Elektronikk med vitensenteret

Transkript

1 Nordnorsk Vitensenter Elektronikk med vitensenteret Lag en løgndetektor Loddevarianten Heðinn Gunhildrud

2

3 Bygg en løgndetektor Huden i hendene våre svetter mikroskopiske svettedråper når kroppen vår stresser og reaksjonene skjer på under et sekund. Når vi slapper av fordamper disse små svettedråpene nesten umiddelbart. Denne svettingen og fordampningen vil derfor forandre hudens ledningsevne etter hvilket stressnivå kroppen vår har (du kan se en video av dette ved å følge linken på side 5). I dette prosjektet skal vi lage en liten krets som kan måle denne ledningsevnen. Resultatet gis i form av piping fra en høyttaler med lav eller høy frekvens. Lav frekvens betyr lav ledningsevne mens høy frekvens betyr høy ledningsevne. Siden de fleste mennesker vil få en stressreaksjon når de må lyve, vil dette apparatet, med litt flaks, ofte kunne avsløre en løgn. Det er likevel stor usikkerhet ved bruk av slike løgndetektorer. Dette kan du lese mer om på side 4 i heftet. 1

4 Kapittel 1. Bygg en løgndetektor Komponentene i kretsen Du skal nå bygge løgndetektoren, men før vi starter må du vite litt om komponentene vi skal bruke. Transistoren Transistoren (fig 1.1a) er et såkalt aktivt komponent. De er små og svarte med en flat side og en rund. De har tre bein som har forskjellige funksjoner og derfor må plasseres rett. Vi skal bruke to forskjellige transistorer en som heter BC547C og en som heter BC557C. Navnet står trykt med liten skrift på den flate siden og det er viktig at du plasserer riktig transistor på rett sted. I kretsen vår er det transistorene som måler ledningsevnen i huden og bestemmer hvilken lyd som skal lages i høyttaleren. Motstanden Motstanden (fig 1.1b) brukes for å begrense strømmen gjennom en krets. De fungerer omtrent som om du slår en propp i en vannslange og stikker et lite hull i den slik at det bare kan renne ut litt vann. Motstander kan ha forskjellig verdi og dette er skrevet på komponentet med fargekoder. I dette prosjektet skal vi bruke to motstander den ene er på 4, 7k Ω og er merket med fargeringene gul - fiolett - rød gull. Den andre er på 82k Ω or er merket med grå - rød - orange gull. Kondensatoren (a) Transistor (b) Motstand (c) Kondensator Figur 1.1: Komponentene til løgndetektorkretsen En kondensator (fig 1.1c) kan lades opp og ut omtrent som et batteri, men til forskjell fra et batteri kan den gjøre dette tusenvis av ganger i sekundet. I vår krets er det denne som sender et klikk til høyttaleren vår. Når høyttaleren klikker hundrevis eller tusenvis av ganger i sekundet oppfatter vi det som pipelyd. Kretskortet Kretskortet er en liten plastplate som komponentene skal festes på. På den ene siden av kortet er det hvite strektegninger av komponentene som skal plasseres. Dette er oversiden. På den andre siden (undersiden) er det tynne kobberbaner med blanke loddepunkt. Disse banene forbinder komponentene sammen elektrisk. Du skal tre beina på komponentene fra oversiden og gjennom hullene på brettet. På undersiden loddes beina fast i det blanke loddepunktet. Figur 1.2 viser kretskortet i størrelse 1:1, mens figur 1.3 på neste side viser en forstørret tegning før og etter lodding. Fingerprobe Blablablablablablablablah... T2 + Batteri - R1 C1 Løgndetektor R2 T1 Høyttaler Figur 1.2: Kretskortet i størrelse 1:1 Det skal være ca 5 mm luft mellom komponentene og brettet. Før loddingen vil du få se noen triks om hvordan du får til dette. 2 Printet den 3. mai 2012

5 Byggbeskrivelse Byggbeskrivelse Du skal nå lodde sammen løgndetektoren på kretskortet. 1. Plasser BC547 der kortet er merket T1. Den flate siden på komponentet skal peke mot høyre slik strektegningen indikerer. Du må bøye til beina på komponentet litt for å få de ned i de tre hullene. Snu kortet rundt og lodd de tre beina. 2. Plasser så BC557 i T2 og lodd på undersiden. 3. Sett motstanden med fargene gul - fiolett - rød gull i R1 og lodd. 4. Motstanden med fargene grå - rød - orange gull plasseres i R2. 5. Kondensatoren er det lille firkantede blå komponentet. Plasseres i C1. 6. Plasser Den rød ledningen fra batteriklipset i pluss og den svart i minus. Lodd på undersiden. 7. Sett ledningene fra høyttalere i hullene sine det spiller ingen rolle hvilket og lodd. 8. Sett ledningene fra høyttaleren i hull 7I og 10F. Spiller ingen roll hvilken ledning du setter hvor. 9. Plasser til slutt fingerprobene og lodd disse. Fingerprobe Fingerprobe Blablablablablablablablah... T2 + Batteri - R1 C1 Løgndetektor Blablablablablablablablah... T2 (a) Før lodding. C1 Løgndetektor R2 T1 + Batteri - R1 R2 T1 Høyttaler Høyttaler (b) Etter at komponentene er loddet på. Figur 1.3: Kraftig forstørrelse av kretskortet før og etter komponentene er loddet på. Printet den 3. mai

