Teoria

Secondo Scientology, l'E-meter "è uno strumento che si aggancia alla struttura elettronica della mente reattiva (l'insieme delle aberrazioni mentali - N.d.R.) La mente reattiva può essere considerato un campo di energia elettrica, e quando della corrente elettrica viene fatta passare nelle sue vicinanze, essa influisce sul flusso della corrente elettrica stessa. [...] Per poter leggere l'E-meter, il piccolo flusso di energia elettrica che attraversa il prechiaro deve rimanere costante. Quando questo piccolo flusso si riduce, a causa di una aumentata resistenza, l'ago si sposta sul quadrante. Questo succede perché il prechiaro si tira addosso della massa. Questa è effettiva massa mentale (energia condensata), massa che agisce da resistenza al flusso dell'energia elettrica dell'e-meter." (A fianco di questa spiegazione, c'è un'illustrazione che mostra il preclear che ricorda un incidente in moto dove la "massa" del ricordo fa aumentare la resistenza). "Vediamo allora che il tone arm (il potenziometro dell'e-meter - N.d.R.) misura la densità della massa presente nel prechiaro. Si tratta di massa vera, non immaginaria, e può essere pesata [...] È stato accertato che l'energia mentale, ad esempio quella contenuta in un'immagine mentale, e l'energia elettrica della Terra o dell'ENEL, differiscono solo nella lunghezza d'onda. Perciò quando il prechiaro pensa delle cose, rivive un episodio del suo passato, o sposta qualche parte della sua mente reattiva, si manifesta un'alterazione elettrica". (L. Ron Hubbard, "Comprendere l'Elettrometro")

Il dispositivo in questione è un "Mark VI" del 1985 (prezzo di listino dell'epoca: 5.500.000 lire) con un ingresso segnale bipolare che va, tramite jack tipo audio, a una coppia di lattine.

I controlli all'esterno sono essenzialmente due rotori continui, un selettore a rotore con le posizioni "32 - 64 - 128" e un selettore "ON / OFF / TEST". Vi sono poi due piccoli display a sette segmenti con tre pulsanti di controllo simili a quelli dei primi orologi digitali.

Sul retro vi è un selettore di voltaggio USA/Europa (230/115) il cui scopo non è ben chiaro, dato che lo strumento è alimentato da un jack in continua etichettato "21 VDC" (per altro, l'alimentatore che mi dicono essere quello originale, e ne ha l'aria, riporta invece "12-18V").

Non appena aperto si osserva subito che la circuiteria interna è composta sostanzialmente da due parti separate.

I controlli sono collegati pressoché tutti alla scheda più in basso (riquadrata in giallo), che chiameremo scheda METER, mentre solo un trio di connettori provengono dal controllo rotativo più grande (che è composto di due parti elettricamente isolate) per finire nella scheda più in alto (bordata in verde), che chiameremo scheda DISPLAY. Questa seconda scheda ha una "uscita" nei due display digitali, mentre il quadrante bianco ad ago (il cui retro, di colore bianco, è visibile sotto la scheda DISPLAY) è connesso alla scheda METER.

Il selettore di voltaggio (nella foto a fianco) si scopre essere inutile, e non è neppure connesso ad alcunché. Il claim che si legge su alcuni siti Internet relativamente agli e-meter, secondo il quale selezionare il voltaggio errato potrebbe "friggere" il dispositivo, benché sia verissimo per la maggior parte dei dispositivi elettrici ed elettronici - quindi non provateci MAI perché, oltretutto, c'è il concreto rischio di incendio - in questo specifico caso è manifestamente infondato.

È opinione dello scrivente che uno dei "Mark" precedenti fosse alimentato a rete; utilizzando lo chassis del Mark V per montare il Mark VI, se si fosse eliminato l'ormai inutile selettore di voltaggio, sarebbe rimasto un buco. Normalmente questi buchi vengono coperti con appositi "blank" di plastica, disponibili in vari colori (qui per esempio si sarebbe dovuto usare il nero). Forse per "tradizione" o perché non era stata prevista la necessità dei blank e c'era una scadenza per le consegne (succede più spesso di quanto si creda - la chiamano fabbricazione JIT, Just In Time) si è preferito metterci il pezzo suo, naturalmente lasciandolo scollegato (i connettori sono tranciati con un paio di pinze, a forza bruta [1]).

