応するのか、どこまでふやせるのか　？

まずは　ベース電流が　非常に微少だと　増幅以上は　C　には流れないので、ベース電流を調べる。

 

人体通り抜け＝抵抗と考え　そのベース抵抗で増幅倍がコレクタに流れるので　ベース電流　コレクタ電流の関係などを考えてみると、抵抗をあれこれ調整してもだいたいこの辺までかなというのも見えてきます。

 

通常はベース抵抗を入れる部分に人体があるので
人体＝抵抗　と考えるなら　人体の抵抗をテスターで測ってみる

 

電流計に増幅電流数mA流すこともがんばれば可能です。全部抵抗とっぱらい、人体ベース抵抗だけにして増幅）など

 

 

 

更に改良 ブザーを鳴らす

いつものように　だいたいうまくいったら　改良してみます。

 

ウソ発見器　といったらやっぱり　鳴りモノでしょう

 

光りモノにする　というLED使う方法もありますが、ウソつくとブザーが　”ブー”となって反応するのはウソ発見器らしい。

 

ブザーを鳴らす

ブザーですが、
ブザーならすのはふつう発振が必要ですこし面倒です。

 

キットのブザーを使った

先の工作例の　エレ工房さくらい　のブザーキットをそのまま使い、つなげました。

 

これも入出力でみると電圧入れるだけで鳴るブザーですが、
入力の端子がHigh（５V）になるとブザーがなります。

 

この回路、デジタル回路の入力なのでアナログのように境目のない電圧でなく、H,Lの信号です。

５V＝H　と　０V＝L　多少ずれてもいいのは　デジタルICを使ってみる　の項目参照
このキットのデジタルICは３V電源で動くデジタルICなので　H＝３Vで可（そのままウソ発見器回路に接続可能）

 

ブザーが鳴る仕組み

ウソ発見器の回路　コレクタから取りすのは、ウソつくと　下の回路図　’測定点’では電圧が下がる回路です。

 

この接続だとポイントの電圧は　　

• ウソ検知＝０V程度
• ウソでない（反応しない）＝電源電圧

 

ウソをついていないときにブザーが鳴り続け、ウソ検知でブザーが止まることになります。

この回路を反対の　ウソ→H　にするのはウソ発見器の回路を変更する必要があるので、もう一段外に回路をつくります。

 

トランジスタNOT

トランジスタで　デジタルゲートのNOTを作る回路の型です。

これを間にいれ、逆さま（否定＝Not）にして、ブザーキットに入れます。

このキットや電圧入れるだけで鳴るブザーがある人は試してみましょう。

ウソ発見器の調節で電源電圧を上げたりしていると、範囲外になっているかもしれないので不用意にキットや機器をつなぐ前によく確認しましょう。

 

 

これでウソ探知すると　ブザーがなります。調整は同様にVR１kΩで。

 

この、ブザーにHが伝わる動作ですが まずは　先の回路の動作の電圧を調べましょう。

この回路は　トランジスタの項目で以前出てきたようにトランジスタをスイッチと考える

 

すると、
この回路プルアップのナゾの回路と同様に考えられます。

 

トランジスタにベースが流れるとONになる　ベースがないとOFF

• トランジスタ-OFF　→　測定点電圧　３V程度（電源電圧）
• トランジスタ-ON　　→　測定点電圧　０V程度

ややこしいので　測定点を引き出したところで考えると

 

このようになり プルアップのナゾ同様になります。

　全部でみると　こんな動作に。

 

ブザーを直接　J　につないだ場合、
通常ブザーが鳴っていて、ウソ探知トランジスタ-ONで　ブザーが止まる　という動作になります。

間に入れたトランジスタがNOTで　逆転させているのがわかります。

 

これで調整すると気持ちよくブザーがなります。
（ブザーキットはH,Lデジタル信号で鳴るので　音色が変化することは期待できないですが、電源電圧では変化します）

 

ウソ発見器ブザー完成 !

 

増幅回路のなので原理からいろいろ抵抗など調節して試すと面白いです。

 

でもやっぱり　ウソつくと計器の針が振れて反応する　伝統的ウソ発見器　にしたいです。
次にまた改良を考えてみることにします。