6 Kapittel 1. Bygg en løgndetektor Hvordan teste løgndetektoren Nå begynner moroa vi skal teste om løgndetektoren virkelig kan avsløre en løgner. Til dette trenger du en kortstokk og en entusiastisk klasse. Oppgaven går ut på å gjette på et kort i en kortstokk, for så å se om løgndetektoren kan avsløre hvem som lyver. 1. Del klassen i to grupper. Velg en testperson fra den ene gruppen. 2. La eleven trekke et kort og vise det til gruppen sin. 3. Be eleven sette seg ned ved et bord og legge hendene på bordplaten. 4. Fest sensorene ved å snurre dem rundt fingertuppene. Pass på at tonen ikke er for mørk/lys. Du justerer tonen ved å løsne litt på ledningen eller ved å vifte med et ark for å få noe av svetten til å fordampe. 5. Den andre gruppen skal nå gjette på om kortet er kløver, hjerter, spar eller ruter. Elevene i gruppen som skal gjette stiller ett spørsmål hver: Er kortet en kløver? etc... Uansett hva de spør om skal eleven som avhøres svare benektende Nei. Deretter venter man for å høre hvordan tonen til løgndetektoren endrer seg. Stiger den kan det tyde på at eleven lyver. 6. Når alle elevene i gruppen har stilt test-eleven spørsmål om kortets farge, begynner man en ny runde der man spør etter tallet. 7. Etter at begge spørrerundene er ferdig lar du gruppa som skal gjette få diskutere seg frem til hvilket kort det er. Klarte de å gjette riktig? Kan man avsløre løgner med denne elektroniske kretsen? Problemet med bruk av løgndetektorer Løgndetektorer er ganske effektive til å avsløre løgner, men de er ikke perfekte. Noen mennesker lar seg ikke avsløre i det hele tatt, mens andre blir stressa uansett hva du spør de om. Vår statistikk på vitensenteret viser at denne løgndetektoren fungerer ca 8 av 10 ganger. Det betyr den har 20% feil! Dette er grunnen til at løgndetektorer ikke godtas som bevis i de fleste vestlige land. Så mye som 2 av 10 vil da kunne bli dømt feil! Profesjonelle løgndetektorer kalles ofte polygrafer. Dette er fordi de måler mange variabler på kroppen samtidig (poly- betyr mange). I tillegg til hudens ledningsevne måler de gjerne puls, blodtrykk, pustefrekvens, øyedillasjon, hjernebølger og andre ting. Til sammen blir slike polygrafer mer nøyaktig enn om man baserer seg på bare en variabel. Likevel vil de aldri nå 100% for noen testgruppe. Det er også mulig å trene seg opp til å lure løgndetektorer. 4 Printet den 3. mai 2012

7 Lær mer Lær mer Som sagt så vil huden i hendene begynne å svette når vi blir stresset og denne reaksjonen starter umiddelbart. Siden svettedråpene er så små vil de fordampe igjen like fort når vi slapper av. Om du besøker adressen i fig 1.4a under, vil du få se en video av huden på en pekefinger forstørret 500 ganger. 15 sekunder ut i videoen begynner forsøkspersonen å tenke på noe som stresser ham. 30 sekunder ut i videoen slapper han av igjen og svetten fordamper raskt. Fig 1.4b viser en video som beskriver prosjektet laget av Jon Havie ved Teknisk Museum i Oslo. (a) Video av hud som svetter. JZZDwPL5xbE (b) Video om løgndetektoren. sslagjnq3ti Figur 1.4: Scan disse QR-kodene med smarttelefonen din for å se video på nett. For spesielt interesserte For spesielt interesserte har vi tatt med skjemaet på kretsen. Figur 1.5: Skjema på løgndetektoren Printet den 3. mai

8 Nordnorsk Vitensenter Prosjektet Løgndetektor er utviklet i samarbeid med og er finansiert av