Le due schede DISPLAY e METER sono talmente diverse che potrebbero tranquillamente far parte di due dispositivi costruiti a cinquant'anni di distanza l'uno dall'altro. La cosa più visibile anche all'occhio di un assoluto profano è che la scheda DISPLAY contiene svariati circuiti integrati, i "ragnetti" neri, mentre la scheda METER è costruita unicamente da componenti non integrati, analogici, addirittura usando i vecchi transistor al germanio (che, ad ogni buon conto, sono tuttora in commercio e molto in voga fra gli amatori, che per esempio nel campo della componentistica audio rivendicano un "suono più morbido". Per lo stesso motivo c'è chi magnifica i componenti a valvole termoioniche [2]).

Altri dettagli molto evidenti sono la progettazione delle piste, che nella scheda DISPLAY sono rettilinee e chiaramente ottenute da un programma per il calcolo dei circuiti, con i componenti disposti ordinatamente su una griglia rettangolare, e nella scheda METER sono curve, con i componenti alla rinfusa. Il circuito in sé è stato realizzato in modo semi-professionale, probabilmente a livello di kit di stampa, ma la progettazione è chiaramente fatta a mano, "vecchio stile".

Lo stesso può dirsi della realizzazione tecnica, con la scheda DISPLAY saldata in-line con un dispositivo professionale a onda di fusione (comunemente detto saldatrice a onda e utilizzato praticamente da tutti i laboratori un po' più che artigianali), e la scheda METER saldata chiaramente a mano (quasi non ci sono due saldature uguali) da un tecnico dilettante o molto frettoloso (un paio sono "riprese" di saldature fredde, parecchie sono "grasse", come le saldature del rotore in basso a destra, in altre è ancora visibile l'uso diciamo... "molto generoso" di flussante).

Una ispezione più da vicino rivela che anche la qualità dell'incisione su vetronite è inferiore, e parecchie piste della scheda METER sono ossidate e vicine al distacco (una, sul bordo, pareva proprio arrivata alla propria ultima ora).
Qualcuno apparentemente ha "revisionato" la scheda con il tipico espediente degli studenti di elettronica, strofinando la scheda con un batuffolo di antiossidante e flux, ripassando le piste con saldatore e abbondante stagno, e poi passandoci sopra quello che sembrerebbe, alla vista e al tatto, smalto trasparente per unghie.

E come nei dipinti dei maestri si possono osservare i cosiddetti "pentimenti", anche nella scheda METER sono visibili alcuni "aggiustamenti", per esempio due resistenze dall'aria più nuova del resto, attaccate al lato piste con quattro delle saldature più grasse della Storia (foto a fianco).

Cosa fanno le due schede?

La scheda DISPLAY sfoggia un banco di integrati MC-145-238 e un MC145-20B. Dai manuali facilmente reperibili su Internet, si tratta di un decoder per pilotare un display a sette segmenti. Un op-amp LM324N, un banco NAND SCL4011BE, e un controller all-in-one per... orologi completano il quadro: anche la scheda DISPLAY è funzionalmente divisa in due parti, la prima che è nient'altro che un orologio "tutto in uno", e la seconda costituita da un qualche tipo di display di stato numerico (il MC145-20B è un decoder per il formato numerico BCD, Binary Coded Decimal).

