Muito mais segurança para sua casa, escritório ou estabelecimento comercial é o que você terá com uma central de proteção. Muito mais do que um simples alarme, este sistema protege portas, janelas e ainda pode ser ativado por diversos tipos de sensores. Com entradas temporizadas, ele ainda é à prova de falta ou corte de energia.
Suas principais características são:
- Alimentação por 110V/20V e bateria de 6 ou 12V;
- Possui entradas temporizadas;
-Toca por tempo predeterminado o sistema de alarme;
-Tem 3 entradas para sensores;
- Possui sirene incorporada;
- Pode ativar sirene, campainha ou outro dispositivo qualquer de aviso externo.
Obs. O artigo é de 1987, mas todos os componentes ainda são comuns. Apenas o mesmo projeto pode ser elaborado com tecnologias mais modernas, como o uso de microcontroladores.
Esta central de proteção se destina a aplicações domésticas, em escritórios comerciais ou ainda em instalações comerciais.
Trata-se de um sistema completo de alarme com temporização e a possibilidade de ligação de diversos tipos de sensores em 3 entradas. Os sensores que podem ser utilizados são:
- Reed-swtches com ativação por ímãs;
- Interruptores de pressão ou micro-switches;
- Fios finos sujeitos à interrupção;
- LDRs;
- Sensores de temperatura, chama ou som;
- Sensores de toque.
A temporização de entrada é uma sofisticação muito importante neste projeto: o sistema não dispara o alarme instantaneamente quando um sensor é ativado.
Decorrem alguns segundos para que isso ocorra por um motivo de natureza psicológica.
Quando o intruso tenta invadir uma residência, escritório ou casa comercial, no instante em que ele consegue seu intento ele fica prevenido para o disparo de um alarme, pronto para uma fuga caso isso ocorra.
Se isso não ocorre, ele relaxa e passa a penetrar no local com mais desembaraço. Se neste instante o alarme toca, ele é pego desprevenido, tendo de realizar uma fuga numa situação incômoda.
Nestas condições dificilmente ele terá condições de tentar levar algum objeto ou fazer algum tipo de estrago.
Temos também uma segunda temporização que determina por quanto tempo o sistema de alarme deve ficar ativado. Esta temporização pode ser ajustada entre 2 ou 3 minutos até mais de 15 minutos, dependendo da aplicação.
O sistema de alarme tem sua própria sirene de boa potência utilizando dois integrados que fornecem um som modulado bastante penetrante.
Se o nível de sinal produzido ainda assim for insuficiente para chamar a atenção, pode-se acoplar uma sirene de fábrica, campainha ou outro dispositivo de maior potência nas saídas disponíveis para esta finalidade, tanto com alimentação pela rede como por baixa tensão de 6 ou 12 V.
O sistema tem também a característica de permanecer ativo mesmo que uma das entradas tenha sido disparada e o alarme tocado pelo tempo previsto.
Ocorrendo nova tentativa de arrombamento o alarme volta a tocar nas mesmas condições. E claro que, se o arrombamento na primeira tentativa implicar na quebra de fios de disparo, este sensor não mais será usado.
A alimentação do circuito é feita pela rede local de 110 V ou 220 V, mas existe uma bateria auxiliar de 6 V ou 12 V que entra em ação mantendo o sistema ativo mesmo que a energia seja cortada.
Pode ser usado um conjunto de 4 pilhas grandes (6 V) ou então uma bateria de carro ou moto (12 V).
COMO FUNCIONA
Começamos a análise do circuito pela entrada que leva três transistores.
O primeiro transistor é utilizado para a entrada de sinal de transdutores como, por exemplo, um LDR que deve ser ligado de uma das duas formas mostradas na figura 1.
Em (A) o sistema é ativado com a incidência de luz no LDR. O intruso pode usar uma lanterna ou acender a luz do local em que entra e isso fará o alarme disparar.
Um pulso positivo na base do transistor leva-o à plena condução, aterrando momentaneamente o pino 2 de CI-1 que o dispara.
Em (B) o disparo ocorre quando a luz que incide no LDR é cortada.
Com o corte da luz incidente, sobe a tensão de base do transistor, levando-o à saturação e com isso o aterramento momentâneo do pino 2 de CI-1.
Esta configuração pode ser usada num sistema de proteção de corredor ou passagem. Basta manter uma pequena luz (5 a15 W) acesa, mas com foco sobre o LDR.
A passagem do intruso entre os dois provocará o disparo do sistema.
O segundo transistor (Q2) é usado para operar com sensores de interrupção.
São ligados então fios finos em locais de proteção como janelas, objetos, portas de modo que o intruso, ao forçar a passagem, provoque sua quebra. (figura 2)
Os sensores ligados em série mantêm a base de Q2 sob potencial nulo e este componente no corte.
Com a interrupção de qualquer sensor, a tensão de base sobe e o transistor vai à saturação, aterrando momentaneamente o pino 2 de CI-1.
O terceiro transistor é para sensores de ligação como, por exemplo, micro-switches, interruptores de pressão ou reed-switches.
