Sistemas de Alarme com SCRs (ART2805)

As características de disparo dos SCR, operando com pulsos de baixíssima intensidade permitem sua aplicação em circuitos de alarme de facílima execução e que praticamente não apresentam consumo de energia quando ligados.

Neste artigo damos algumas sugestões sobre a aplicação de SCRs no disparo de sistemas de alarme, sendo as configurações dadas indicadas especialmente para a proteção de veículos, residências e até mesmo instalações comerciais, industriais e objetos de arte

A base de nosso circuito é um SCR de baixo custo e facílima obtenção que aciona um relé. Dependendo da capacidade de corrente do relé, os sistemas de aviso poderão ser os mais diversos: desde uma simples lâmpada vermelha de alerta num painel de um guarda até uma sirene industrial.

A eficiência dos sistemas dependerá muito da maneira como é feita a instalação pelo que, este artigo tem muito mais a finalidade de sugerir as configurações básicas do que dar a versão final para determinada aplicação.

COMO FUNCIONA UM ALARME:

Num sistema de alarme simples temos três elementos a serem considerados: um sensor, um circuito de disparo e um dispositivo de aviso. (figura 1)

Figura 1

CIRCUITO

O sensor: o sensor é o dispositivo que deve emitir um sinal quando o elemento indesejável penetra no ambiente que deve ser protegido ou remove o objeto protegido. Diversas são as possibilidades para a elaboração de sensores.

O sensor mais simples consiste num interruptor oculto que deve ser acionado pelo indesejável quando este tiver que penetrar no ambiente protegido. (figura 2)

Figura 2

O interruptor usado pode ser de dois tipos; normalmente aberto ou normalmente fechado.

Para o primeiro caso, o interruptor é acionado quando pressionado, podendo por exemplo ser instalado sob um tapete ou em posição tal “que a remoção de um objeto cause pressão sobre este. (figura 3)

Figura 3

A utilização desse tipo de interruptor tem entretanto alguns inconvenientes.

O elemento indesejável pode perceber sua presença e desde que evite sua pressão o alarme não disparará.

No caso do interruptor normalmente fechado, este pode ser instalado oculto numa porta, disparando quando esta for aberta. Trata-se do interruptor que encontramos nas portas de geladeiras que acende a lâmpada interna quando esta é aberta. (figura 4)

Figura 4

Sensores mais sofisticados podem entretanto resultar em sistemas de alarmes muito mais eficientes.

É o caso dos”reed-switches". Tratam-se de interruptores magnéticos, ou seja, interruptores que são acionados pela aproximação de um imã, ou conforme sua posição,.pela remoção ou mudança de posição de um imã.

Esses interruptores são formados por duas lâminas de metal encerradas num invólucro de vidro contendo um gás inerte. (figura 5).

Figura 5

Quando um campo magnético atua sobre as lâminas em posição apropriada, estas se vergam fechando o contacto.

Existem, por exemplo, interruptores formados por um "reed switch" e um imã em disposição especialmente projetada para instalação em portas. Se bem que a máxima corrente suportada pelo “reed switch".não seja suficiente para atuar sobre um alarme de potência, pode acionar relés com facilidade. (figura 6)

Figura 6

Dentre os elementos sensores mais sofisticados citamos os capazes de perceber a interrupção de um feixe de luz pela passagem do elemento indesejável (figura 7) e os capazes de perceber sua aproximação. (figura 8)

Figura 7

Figura 8

No primeiro caso damos na figura 9 um circuito em que se utiliza um LDR numa configuração em que, ao ser interrompido o feixe de luz incidente, o SCR dispara acionando o relé. Elementos para a elaboração prática destes circuitos serão dados mais adiante.

Figura 9

No segundo caso temos os chamados detectores de aproximação que são circuitos osciladores em que a frequência de operação é bastante crítica e pode ser alterada pela aproximação de qualquer objeto, de uma antena.

Quando isso ocorre o circuito sai de sintonia e um sistema de alarme pode ser acionado.

Com relação ao circuito de disparo, sua existência dependerá da capacidade ou não que o sensor tenha de disparar o alarme por si só.

Em alguns casos, pode ser usado um simples relê, quando o sensor pode operar com a corrente necessária ao seu acionamento. (figura 9).

Em outros, devem ser adicionados elementos amplificadores, tais como transistores, válvulas etc. (figura 10).