Senza smontare fisicamente i componenti (e rendere forse inutilizzabile la scheda), un esame "passivo" dell'ingresso del MC145-20B e dei componenti ivi disposti suggerisce di avere di fronte un misuratore incrementale o un contatore. Ogniqualvolta la caduta di potenziale sulla resistenza in ingresso diminuisce, la variazione viene ripartita in un certo numero di "passi" e il numero di questi passi convertito in un numero binario, "sommato" utilizzando il banco NAND, convertito in BCD dal componente MC145-20B e inviato al display a sette segmenti dai relativi driver MC145-238. A seconda delle configurazioni, con un circuito di questo tipo si potrebbe:

• fornire una indicazione digitale del valore del selettore rotativo "tone arm";
• fornire il "percorso totale" fatto dal selettore rotativo, calcolando per esempio che per spostarsi da 3 a 6 e da 6 a 4 il percorso complessivo sia 3+2 = 5
• fornire il "percorso parziale" in una sola direzione (nel caso visto sopra, solo 3 o solo 2).
• fornire la differenza fra la posizione iniziale e finale (in questo caso, 3-2 = 1).

La scheda METER è anche questa composta, direi "storicamente", di due sezioni. Il primo, sulla destra, è un ponte di Wheatstone per la misura della resistenza, in serie ad un circuito di amplificazione costituito da tre (ampliato, nella zona centro-sinistra, da un quarto) transistor 2N1303 al germanio. Un banco di resistenze è selezionato mediante un rotore:
Il circuito, apparentemente, è calibrato usando un banco di cinque trimmer multigiri di precisione che controllano l'amplificazione. In apparenza, il circuito "seleziona" un range di resistenza, "centrandolo" con i commutatori 32-64-128 e con il secondo commutatore rotativo, e quindi amplifica la resistenza così visualizzata in modo da valutarla con maggior sensibilità. Dato che la resistenza in esame è quella di un corpo umano, che è influenzata da una serie di processi biologici varianti nel tempo, il segnale risultante oscillerà in maniera più o meno vistosa a seconda di quanto è amplificato.

Benché esistano circuiti più semplici per ottenere questo effetto, anche senza usare i più "moderni" op-amp della scheda DISPLAY ma limitandosi ai buoni vecchi transistor al germanio, la "scelta" progettuale è difendibile. Va detto che, per come è concepito, lo strumento è soggetto ad ogni genere di drift, ossia le letture di due e-Meter inizialmente identici tenderanno a divergere col tempo, vuoi perché i rotori si usurano, vuoi perché il valore stesso dei componenti è soggetto a drift, le piste si ossidano, le lattine di misurazione anche, i contatti ancor di più, vuoi infine perché ci sono cinque trimmer multigiri dove, probabilmente, ne sarebbe bastato uno.

Fortunatamente, dato che quello che interessa è il comportamento differenziale (cioè come la resistenza oscilla nel tempo), tutti questi errori si manifesteranno principalmente come una variazione del range. In pratica sarà sufficiente ri-centrare il segnale per avere sostanzialmente di nuovo la lettura attesa.

(Ciò non toglie che, se mai qualcuno si divertisse a collegare due e-Meter in parallelo alle medesime due lattine collegate al medesimo candidato, confrontando i due display potrebbe avere più d'una sorpresa, anche con due e-Meter revisionati di fresco nello stesso laboratorio).

Stima dei costi

A parte naturalmente costi "virtuali" dovuti ad eventuali copyright per soluzioni tecniche particolarmente avanzate (di cui, in apparenza, qui comunque non c'è traccia) o per la realizzazione tecnicamente curata (e anche qui, con tutta la buona volontà, vederci particolare cura nella tecnica o nei materiali è impresa ardua per la scheda DISPLAY, e decisamente impossibile per la scheda METER), le voci di costo più importanti sono progettazione, realizzazione, e materiali.

La scheda DISPLAY è una scheda professionale, e i servizi che si occupano di produrle su progetto del cliente in genere forniscono quotazioni "tutto compreso": questa scheda potrà costare 50-80 EUR al pezzo per piccoli lotti comprensivi di componenti, montaggio e collaudo. La progettazione iniziale potrà essere costata l'equivalente di un migliaio di euro, proprio ad esagerare: basta mettere un annuncio nell'opportuna bacheca e fior di studenti di elettronica sarebbero più che disposti a dedicare due o tre serate al progetto.
Per confronto, questa scheda (un registratore vocale), di complessità assai superiore - diciamo, proporzionalmente, uguale oggi alla scheda DISPLAY di ieri - viene a costare una trentina di euro: quaranta se assemblata e collaudata.

