Alarmes que atuam pela interrupção de fios ou abertura de contatos são relativamente simples e seguros. No entanto, tais alarmes podem atingir um grau de sofisticação muito grande com o uso de sinais especiais nas linhas de proteção. Com isso, o alarme pode ser usado em aplicações importantes tais como: transporte de documentos e valores e a proteção por longos intervalos de tempo de objetos ou instalações comerciais e industriais. Descrevemos neste artigo um sistema sofisticado de alarme por elo de proteção que certamente levará o leitor a imaginar aplicações muito interessantes para o circuito.
Num sistema convencional de alarme anti-furto por elo de proteção, temos um circuito que ao ser aberto provoca o disparo de um sistema de aviso.
Normalmente estes sistemas operam com corrente contínua que tornam menos crítico o circuito, e estas correntes são de valores muito baixos, conforme sugere a figura 1.
Neste circuito, quando o elo XY é interrompido, a corrente pode polarizar a base do transistor que então fecha o contato do relé.
Numa versão mais segura o transistor é substituído por um SCR de modo que uma vez disparado, o alarme não possa ser rearmado com o restabelecimento dos contatos entre X e Y. O sistema pode ainda ser feito em torno de diversos tipos de circuitos integrados.
O fio que fecha o circuito pode aproveitar a terra com retorno em muitos sistemas, simplificando assim a instalação.
O sistema que propormos consiste basicamente num circuito que ao ser interrompido provoca o disparo de um relé, mas no princípio do funcionamento ele é diferente dos convencionais e esta diferença é que permite sua utilização em aplicações mais críticas e mais amplas.
Temos então um transmissor que emite através de um fio um sinal para um receptor.
Enquanto o receptor recebe o sinal, o alarme se mantém desativado. Se o sinal for interrompido em qualquer ponto o alarme dispara pois o relé fecha seus contatos.
O transmissor empregado tem um consumo permanentemente baixo de energia o que significa que ele pode ficar permanentemente ligado, mesmo alimentado por pilhas.
Isto facilita sua instalação em objetos que devam ser protegidos.
Uma ideia interessante, já vista em muitos filmes de espionagem consiste em se colocar o pequeno transmissor no bolso de uma pessoa e um receptor numa maleta que transporta valores.
Se por qualquer motivo a maleta for separada de seu transportador o alarme em seu interior dispara.
É claro que outros tipos de elo de proteção podem ser imaginados para este circuito, inclusive com o retorno do sinal via terra.
Damos a seguir alguns exemplos:
a) Proteção de linhas de transmissão de sinais, alertando quando houver roubo de cabos ou sua interrupção.
b) Proteção de cercas ou áreas muito grandes.
c) Proteção de objetos
Lembramos ainda que a operação com um sinal de determinada frequência e não corrente contínua, impede que a aplicação de uma polarização no circuito iniba o seu disparo, o que não ocorre com outros tipos de alarmes.
CARACTERÍSTICAS:
Frequência do transmissor: aproximadamente 2 kHz
Corrente do transmissor: 0,5 mA (tip)
Tensão de alimentação do transmissor: 6 a 9 V
Corrente de repouso do receptor: 10 mA (tip)
Alimentação do receptor: 6 V
Distância máxima entre o transmissor e receptor: 1 km (tip)
COMO FUNCIONA
Na figura 2 temos um diagrama em blocos de nosso sistema.
O transmissor consiste num pequeno oscilador de áudio de baixo consumo que tem por base um circuito integrado 4093.
Na verdade, para este alarme é usada apenas uma das 4 portas do circuito integrado.
As outras três portas podem ser usadas para outras finalidades como, por exemplo, uma sinalização visual de funcionamento, conforme mostra a figura 3 ou então para excitar receptores em outros locais num sistema múltiplo.
O resistor R1, bem como o capacitor C1 determina a frequência de operação do oscilador e o sinal gerado é aplicado à linha de proteção via C2.
O receptor consta de uma etapa transistorizada simples com três transistores de uso geral, para maior simplicidade, excitando um pequeno relé de 6 V.
Os transistores Q2 e Q3 formam um par Darlington que tem como carga a bobina de um pequeno relé.
O resistor R2 e o transistor Q1 formam a rede de polarização desta etapa amplificadora.
Quando Q1 está polarizado próximo a saturação pela presença do sinal gerado pelo transistor na sua base, a tensão na base de Q2 é muito baixa e o par Darlington permanece no corte.
Desta forma, o relé se mantém desativado. Quando o sinal do transmissor desaparece, O1 vai ao corte e com isso sobe a tensão na base de Q2 em vista da presença de R2, o resultado é que passamos a ter uma forte corrente de coletor em Q3 pois este vaia saturação e com isso o relé fecha seus contatos.
