Elo de proteção por tom (ART1021)

Este circuito pode ser usado para detectar quando uma cerca é cortada ou quando um fio muito longo é interrompido. Outra possível aplicação é na detecção da remoção de um objeto distante, que deve ser protegido. O circuito pode ser modificado para muitas aplicações e tem um consumo muito baixo na unidade de transmissão.

O princípio básico de funcionamento deste aparelho é simples de entender: um oscilador gera um sinal de frequência na faixa dos 10 kHz aos 100 kHz, o qual é transmitido por um fio a uma estação de monitoria remota. Enquanto a estação remota receber o sinal, o relé será mantido desativado.

No entanto, se o fio de ligação entre as duas estações for cortado, ou ainda, se a estação transmissora for removida (caso esteja instalada num objeto ou veículo), o sinal não chegará mais à estação receptora, e o relé será ativado, disparando um sistema de alarme, segurança ou simples registro do ocorrido.

Na figura 1 damos uma idéia de como este aparelho pode ser empregado para monitorar a integridade de uma cerca de fazenda, disparando um alarme caso ela seja cortada.

Protegendo uma cerca de fazenda.

Usando um 555 CMOS, o consumo da estação transmissora será menor que 1 mA (500 µA, tip), o que significa a possibilidade dele ser alimentado continuamente por semanas usando pilhas comuns.

Para a estação receptora pode-se usar uma bateria de maior capacidade ou fonte, se bem que seu consumo seja maior somente quando o relé é ativado.

A distância máxima entre as duas estações pode ser muito grande e dependendo da aplicação, com fio isolado entre as duas, ela pode ser maior do que 1 km. A escolha de uma frequência apropriada para a operação pode ajudar no aumento do alcance, conforme as condições locais da instalação.

COMO FUNCIONA

O transmissor nada mais é do que um oscilador feito em torno de um 555 astável. A frequência deste oscilador é determinada por C1, que pode assumir valores entre 1,5 nF e 47 nF. Com este valores pode-se varrer o espectro entre 10 kHz e 100 kHz.

Na prática, pode ser usado tanto um 555 convencional quanto um 555 CMOS (TLC7555). Com a versão convencional, o consumo será um pouco maior do que com a versão CMOS, mas mesmo assim ainda muito baixo.

O sinal é aplicado diretamente a uma linha de transmissão que pode ser um fio comum, um cabo ou mesmo um arame de uma cerca, dependendo da aplicação.

No receptor, o sinal é aplicado via C3 à base de um transistor amplificador na configuração de emissor comum. O sinal amplificado é aplicado a Q2, e finalmente à Q3.

C4 filtra o sinal de modo a se obter uma corrente contínua de polarização de Q3 em função do sinal.

Esta corrente mantém o transistor cortado até o momento em que o sinal deixa de ser aplicado à entrada do circuito.

O relé usado pode ser de qualquer tipo para 6 V com contatos compatíveis ao que se pretende controlar.

MONTAGEM

Na figura 2 temos os diagramas do transmissor e do receptor.

Diagrama do transmissor e do receptor.

A montagem pode ser feita em placas de circuito impresso que são mostradas na figura 3.

Sugestão de placa do transmissor e do receptor.

Para alimentação do receptor pode ser usada a fonte da figura 4.

Fonte para o receptor.

Os componentes são todos comuns. Os transistores admitem equivalentes e o relé deve ter uma corrente de bobina de no máximo 50 mA.

O capacitor C4 pode ser alterado se o circuito tiver um funcionamento errático tendendo ao disparo em dias de chuva, ou ainda, se houver interferência pela passagem do fio perto de linhas de transmissão.

Na figura 5 temos a adição de um controle de sensibilidade, caso o circuito não opere da maneira esperada devido às condições locais de instalação.

Alteração do circuito para acrescentar um controle de sensibilidade.

Se o aparelho for operar ao ar livre, a estação transmissora deverá ser montada em caixa plástica hermética. Use pilhas alcalinas para maior autonomia.

PROVA E USO

Ligue o transmissor ao receptor por meio de um fio e interligue os pontos de terra.

Com o acionamento do transmissor, o relé deverá abrir seus contatos.

Desligando-se o transmissor ou o fio que o liga ao receptor, o relé deverá fechar seus contatos.

Num sistema de proteção de cercas, a ligação à terra pode ser feita com pequenas barras de metal (20 a 40 cm). Para o caso da proteção de objetos, a ligação à terra pode ser o próprio objeto, se for metálico, ou mesmo um pedaço de fio solto.