Schede sostanzialmente simili, specializzate, per allarmi ecc., sono sì vendute dal produttore in effetti anche a 300-500 EUR, sfruttando quello che è in effetti un monopolio: quando acquistate un sistema di allarme da 2000 EUR, e si guasta la scheda, o spendete 500 EUR per una scheda nuova o vi tocca accollarvi un'intera nuova centralina, se non addirittura tutto un impianto nuovo. Ma la scheda di per sé costa, al produttore, quando gli va male, 50 EUR. Spesso e volentieri poi sono schede parzialmente o totalmente "riciclate" o "revisionate" e non arrivano a un terzo di quella cifra.

Tenendo conto che in passato dispositivi come la scheda DISPLAY richiedevano, per la produzione, apparecchiature per l'epoca più costose (le saldatrici a onda "lambda" usate per i vecchi circuiti stampati oggi non si usano quasi nemmeno più: i congegni di saldatura usano onde doppie o addirittura variabili, calcolate sul tipo di componenti da saldare), fatte le debite proporzioni si potrà arrivare a un costo stimato di 150, 200 EUR.

La scheda METER è di fatto un ponte di Wheatstone con amplificatore, e ci sono decine di circuiti sostanzialmente identici anche su Internet, oltre che sulle riviste specializzate. I componenti sono facilmente reperibili (i componenti "vecchi" obsolescono meno in fretta di quelli "moderni", tant'è che oggigiorno c'è ancora richiesta di transistor al germanio; e i componenti analogici sono sempre utilizzati), e il valore complessivo si può aggirare sui 10-30 EUR a seconda del fornitore. Montaggio e realizzazione del circuito stampato potranno costare circa altrettanto.
Un componente abbastanza costoso (20-50 EUR) è il quadrante ad ago, oltretutto di difficile reperibilità - i componenti "moderni" tendono ad essere più piccoli e compatti.
Non si andrà molto fuori bersaglio, e probabilmente si sarà anche esagerato abbastanza, nell'indicare un costo complessivo per la scheda METER di 150 EUR.

In totale, si può dire che per un singolo esemplare, ricostruito da zero, certamente non si eccederanno i 400-500 EUR (costi di progettazione esclusi); e questa è una cifra massimale, perché per produzioni di più di pochi pezzi il costo potrà scendere facilmente ad appena un centinaio, oltre ad ammortizzare i costi fissi. Anche solo sostituendo i pezzi più "rari" con componenti off-the-shelf e usando un contenitore standard, il costo per un singolo esemplare potrà facilmente dimezzare.

Sostituendo poi addirittura tutti i componenti con equivalenti "moderni", cioè utilizzando un banco custom multiresistenza, uno chassis standard a forma di parallelepipedo ed un quadrante multiplo, si otterrà un oggetto non molto dissimile da questo multimetro che non costerà più di un centinaio di Euro, e sarà con molta probabilità più preciso e durevole.

Comunque - dovendo davvero realizzare una cosa simile oggigiorno - sarebbe sicuramente più pratico costruire un convertitore audio che trasformi la resistenza ohmica in frequenze sonore. Quasi qualsiasi computer odierno ha un ingresso microfonico capace di campionare l'intervallo da 1 a 15 kHz con una precisione di 12 bit (4-5 Hz o migliore) a una frequenza di 22050-44100 campioni al secondo: da quel punto in poi tutta la logica dell'e-meter è tranquillamente implementabile via software. C'è chi con l'ingresso microfonico ci ha realizzato un oscilloscopio: figuriamoci se non si può realizzare un banale ponte di Wheatstone a selezione di banda http://zeitnitz.de/Christian/Scope/Scope_en.html.