Figura 10

Os SCRs, entretanto, por sua sensibilidade e capacidade de controlar correntes relativamente elevadas, podem em muitos casos ser utilizados com elementos de disparo.

Assim, a partir de uma corrente muito pequena, vinda de um sensor, podem acionar um relê ou mesmo um alarme, com facilidade e eficiência.

No caso de dispararem um alarme diretamente, deve ser previsto que a corrente do alarme seja compatível com a corrente que o SCR pode conduzir.

No caso de um relê, deve-se utilizar um relê cujas» características sejam compatíveis com a capacidade de disparo do SCR e com a tensão de alimentação do circuito.

Finalmente, no que se refere aos alarmes, eles podem ser os mais diversos.

Se o circuito for alimentado a partir de uma fonte de corrente continua, por exemplo, 6 ou 12 volts de um veiculo, pode-se usar uma buzina para esta tensão.

Se sua corrente de operação for inferior à do SCR, ela pode ser alimentada diretamente por este, mas se esta corrente for mais elevada, deve ser usado um relê. O diodo de proteção em paralelo com o enrolamento do relê nunca deve ser evitado, pois, ele protege o sistema contra um funcionamento instável.

Se o circuito for alimentado pela rede local, o SCR pode ser do tipo para alta tensão e o circuito de alarme pode ser alimentado diretamente pelo SCR.

Caso o SCR não suporte a tensão do alarme, ou seja, a tensão da rede, um relê deve ser usado.

A seguir, para ilustrar as diversas possibilidades de sistemas de alarme, damos alguns circuitos práticos.

ALARME SIMPLES DE BAIXA TENSÃO E BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Na figura 11 temos o diagrama de um sistema de alarme alimentado por uma tensão de 6 volts (4 pilhas ligadas em série) que se caracteriza pelo baixíssimo consumo de energia quando ligado.

Figura 11

O sistema pode permanecer ligado por noites inteiras durante meses sem que seja notado nenhum gasto perceptível das pilhas.

Os sensores consistem em finos fios de cobre (esmaltados 32 ou 34) que devem ficar atravessados no local em que possa ocorrer uma possível visita indesejável. Por serem muito finos e frágeis esses fios arrebentariam ao menor contacto,.acionando o alarme. (figura 12).

Figura 12

Outra possibilidade para esse mesmo circuito é a utilização dos interruptores do tipo "normalmente fechados" (interruptores de portas de geladeiras) que, evidentemente, devem ser ocultos nos locais a serem protegidos e acionados pela passagem do indesejável.

Este mesmo circuito pode ser usado para proteger objetos de arte, utilizando-se para esta finalidade como sensor um reed-switch (ou diversos, que seriam ligados em série).

O reed switch é oculto sob o objeto e neste prega-se em ponto estratégico um pequeno imã. Na sua posição normal, o imã mantém os contactos do reed-switch fechados e portanto o alarme inativo.

Quando o objeto é removido, o imã deixa de atuar sobre o reed-switch que, abrigando o circuito, aciona o alarme. (figura 13)

Figura 13

Em suma, esse primeiro sistema, aciona o alarme quando o circuito sensor é aberto.

ALARME SIMELES, DE BAIXO CONSUMO, SENSÍVEL A LUZ (foto-sensível)

Este alarme é acionado quando a luz que incide sobre o LDR é interrompida. (figura 14)

Figura 14

O LDR é do tipo comum (RPY-58 ou equivalente) devendo ser instalado de modo a receber a luz apenas de uma fonte, que pode ser oculta do outro lado de um corredor.

Essa fonte de luz pode ser uma lâmpada de 5 Watts, por exemplo oculta numa caixinha deixando-se sair apenas um feixe que incide sobre o LDR. (figura 15)

Figura 15

O potenciômetro controla a sensibilidade do alarme, devendo ser ajustado experimentalmente, em função da distância a que se encontrar a lâmpada, e das características do LDR e do SCR.

Nas listas de material, são dados os valores dos demais componentes.

ALARME SIMPLES ACIONADO PELO FECHAMENTO DO SENSOR

O sistema indicado se presta em especial para o acionamento de um dispositivo de alarme quando um interruptor é pressionado. A utilização do relê permite que a corrente circulante pelo sensor seja extremamente pequena. (figura 16)

Figura 16

Uma das possibilidades mais interessantes para este circuito é o acionamento de sistemas de alarme por meio de reed-switches.

A aproximação de um pequeno imã do reed-switch acionará o alarme com facilidade. (figura 17)

Figura 17