O fechamento de qualquer interruptor ou sensor polariza a base do transistor, produzindo o pulso negativo que dispara Cl-1.
Veja que se exige somente um pulso de curta duração para o disparo. Isso significa que, mesmo depois de ativado o sensor e o ciclo todo do alarme completo, ele estará pronto para um novo disparo, bastando para isso que novo pulso seja produzido.
Os sensores de pressão do terceiro transistor devem ser ligados em paralelo, conforme mostra a figura 3.
Passemos ao temporizador n.° 1 com o 555.
Este temporizador tem por base CI-1 e determina o tempo que decorre entre o instante em que o sensor é ativado e o alarme dispara. C4 e R8 determinam este tempo, podendo ficar entre alguns segundos e 20 ou mais segundos.
Na saída do 555 existe um LED (LED 1) que acende quando o sensor é ativado e este timer entra em ação.
A saída deste temporizador ativa diretamente o CI-2 através do pino 2.
CI-2 é o segundo temporizador que determina por quanto tempo o alarme deve tocar. Este tempo é dado por R11 e C6. R11 pode ser aumentado para 1M e C6 para 1000 uF para tempos maiores.
A saída de Cl-2 ativa o LED 2 e também dois outros circuitos controlados por S1 e S2.
Com S1 fechada o alarme é uma sirene modulada em tom formada por Cl-3 e Cl-4 e que tem por amplificador de áudio Q4 e Q5.
C9 determina a modulação e C10 o tom do som emitido, podendo este componente admitir valores entre 47 nF e 100 nF.
Com S2 fechada temos a ativação do relé K1 que permite o controle de um sistema de aviso externo que tanto pode ser uma sirene industrial como uma cigarra potente.
Cargas para 110 V são controladas pelos terminais H, l e J., enquanto que cargas de menor tensão (12 V ou 6 V) são controladas pelos terminais K e L.
Na figura 4 damos o modo de se fazer a ligação destas cargas.
Lembramos, entretanto, que existe limitação de corrente para as cargas ligadas em K e L, a não ser que se faça a conexão da figura 5.
Esta conexão permite a ativação de uma buzina de carro a partir de uma bateria fixa.
A fonte de alimentação consiste numa bateria e num sistema regulador de tensão a partir de transformador e retificador.
Se o sistema for planejado para operar com bateria de 6 V, os relés serão de 6 V e o transformador de 9 V com 1 A. O integrado será então o 7806 para CI-5.
Para 12 V, o transformador pode ser de 12 ou 15 V com 1 A e o regulador de tensão o 7812.
Os diodos D4 e D5 impedem que a corrente flua para a fonte caso esta seja desativada, entrando em ação a bateria. Com a fonte ativada, D5 impede que a corrente flua para a bateria.
MONTAGEM
Começamos por dar o diagrama completo do aparelho na figura 6.
A placa de circuito impresso em tamanho natural é mostrada na figura 7.
Na placa não São colocados alguns componentes como o transformador e o próprio transistor de potência Q5 que deve ficar sobre bom radiador de calor.
As entradas e saídas são feitas por pontes com parafusos ou então tomadas apropriadas.
A chave geral S3 é do tipo Yale com 1 contato para 220 V x 3 A (máx.) permitindo assim que só o proprietário do sistema ou quem tenha chave possa ativar ou desativar o sistema.
Para os circuitos integrados sugerimos a utilização de soquetes.
Os resistores são todos de 1/8 ou ¼ W com 10% ou 20% de tolerância e os capacitores eletrolíticos, salvo indicação diferente, são para 16 V.
Os demais capacitores podem ser cerâmicos ou de poliéster.
As chaves S1 e S2 devem ser internas ao aparelho, ou então, definido o modo de operação (somente alarme interno, somente alarme externo ou os dois), substituídas por jumpers.
A fixação da placa na caixa é feita por meio de parafusos com separadores que podem ser improvisados com tubos de canetas esferográficas gastas.
SENSORES
Os tipos de sensores a serem usados dependem do que se deseja proteger e como, havendo para isso diversas possibilidades.
Já demos na introdução a ligação dos sensores de luz em duas versões.
Para um alarme de interrupção de luz é conveniente que o LDR do tipo redondo seja montado em tubo opaco com uma lente convergente.
Na figura 10 damos um circuito que permite utilizar um sensor de toque. Este seria formado por uma chapa de metal de no máximo 4 x 4 cm ligada à entrada por meio de cabo blindado.
E fundamental, neste circuito, que exista uma ligação à terra no ponto indicado.
Podemos fazer a ligação deste fio com uma garra a uma fechadura de porta.
Ocorrerá o disparo do alarme quando alguém tocar nesta fechadura.
O comprimento máximo e o modo de instalação dependerão de fatores diversos que devem ser investigados.
Assim, é importante que a porta seja de material isolante (madeira), esteja seca. O fio não pode ser muito comprido para que não ocorra a captação d zumbidos.
