Alarme de Fumaça (ART2313)

Este dispositivo pode ser usado em instalações industriais, dentro de chaminés, para ativar automaticamente equipamentos antipoluição ou simplesmente facilitar a monitoração do funcionamento de fornos, por exemplo. Outra aplicação é como detector de incêndios. O sistema atua através de um sistema óptico, que ativa um relé quando a intensidade da luz incidente num sensor muda em vista da presença de fumaça.

A presença de fumaça num local altera a sua transparência e, portanto, sua capacidade de transmitir a luz.

Este fato é aproveitado neste aparelho para permitir a detecção de fumaça.

Temos então um sensível sensor, que é ativado pela luz que incide a partir de uma lâmpada comum. A passagem da fumaça diminui a luz incidente, ativando assim o circuito que dispara um relé.

O circuito é bastante simples, sensível e pode controlar cargas de boa potência, como por exemplo sistemas de alarme ou mesmo dispositivos anti-poluição (filtros eletrostáticos).

O ajuste de sensibilidade permite levar 0 circuito ao disparo com o mínimo de quantidade de fumaça.

A alimentação, a partir da rede local, com um consumo muito baixo permite que seu funcionamento seja permanente.

O CIRCUITO

O sistema detector de fumaça baseia-se numa lâmpada comum de baixa tensão e num LDR.

A lâmpada ilumina o LDR, através de um sistema de lâmpadas convergentes, de modo que a luz passe pelo local sujeito à presença de fumaça.

O LDR está ligado na base de um transistor BC558, de modo tal que este transistor mantém-se no corte na presença total de luz no sensor.

O potenciômetro P1, ligado no circuito de base do transistor, permite ajustar a polarização de modo que ele fique próximo à comutação.

Com o corte da luz, ou mesmo sua redução, o transistor passa para a condução de corrente, polarizando assim a comporta do SCR.

Uma pequena quantidade de fumaça é suficiente para que obtenhamos no transistor uma corrente capaz de provocar o disparo do SCR. Com o disparo, o relé K1 fecha seus contatos, ativando assim o elemento externo, que pode ser um alarme ou mesmo um dispositivo antipoluição (como um filtro eletrostático).

A fonte de alimentação é feita a partir de um transformador de 15+15 V x 1 A.

A tensão do secundário do transformador é retificada e filtrada, para depois ser abaixada para aproximadamente 13,2 V no integrado 7812.

Os 1,2 V obtidos a mais, já que o integrado é de 12 V, são conseguidos graças a D3 e D4 ligados no terminal de terra deste componente.

Precisa- mos de uma tensão pouco maior que 12 V para compensar os 2 V de queda no SCR, facilitando assim o disparo do relé.

A lâmpada usada para excitar o sensor é do tipo usado em automóveis (de 12 V) com corrente máxima de 500 mA.

MONTAGEM

Começamos por dar o diagrama completo do alarme na figura1.

Figura 1 – Diagrama completo do alarme de fumaça

Na figura 2 temos a nossa sugestão de placa de circuito impresso.

Figura 2 – Placa para a montagem

Observe a necessidade de um radiador de calor no integrado regulador de tensão.

Os resistores são todos de 1/8 ou ¼ W com 5 ou 10% de tolerância, e o eletrolítico C1 é de 25 V. Já C2 pode ser para 16 V. O LED é opcional, servindo apenas para indicar o funcionamento do aparelho.

O potenciômetro de 1M pode ser linear ou Iog, e os díodos D1 e D2 podem ser substituídos por equivalentes de maior tensão.

O SCR pode ser o TIC106 ou equivalente, com tensão de trabalho a partir de 50 V.

O relé é do tipo de 12 V, que tem corrente máxima de contatos de 2A. Para maiores correntes no sistema ativado deve ser usado um relé apropriado.

Na figura 3 temos o modo de se fazer a instalação do sensor e da lâmpada no caso de uma chaminé.

Figura 3 – Montagem do sensor

As lentes são do tipo convergente, de modo a se obter um bom foco sobre o sensor.

É importante que a lâmpada e o sensor fiquem fora da própria chaminé, de modo a não sofrerem um eventual aquecimento que possa afetar suas características elétricas ou mesmo danificá-los.

PROVA E USO

Na figura 4 damos o modo de se fazer a ligação de uma carga externa, no caso uma cigarra comum, que disparará tão logo seja detectada a fumaça.

Figura 4 – Conexão do alarme

Para provar o aparelho é simples: posicione a lâmpada de modo que ela ilumine o LDR. A distância máxima da lâmpada ao LDR pode ser de 3 metros aproximadamente.

O LDR em questão é do tipo redondo comum de qualquer tamanho.

Ligue a alimentação e ajuste P1 de modo que o relé abra seus contatos. Deixe-o no limiar do disparo.

Em seguida passe a mão entre o LDR e a lâmpada. Deve ocorrer a ativação do relé.

Experimente soprar um pouco de fumaça entre os dois elementos para verificar a sensibilidade, lembrando que a luz ambiente deve ser evitada neste caso.

Uma vez comprovado o funciona- mento é só fazer a instalação definitiva, e ajustar o equipamento em P1 para o limiar da operação.

Como alarme de incêndio, a instalação pode ser feita conforme mostra a figura 5.

Figura 5 – Usando como alarme de incêndio

Instalando o LDR e a lâmpada em pequenos tubos opacos podemos separá-los com distâncias de até 20 metros, já que o circuito é bem sensível.

Em caso de incêndio a fumaça vai perturbar a passagem da luz ao sensor, causando assim o disparo do circuito.

Veja que, como temos um SCR em circuito de corrente contínua, uma vez disparado, mesmo que reajustemos P1 ou restabeleçamos a luz no sensor, ainda assim o disparo é mantido.

Para rearmar o circuito é preciso desligar por um momento a alimentação.

Este fato deve ser considerado no ajuste de funcionamento. Chegando ao ponto de disparo do relé, volte um pouco o ajuste de P1 e desligue por um instante a alimentação.

Caso contrário o relé não abrirá seus contatos.

Dependendo da aplicação podem ser monitoradas duas ou mais chaminés, com a ligação dos LDRs em série.