Em outro artigo de nossa autoria, descrevemos SUPER ALARME RESIDENCIAL, com recursos que possibilitariam sua operação com os mais diversos dispositivos sensores e sistemas. Atendendo a pedidos de leitores, e ao que prometemos naquela edição, damos uma primeira expansão para aquele projeto, que é a sua operação com um Módulo Infravermelho de Alarme.
A sofisticação do circuito apresentado anteriormente e a utilização de componentes absolutamente comuns, fizeram daquele projeto algo utilizável na proteção de muitos tipos de ambientes e de maneira quase completa.
Com 3 tipos de entradas diferentes, o circuito apresentado permite a utilização de sensores variados. No entanto, na ocasião demos apenas algumas possibilidades de sensores, limitadas aos tipos mecânicos mais simples, prometendo abordar, em edições futuras, outros tipos de métodos de detecção de intrusos.
Um dos métodos mais eficientes e mais usados é justamente o que damos nesta edição, que é a chamada barreira infravermelha. Um emissor produz radiação modulada de infravermelho que deve ser recebida por um sensor, conforme mostra a figura 1.
Enquanto o receptor estiver recebendo o sinal nada acontece, mas, se por um instante, o feixe de radiação for interrompido, por um intruso, o circuito dispara e é ativada a entrada do alarme.
A partir desta ativação temos a temporização e a ação já amplamente descrita no artigo indicado, pois o circuito usado a partir daí é o mesmo.
O que propomos então neste artigo é a montagem do módulo transmissor de infravermelho modulado e do módulo receptor, que vai ser acoplado ao projeto anterior.
Evidentemente, mais de um par destes circuitos pode ser ligado ao sistema, na proteção de grandes ambientes.
CARACTERÍSTICAS
Alcance: aproximadamente 10 m
Tensão de alimentação: Receptor - 6 V/Transmissor - 6 V ç
Consumo: Transmissor - 20 mA (tip)/ Receptor - 10 mA (tip)
Tipo de emissão: modulada em baixa freqüência
Tipo de detecção: filtro PLL
COMO FUNCIONA
a) Transmissor
O transmissor nada mais é do que um oscilador-amplificador elaborado
em torno de um circuito integrado 4093 (4 portas disparadoras NAND CMOS).
Uma primeira porta é usada como um oscilador de baixa freqüência com
uma relação marca-espaço muito pequena, de modo a produzir pulsos de curta duração, conforme mostra a figura 2.
Este procedimento é importante no sentido de alimentar o emissor com
pulsos curtos de alta intensidade, e assim obter o maior alcance.
Com pulsos largos, a potência exigida seria maior, podendo sobrecarregar o emissor, e o efeito em termos de alcance não seria melhorado.
Os pulsos gerados pelo oscilador são levados a outras três portas NAND que funcionam como buffer-amplificador digital, entregando na sua saída sinais de intensidade suficiente para uma boa excitação do transistor de potência.
Este transistor, um BD136, conduz com os pulsos no nível baixo, e alimenta o LED infravermelho. A corrente no LED é limitada a um valor relativamente alto pelo resistor R4.
Como os pulsos têm duração pequena, o LED pode operar com picos de corrente muito maiores do que a corrente máxima em regime contínuo.
O emissor pode ser qualquer LED para a faixa de infravermelho.
A alimentação pode vir de uma pequena fonte de corrente contínua como, por exemplo, a sugerida na figura 3.
Uma fonte separada do módulo principal é interessante pois permite uma instalação remota para o sistema, com muito mais facilidades.
b) Receptor
A radiação modulada incide sobre o receptor, que é um fotodiodo para infravermelho (pode também ser usado um foto-transistor com adaptação
de R1 para maior sensibilidade, conforme o tipo).
Obtemos então na base do transistor uma corrente que corresponde ao sinal modulador de baixa frequência gerado no transmissor.