Na figura 11 temos sensores do tipo magnético com reed-switches que podem ser instalados em portas e janelas.
Se o sensor for do tipo que abre o contato com a porta ou janela abrindo, sua ligação será em DE e se for do tipo que fecha, sua ligação será em FG. (figura 12)
Para a ligação em FG temos um sensor de vibração que pode ser acoplado em objetos ou portas, conforme mostra a figura 13.
Trata-se de uma argola de fio nu e um fio flexível descascado com um peso. Se houver balanço ou vibração um encosta no outro provocando o disparo do alarme.
Diversos fios podem ser enlaçados, sendo ligados em série para a proteção de diversas portas e janelas.
Outros tipos de sensores podem ser imaginados pelo montador em função da aplicação desejada.
PROVA E INSTALAÇÃO
Para a prova basta fazer a ligação provisória com os terminais DE interligados apenas.
Poderemos ligar o aparelho na rede ou então fazer a conexão da bateria nos pontos indicados. Esta bateria pode ser de carro ou moto, com tensão de 6 ou 12V conforme a versão escolhida.
Inicialmente S1 e S2 devem estar ativadas.
Tocando momentaneamente com um fio os pontos A e B deve acender o LED1, indicando que o primeiro temporizador foi ativado. Passados alguns segundos, o LED1 apaga e acende o LED2, com o circuito emitindo som de sirene.
Este toque deve durar alguns minutos, em função dos valores de R11 e C6.
Com o toque da sirene, o relé deve ativar, o que pode ser constatado pela ligação de uma carga entre HIJ e MN.
Uma vez que cesse o toque da sirene e os LEDs apaguem novamente (LED1 e LED2) ative as entradas F e G interligando-as por um segundo com um fio. O mesmo ciclo do processo anterior deve ocorrer.
Para ativar as entradas D e E, basta desligar momentaneamente os fios que unem estes pontos.
Comprovado o funcionamento do sistema pode-se proceder à instalação, lembrando que:
- O aparelho deve ficar em local oculto para evitar uma ação direta do intruso na tentativa de desarme;
- Ative e desative com sua chave e tenha-a sempre a mão;
- Para desativar o alarme quando entrar em sua casa ou loja você pode contar com o tempo de disparo do primeiro temporizador;
- Mantenha todos os fios de ligação aos sensores bem ocultos;
- Verifique o estado da bateria periodicamente, recarregando-a quando a tensão estiver baixa;
- Teste o sistema de tempos em tempos.
Com estes procedimentos, acreditamos que o leitor terá condições de melhor proteger seus bens.
CI-1, Cl-2, CI-3, CI-4 - 555 - circuito integrado - timer
CI-5 - 7506 (regulador para 6 V) ou 7512 (regulador para 12 V)
Q1, Q2, Q3, Q4, Q6 - BC548 ou equivalentes-transistores NPN de uso geral
Q5 - 2N3055 ou TIP41- transistor de potência NPN com radiador de calor
D1 -1N4148 ou 1N914 - diodo de silício de uso geral
D2, D3, D4, D5 - 1N4002 ou equivalentes - diodos retificadores de silício
LED1, LED2, LED3 - LEDs vermelhos comuns
FTE - alto-falante de 8 ohms x 10 cm
K1 – Relés de 6 ou 12 V sensíveis
B1 - Bateria de 6 ou 12 V -ver texto
F1 - Fusível de 1 A
S1, S2, S3 - Interruptores simples (ver texto)
Resistores (1/8 ou ¼ W x 10 ou 20%):
R1, R2, R4, Rô, R7, R10 – 22 k (vermelho, vermelho, laranja)
R3 – 100 k (marrom, preto, amarelo)
R5 – 47 k (amarelo, violeta, laranja)
R8, R11 – 470 k (amarelo, violeta, amarelo)
R9, R12, R18, R20, R21 ~1k (marrom, preto, vermelho)
R13 – 56 k (verde, azul, laranja)
R14 - 6k8 (azul, cinza, vermelho)
R15, R16 -10 k(marrom, preto, laranja)
R17 – 12 k (marrom, vermelho, laranja)
R19 – 22 R (vermelho ,vermelho, preto)
Capacitores (eletrolíticos 16 V salvo especificações em contrário - demais cerâmicos ou poliéster):
C1, C2, C3 - 22 nF - cerâmicos ou poliéster
C4 – 4,7 uF - eletrolítico
C5, C7, C8 - 100 nF - cerâmico ou poliéster
C6 – 470 uF - eletrolítico
C9 – 10 uF - eletrolítico
C11 - 2 200 uF x 25 V - eletrolítico
C12 -100 uF - eletrolítico
T1 -110/220 V x 9 + 9 V x1 A para a versão de 6 V ou 12+12 V ou
15 + 15 V x1 A para a versão de12 V
Diversos: cabo de alimentação, caixa para a montagem, placa de circuito impresso, ponte de terminais com parafusos ou tomada múltipla para entradas e saídas, suportes para os circuitos integrados, sensores conforme indicações do texto, fios, solda etc.
