O circuito que descrevemos neste artigo dispara um relé quando alguém se aproxima de um sensor. Podemos utilizá-lo na proteção de objetos ou ainda lugares, disparando um alarme ou um sistema de aviso. O circuito pode funcionar com fonte ou pilhas e na condição de espera, seu consumo é muito baixo.
Os sensores de toque são circuitos simples, normalmente operando pela resistência que o corpo apresenta.
No entanto, os sensores de aproximação podem operar segundo princípios diferentes.
Temos aqueles que consistem em osciladores em que a frequência se altera quando alguém se aproxima de uma antena, funcionando como a placa de um capacitor e o circuito detecta esta mudança.
Temos também os que se baseiam na transferência de sinal captado do ruído da rede de energia que é transferido para uma antena quando uma pessoa se aproxima da antena.
Este é o nosso caso, onde temos um circuito sensor que capta o ruído da rede de energia quando uma pessoa se aproxima funcionando como as placas de um capacitor.
Utilizando circuitos CMOS que são extremamente sensíveis, podemos desenvolver este circuito com facilidade.
Como Funciona
A base do alarme é um circuito integrado CMOS 4093 que possui quatro portas NAND de duas entradas.
Uma das entradas de uma das portas é ligada a uma placa de metal de uns 10 x 10 a 20 x 20 cm que funciona como antena.
O ruído captado quando nos aproximamos desta placa é amplificado digitalmente e aplicado a um diodo.
Este diodo tem um circuito integrador cuja função é impedir o disparo com sinais muito rápidos que a placa possa captar, o que instabilizaria o circuito.
Obtemos então uma transição para o nível baixo do sinal que é aplicado às entradas das outras três portas que são ligadas em paralelo, quando ocorrer a captação do sinal.
Com isso, o nível destas portas se inverte, pois elas são ligadas como inversoras e o transistor é polarizado no sentido de conduzir a corrente.
Com a condução, o relé ligado em seu coletor dispara acionando um circuito externo.
Na figura 1 temos uma possibilidade de se utilizar resistores na entrada para reduzir a sensibilidade, caso o circuito se torne instável na aplicação.
O fio até o sensor deve ser curto (máximo 1 metro).
Se for maior, deve ser usado cabo blindado com a malha ligada ao negativo da alimentação.
Montagem
Na figura 2 temos o diagrama completo do alarme.
Na figura 3 temos uma sugestão de placa de circuito impresso com relé DIL para a montagem.
Se o relé for de outro tipo, o desenho da placa deve ser modificado.
Os capacitores são para 16 V ou mais de tensão de trabalho.
Na figura 4 temos uma sugestão de fonte de alimentação para alimentar o alarme.
O transformador é de 6 ou 12 V, conforme o relé, com corrente de secundário de 200 a 500 mA.
Dado o baixo consumo, o circuito integrado regulador de tensão não precisa de dissipador de calor.
Prova e Uso
Basta ligar o aparelho e tocar no sensor. O alarme deve disparar.
Se alimentar o circuito por bateria pode-se aumentar a sensibilidade ligando-se o 0 V da bateria à terra.
CI-1 – 4093 – circuito integrado CMOS
Q1 – BC548 – transistor NPN de uso geral
D1, D2 – 1N4148 – diodos de silício
X1 – sensor – ver texto
K1 – Relé de 6 ou 12 V com corrente de 50 a 100 mA
R1, R2 – 1 M Ω x 1/8 W – resistores – marrom, preto, verde
R3 – 4k7 Ω x 1/8 W – resistor – amarelo, violeta, vermelho
C1 – 1 µF a 10 µF – eletrolítico
C2 – 100 µF – eletrolítico
Diversos:
Placa de circuito impresso, material para a fonte de alimentação, caixa para montagem, placa de metal para o sensor, fios,solda, etc.