Este sinal recebe amplificação e é retirado do coletor de Q1, via C2, e levado à entrada de um filtro PLL com o circuito integrado NE ou LM 567.
O filtro é sintonizado na frequência do transmissor por meio de um trimpot.
Quando o sinal do transmissor é capturado, a saída do Cl (pino 8) se mantém no nível baixo e o LED1 indica a recepção.
Se por um momento o feixe de infravermelho for cortado, o PLL deixa de receber o sinal e sua saída volta ao nível alto, produzindo assim um pulso.
Esses dois níveis da saída do PLL são usados para excitar o Módulo de Alarme que indicamos em outro artigo edição anterior.
No momento em que a saída do circuito vai ao nível alto, o alarme é disparado e o funcionamento ocorre da maneira explicada naquele artigo.
É claro que existe a possibilidade de usarmos separadamente o sistema, e para isso damos o circuito da figura 4.
Neste circuito quando a saída do 567 (3) vai ao nível alto, pela ausência do sinal ou corte do feixe, o 555 é disparado e assim permanece pelo tempo ajustado em P1, mantendo o relé ativado e, consequentemente, o sistema de aviso conectado a esse dispositivo.
A mesma fonte do transmissor pode ser usada no módulo receptor, para o caso de funcionamento independente.
Para operação com o alarme descrito anteriormente, a fonte de 6 V disponível naquele circuito pode ser aproveitada, já que o consumo é bastante baixo.
MONTAGEM
Para os leitores que não quiserem consultar o artigo citado do alarme completo damos na figura 5 o diagrama do Alarme Residencial que serve de base para este projeto, conforme explicado anteriormente, mas que também pode operar de modo totalmente independente.
Na figura 6 temos o diagrama do módulo transmissor, sem a fonte de alimentação.
A placa de circuito impresso para este transmissor é mostrada na figura 7.
O circuito integrado pode ser montado em soquete DIL, e o transistor de potência não necessita de radiador de calor.
O emissor infravermelho pode ser de qualquer tipo disponível no comércio.
De modo a concentrar o feixe de infravermelho na direção do receptor, e assim obter maior alcance, será interessante montar o LED num tubo opaco e colocar uma lente convergente na sua frente, conforme mostra a figura 8.
O maior rendimento será obtido quando a lente estiver a uma distância do sensor que corresponda a sua distância focal.
Nestas condições teremos um feixe quase paralelo de radiação infravermelha, o que proporcionará um alcance maior e, por outro lado, um ajuste mais crítico ao alinhar transmissor ao receptor.
O diagrama do módulo receptor é mostrado na figura 9.
A placa de circuito impresso para este módulo é mostrada na figura 10.
O sensor é um fotodiodo comum para infravermelho, normalmente vendido juntamente com o emissor correspondente, mas também: pode ser usado um foto-transistor.
O LED1 é vermelho comum, e a alimentação vem da fonte que já sugere rimos neste artigo, na parte inicial.
O sensor, como no caso do emissor, deve ser montado num tubinho opaco com uma lente convergente para se obter maior diretividade a
O posicionamento da lente deve ser tal que o foto-transistor fique em seu foco.
PROVA E USO
Para provar e ajustar o sistema alimente o transmissor e o receptor e posicione-os de modo que o LED do transmissor fique a 1 m aproximadamente do fotodiodo.
Ajuste então o trimpot do receptor para que o LED1 acenda.
Cortando com um objeto o feixe de radiação o LED do receptor deve apagar.
Comprovado o funcionamento é só proceder à instalação, conforme sugere a figura 11.
Nesta figura temos a proteção de uma residência através da instalação do alarme em um corredor lateral da casa: basta instalar o transmissor numa parede do corredor e o receptor na outra, observando um perfeito alinhamento entre o LED emissor infravermelho (do transmissor) e o fotodiodo (do receptor).
Não deixe que a luz de lâmpadas fluorescentes incida no receptor, pois ela pode causar o acionamento errático do alarme.
