Escrito por: Newton C. Braga

Este circuito reúne numa única montagem um sistema que consta de uma cerca que ao ser tocada dispara um alarme através de um sensor ou pelo toque e ao mesmo tempo a eletrifica, produzindo um choque em que tenta violá-la. O circuito é relativamente simples e bastante seguro, utilizando componentes comuns de fácil obtenção.

Descrevemos um sistema de alarme e eletrificador de cercas que se detecta quando alguém movimenta o fio encostando no sensor ou mesmo toca nele e com isso, faz com que o alarme seja disparado por um certo tempo e ao mesmo tempo eletrifica a cerca.

Uma das características deste circuito é a sua alimentação por bateria que o torna bastante seguro, pois não usa a rede de energia, o que apresenta restrições legais.

É claro que um sistema carregador permanente pode ser incorporado, desde que seja isolado da rede energia, ou ainda que seja usada fonte com um transformador que garanta segurança.

A idéia básica é manter a cerca ativada apenas como um sensor de toque.

No momento em que ela é tocada, um circuito de alarme é disparado e, ao mesmo tempo um inversor aplica alta tensão na mesma, produzindo assimuma descarga no invasor.

 

Como Funciona

Na figura 1 temos o diagrama de blocos do aparelho, a partir de onda explicaremos o seu princípio de funcionamento.

 

   Figura 1 – Diagrama de blocos do alarme com eletrificador
Figura 1 – Diagrama de blocos do alarme com eletrificador

 

O primeiro bloco representa o circuito sensor de toque que tem por base um transistor e um circuito integrado 555 na configuração de monoestável, excitando um segundo transistor Q2, que tem por carga de coletor um relé.

Com o relé desenergizado, na condição de espera, o relé conecta através dos contatos NF a cerca à entrada do circuito.

Observe que neste circuito o terra corresponde o positivo à massa, feito através do terminal B. Se houver um toque no fio, ou ainda se for feito um contato dele com a terra, através de um sistema sensor que descreveremos mais adiante, Q1 é levado à condução e com isso o pino 2 de disparo do 555 é momentaneamente aterrado, disparando.

O resultado disso é que a saída do 555 passa ao nível alto por um tempo que depende de C2 e do ajuste de P1, ativando então o relé.

Com o disparo do relé, o fio sensor que é a cerca, imediatamente é desconectado da entrada do circuito e, ao mesmo tempo, através de outro par de contatos, o inversor que corresponde ao segundo bloco é ligado.

Veja que a alimentação é estabelecida e, ao mesmo tempo, a saída de alta tensão é conectada à cerca.

O bloco inversor do eletrificador tem por base um circuito integrado 4093 e um transistor de efeito de campo de potência Q3.

Para maior economia de energia da bateria, o circuito oscilador tem um ciclo ativo de 20% determinado pela relação entre R8 e R7.

Na figura 2 temos a forma de onda do eletrificador.

 

   Figura 2 – Pulsos produzidos pelo eletrificador
Figura 2 – Pulsos produzidos pelo eletrificador

 

Desta forma, o transistor conduz satura apenas por um tempo muito curto, produzindo um pulso de alta tensão, mas com uma corrente média reduzida.

O sinal retangular obtido na saída de CI-2A, que é o oscilador, é amplificado digitalmente pelas outras três portas do 4093 e aplicado à comporta do transistor de potência.

Este transistor de efeito de campo possui uma resistência dreno-fonte muito baixa, o que garante um excelente rendimento ao circuito.

A carga de dreno do transistor é um transformador com primário de 220 V e secundário de 12 V com uma corrente de 500 a 800 mA.

Os pulsos aplicados pelo transistor ao enrolamento de 12 V do transformador, por não serem senoidais, induzem no enrolamento de 220 V uma tensão muito maior, que pode ultrapassar os 400 V em alguns casos.

Neste enrolamento, entretanto a corrente é baixa não oferecendo perigo a quem levar choque, apenas tornando-o muito desagradável.