Veja que R2 deve ter o maior valor possível que ainda possibilite a saturação do par Darlington quando Q1 está no corte.
Este valor determinará a corrente de repouso do receptor e, portanto, a durabilidade de sua fonte de alimentação, se forem ser usadas pilhas ou bateria.
. Veja que os pontos B e Y servem de retorno via terra para o sinal de modo que, numa aplicação de proteção de grandes ambientes possamos usar um fio único entre o transmissor e o receptor.
MONTAGEM
Na figura 4 temos o diagrama completo do aparelho, mostrando o transmissor e o receptor.
Na figura 5 temos a montagem do par em duas placas de circuito impresso de pequenas dimensões.
O circuito integrado 40935 é montado num soquete DlL de 14 pinos para maior segurança.
Os transistores do receptor admitem equivalentes como os BC547 ou mesmo BC549.
Os resistores são todos de 1/8 W ou 1/4 W com 5 a 20% de tolerância e os capacitores eletrolíticos devem ter uma tensão de trabalho de 6 V ou mais.
Os demais capacitores podem ser de poliéster, cerâmicos ou styroflex.
O relé também pode ser montado num soquete DlL se for usado tipos DIL e como ele possui pares de contatos reversíveis, duas cargas externas independentes podem ser acionadas com seu fechamento.
O diodo 1N4148 pode ser substituído por equivalentes com o 1N914 ou mesmo 1N4002.
O fio de ligação entre as estações pode ser de qualquer tipo, para o caso de distâncias muito longas ele deve ser isolado para que perdas não causem um funcionamento anormal do sistema.
A ligação a terra pode ser feita em pequenas estacas de metal enterradas ou mesmo no pólo neutro da tomada.
Para este caso é conveniente isolar o componente de baixa frequência, da rede do sinal propriamente dito com um capacitor de poliéster de 10 nF x 250 V.
No transmissor pode ser usada uma bateria de 9 V ou 4 pilhas de 1,5 V para a alimentação. no receptor podemos ter o uso de pilhas, bateria ou fonte.
O uso de bateria permite que relés de 12 V sejam usados com a eventual alteração de R2 para 2,2 M ohms.
O transmissor poderá ser instalado numa pequena caixa plástica, conforme mostra a figura 6.
A instalação tanto no receptor com do transmissor pode ser alterada em função do uso.
PROVA E USO
Para provar o aparelho, basta interligar o transmissor e o receptor nos pontos indicados no diagrama.
Com os dois aparelhos interligados o relé deve permanecer desativado, desligando o transmissor em seu S1 o relé deve fechar seus contatos.
Podemos verificar se o transmissor funciona ligando sua saída (ponto A) a um fone de cristal ou entrada do amplificador (seguidor de sinais), deve haver um "apito" continuo.
Para instalar é só estabelecer o elo de proteção ou sistema, conforme mostra a figura 7.
A atuação prevista pode ser tanto pela interrupção do próprio fio de interligação entre as estações como por sensores (interruptores) do tipo normalmente fechados em quantidade ilimitada.
Para um sistema de proteção de objeto ou maleta pode ser previsto o acionamento pela retirada de um plugue, conforme mostra a figura 8.
Na figura 9 damos uma sugestão de forte oscilador de áudio que produzirá um som contínuo quando houver o fechamento dos contatos do relé.
a) Transmissor:
CI-1 - 4093B - circuito integrado
S1 - interruptor simples (opcional)
B1 - 6 ou 9 V - bateria ou 4 pilhas pequenas
R1 - 33 k ohms - resistor (laranja, laranja, laranja)
C1 - 47 nF (472 ou 0,047) - capacitor cerâmico ou de poliéster
C2 - 4n7 ou 10 nF (103 ou 472) -capacitor cerâmico ou de poliéster
Diversos: placa de circuito impresso, soquete para o integrado, suporte de pilhas ou conector de bateria, caixa para montagem, fios, solda, terminais de saída ou plugue.
b) Receptor
Q1, Q2 e Q3 - BC548 – transistores NPN de uso geral ou equivalentes.
D1 - 1N4148 - diodo de silício de uso geral
K1 - relé de 6 V
S1 - interruptor simples
B1 - 6 V - 4 pilhas, bateria ou fonte estabilizada
R1 e R2 – 1 M ohms x 1/8 W – resistores (marrom, preto, verde)
R3 - 100 ohms x 1/8 W - resistor (marrom, preto, marrom)
C1- 10 nF (103 ou 0,01) - capacitor cerâmico ou de poliéster
C2 - 2,2 uF x 6 V - capacitor eletrolítico
C3 - 220 uF x 6 V - capacitor eletrolítico
Diversos: placa de circuito impresso, soquete DlL de 14 pinos para o relé, suporte de pilhas ou conector de bateria, caixa para montagem, terminais ou jaque de entrada, fios, solda, etc.