Funzionamento pratico

Lo strumento, secondo ogni apparenza, misura il variare della resistenza del corpo umano fra le due palme delle mani.
Innanzitutto c'è da dire che questo approccio è concettualmente sbagliato perché la resistenza elettrica non solo è a priori massima sulle palme delle mani, dove la Natura ha pensato bene di accumulare tessuto corneo a scopi difensivi; e in più la resistenza è data dalla bontà del contatto, e quindi da quanto una persona stringe gli elettrodi. Una variazione di pressione durante la misurazione può produrre un "segnale" completamente spurio che sarebbe facilmente evitabile usando delle placchette contatto apposite (non a caso usate in tutti gli strumenti medicali, a destra).
Inoltre, a seconda che una persona tenda a sudare oppure no (cosa che dipende, tra le altre cose, dall'attività fisica recente, dal tempo atmosferico, da quanto tempo uno si è lavato le mani, con cosa, e così via), la resistenza cambierà in modo drastico; e poiché le variazioni di resistenza sono in percentuale, la stessa reazione corporea può produrre una piccola variazione nei giorni di pioggia e una variazione più grande nei giorni di bel tempo.

A questo punto, riguardo al punto di vista teorico, occorre dire che dei "segnali" che il congegno sarebbe in grado di leggere al netto dei disturbi (niente affatto secondari, come si è visto), e cioè tensione muscolare superficiale, tensione muscolare profonda e conduttività ematica, nessuno è completamente involontario.
È possibile (e lo si fa in moltissime discipline) imparare a controllare la tensione muscolare profonda, cosiddetta posturale. Da questo punto di vista un e-meter potrebbe quindi aiutare a combattere il mal di schiena, se non fosse che gli elettrodi sono piazzati nel posto sbagliato (e a proposito: vari stati patologici, dall'influenza, all'emicrania, al mal di denti, altereranno la baseline della resistenza dovuta alla tensione muscolare profonda e superficiale, risultando in calibrazioni diverse dell'apparecchio e soprattutto una diversa reazione alle variazioni).
Mediante il cosiddetto biofeedback si può controllare la pressione arteriosa quanto basta per far fare all'ago il giro del quadrante in qualsiasi modo si desideri; un insieme piccolo ma non vuoto di persone è in grado di controllare la tensione muscolare superficiale, compreso il cosiddetto riflesso orripilatorio, con sufficiente precisione da far muovere l'ago al ritmo di "Yankee Doodle".
Per tutte queste ragioni, anche nelle mani di un operatore qualificato, strumenti come il poligrafo (la cosiddetta "macchina della verità") non sono sempre accettati come prova a sé nei tribunali, nonostante siano molto più avanzati concettualmente rispetto ad una banale misurazione della sola resistenza, e dal punto di vista implementativo utilizzino elettrodi veri al posto delle lattine, e collocati nei punti anatomicamente corretti rispetto ai fasci muscolari e nervosi.

Conclusione

Il "claim" dell'apparecchio - di potere, nelle mani di un operatore esperto, dare indicazioni sullo stato interiore di un soggetto - è teoricamente sostenibile per apparecchi di questo genere (ohmmetri (trans-)cutanei), ma completamente infondato nella pratica per questo modello di apparecchio.
I motivi principali stanno, dal punto di vista pratico, nella misurazione presa nel punto e nel modo sbagliato. Dal punto di vista teorico, dal fatto che l'interpretazione è inaffidabile in una misura tale che non può essere compensata da un operatore comunque esperto.

Potrà senz'altro accadere che un operatore dotato di sufficiente esperienza e sensibilità possa intuire lo stato interiore del soggetto in modo del tutto indipendente dalla lettura E-meter, e possa quindi "interpretare" il comportamento ohmico del soggetto in modo da dare autorità alla propria interpretazione. Purtroppo è altrettanto probabile che un operatore si inganni e faccia avallare in buona fede una lettura sbagliata.

Inoltre, lo strumento ha un prezzo di listino del tutto ingiustificato, a meno che si voglia invocare un qualche effetto placebo dovuto all'esosità della richiesta di esborso - un po' come diceva Woody Allen degli psichiatri, per cui il prezzo della seduta sarebbe parte integrante della terapia.

Note:

1. Non è questo l'unico punto o dettaglio che dà una forte impressione di improvvisazione, di congegno costruito da un dilettante.

2. Lo scrivente deve confessare che, essendo intonato quanto la corda di una campana sfondata, ha sempre avuto l'impressione di avere a che fare con degli snob.