Para proteger a entrada do circuito contra uma eventual aplicação de alta tensão no sensor, utilizamos um diodo zener.

 

Montagem

Na figura 3 temos o diagrama completo do alarme com eletrificador.

 

   Figura 3 – Diagrama do alarme com eletrificador
Figura 3 – Diagrama do alarme com eletrificador

 

Para a montagem, sugerimos a utilização de uma placa de circuito impresso com o padrão mostrado na figura 4.

 

   Figura 4 – Placa de circuito impresso para a montagem
Figura 4 – Placa de circuito impresso para a montagem

 

Na montagem, observe as posições dos circuitos integrados, dos transistores e dos terminais do transformador.

Também devem ser observadas as polaridades dos diodos e dos capacitores eletrolíticos.

Os capacitores eletrolíticos são para 16 V ou mais e os resistores de 1/8 W com qualquer tolerância.

O relé usado é do tipo DIL com corrente de acionamento de 50 a 100 mA.

Se forem usados relés equivalentes, o desenho da placa deverá ser alterado.

A bateria recomendada é do tipo recarregável de 12 V, pequena ou mesmo uma bateria de moto.

Para a cerca deve ser usado fio sólido desencapado isolado através de isoladores de porcelana ou plástico, conforme mostra a figura 5.

 

   Figura 5 – Os isoladores
Figura 5 – Os isoladores

 

O sensor de toque, que deve ser ligado em diversos pontos da cerca consiste numa argola de fio desencapado ligada conforme mostra a figura 6.

 

   Figura 6- O sensor de toque
Figura 6- O sensor de toque

 

O sensor deve ser posicionado de forma que não se torne perceptível, para não possibilitar o desarme do circuito pelo corte de seu fio.

Para utilizar o disparo pelo toque no fio, que é mais interessante, use as conexões mostradas na figura 7.

 

   Figura 7 – Disparo pelo toque
Figura 7 – Disparo pelo toque

 

O fio ao sensor não deve ser muito longo e eventualmente deve ser ligado um trimpot de 1 M em paralelo com o zener para ajustar a sensibilidade, se o alarme tender ao disparo errático.

Na figura 8 damos uma fonte de alimentação para a carga constante da bateria.

 

   Figura 8 – Um carregador de bateria
Figura 8 – Um carregador de bateria

 

Finalmente, para completar o projeto mostramos uma sirene que produz um forte som intermitente num alto-falante quando o alarme é disparado.

Esta sirene é mostrada na figura 9.

 

Figura 9 – Sirene para o alarme
Figura 9 – Sirene para o alarme

 

O alto-falante deve ser do tipo pesado com pelo menos 15 cm para maior qualidade de som e o MOSFET pode ser de qualquer tipo.

 

CI-1 – 555 – circuito integrado

CI-2 – 4093 – circuito integrado

Q1, Q2 – BC548 – transistores NPN de uso geral

Q3 – IRF640 ou equivalente – MOSFET de potência

D1, D2, D3 – 1N4148 – diodos de uso geral

Z1 – 12 V – diodo zener

R1 – 100 k ohms – resistor – marrom, preto, amarelo

R2, R5, R8, R9 - 10 k ohms – resistores – marrom, preto, laranja

R3 – 22 k ohms – resistor – vermelho, vermelho, laranja

R4, R7 – 47 k ohms – resistores – amarelo, violeta, laranja

R6 – 2k2 ohms – resistor – vermelho, vermelho, vermelho

R10 – 1 M ohms – resistor – marrom, preto, verde

P1 – 1M ohms – trimpot

C1 – 470 nF – capacitor cerâmico ou poliéster

C2 – 1 000 uF – capacitor eletrolítico

C3 – 220 nF – capacitor cerâmico ou poliéster

K1- Relé de 12 V – ver texto

S1 – Interruptor simples

B1 – Bateria de 12 V

T1 – Transformador – ver texto

Diversos:

Placa de circuito impresso, material para a cerca, isoladores, caixa para montagem, fios, solda, etc.