A proteção de sua casa, de objetos de valor, fica muito mais fácil com um verdadeiro "radar" de aproximação que dispara um alarme quando da presença de um intruso. Não é preciso nem tocar no seu sensor para haver o disparo, o que facilita muito a sua instalação e o seu uso. Em lojas, consultórios, ou escritórios, a presença do sensor sob um capacho ou junto à porta serve para avisar quando da entrada de alguém, na impossibilidade de um recepcionista permanente. Simples de montar, o circuito não utiliza componentes difíceis e é alimentado com pilhas comuns que oferecem grande autonomia.
O circuito deste alarme de aproximação não é novo. O princípio já foi utilizado em outros projetos com grande sucesso. Uma de suas principais aplicações é a utilização com uma alça para ser pendurada numa maçaneta de porta. O toque de qualquer intruso na maçaneta provoca o disparo do alarme, evitando assim uma tentativa de arrombamento.
No entanto, o sensor não precisa ser uma alça para que possamos pendurá-lo em maçanetas ou outros objetos. Uma "antena" serve para acusar a presença ou passagem de pessoas, e uma placa sob um capacho serve como detector. A ligação da entrada do circuito a objetos de pequeno e médio porte, desde que metálicos, também permite sua proteção. Infelizmente, objetos de grande porte como carros e motos não podem ser ligados a este sistema por motivos que ficarão claros quando explicarmos seu princípio de funcionamento.
O circuito é extremamente sensível, utilizando 12 transistores, e é alimentado por pilhas comuns. O baixo consumo de corrente na condição de espera (armado) permite que ele fique ligado por noites inteiras sem desgaste apreciável das pilhas. Isso é importante no caso de sua utilização como alarme doméstico.
Características do circuito:
— Número de transistores: 12
— Tipos de sensor: capacitivo
— Tensão de alimentação: 6V
— Corrente de repouso: 2mA (típ.)
O alarme possui ainda uma chave de temporização que permite um único toque sonoro ao contato ou aproximação, ou então três ou mais toques sonoros com o contato ou aproximação.
COMO FUNCIONA
O princípio de funcionamento deste alarme é bastante interessante pois aproveita a capacitância do corpo do intruso ou de qualquer objeto para o disparo. Uma pessoa ou objeto representa uma armadura de um capacitor e o sensor representa a outra armadura. A aproximação de uma armadura da outra representa um aumento da capacitância deste componente "fictício" (figura 1).
No circuito de alarme temos então um oscilador Hartley de alta frequência que tem por elemento básico Q3, e cuja frequência de operação é dada tanto pela bobina L1 como pelo capacitor C4.
Na realimentação feita pelo capacitor C2 temos uma condição crítica de operação. O sinal usado para realimentar o circuito tem um nível mínimo para a manutenção da oscilação. Qualquer desvio que ocorra na corrente de realimentação é suficiente para fazê-la cair ao ponto em que o circuito deixe de operar (figura 2).
Este desvio é conseguido justamente através do sensor. Assim, a aproximação de um objeto do sensor; que representa a placa de um capacitor, é suficiente para provocar um desvio da corrente de alta frequência de realimentação, paralisando de imediato o oscilador. Este oscilador envia constantemente seu sinal a um circuito de inibição. Este circuito é formado por um sistema de detecção e retificação e dois transistores amplificadores (Q4 e Q5).
Se o oscilador parar de operar, estes transistores entram em ação ativando as etapas finais do aparelho que consistem no temporizador e oscilador de áudio intermitente. O temporizador tem por base o transistor Q6. Na base deste transistor temos uma chave comutadora que seleciona dois componentes: um resistor de 680 ohms e um capacitor de 10 µF.
Na posição em que o resistor é 'conectado temos um toque de curta duração quando do disparo. Na posição em que o capacitor é conectado, sua carga a partir da condução de Q5 faz com que o sistema de emissão de som fique ativado por alguns segundos, o que é suficiente para a produção de vários toques sonoros.
Q9 e Q10 formam um oscilador de relação que produz o sinal intermitente a partir do controle das etapas de tempo, depois da amplificação por Q7 e Q8. O intervalo e duração dos bips são dados por este circuito em função dos capacitores CIO e C11. O tom de áudio, de boa potência, é dado por um oscilador complementar com os transistores Q11 e Q12. A frequência deste oscilador depende do capacitor C12 e do resistor R16. Veja que em conjunto, R15 e C11 determinam a duração do toque, pois é a descarga de C11 através de R15 que ativa este oscilador.
O alto-falante pequeno tem um bom volume de áudio com a alimentação de 6V. Destacamos a presença de uma fonte estabilizada (formada por Q1, Q2, RI e R2) para a etapa de entrada (oscilador), evitando assim que as variações da tensão das pilhas durante sua vida útil' possam prejudicar o funcionamento do circuito. Na figura 3 damos o diagrama completo do aparelho.
MONTAGEM
A placa de circuito impresso é dada na fig. 4.
Uma sugestão de caixa é mostrada na figura 5. Esta caixa deve ser obrigatoriamente plástica, para não influir no funcionamento do aparelho.
Os resistores são todos de 1/8 ou 1/4W. Os capacitores são de dois tipos: os de valores inferiores a 1 µF (marcados em nanofarads e picofarads — nF ou pF) são cerâmicos, preferivelmente tipo plate ou disco, de boa qualidade. Os capacitores em torno de Q3, em especial, são os mais críticos. Se não forem de boa qualidade podem prejudicar sensivelmente o funcionamento de seu alarme.
Os capacitores de mais de 1 µF são eletrolíticos com tensões de trabalho entre 6 e 12V. Dê preferência aos que possuam terminais paralelos, pois se encaixam diretamente na placa de circuito impresso projetada sem a necessidade de dobrar os terminais. A bobina deve ser confeccionada num tubinho de papelão de 1 cm de diâmetro com 2 a 2,5cm de comprimento. Conforme mostra a figura 6, esta bobina consta de 3 + 9 espiras de fio comum 26 ou 24AWG com capa plástica. Observe como é feita a tomada esta bobina e como o enrolamento deve seguir a partir deste ponto com as espiras enroladas no mesmo sentido.
Os diodos são de uso geral de silício como os 1N4148 ou 1N914 e os transistores são de três tipos, admitindo alguns equivalentes. Para Q3 usamos um transistor de RF que pode ser o BF494 ou equivalentes como o BF254, BF495. Para Q1, Q2, Q5, Q8 e Q12 usamos os tipos PNP de uso geral como o BC558, BC308 ou equivalentes. Para os demais temos transistores NPN de uso geral como os BC548 ou equivalentes tais como os BC238, BC547, VBC237 etc.
As chaves SI e S2 são do tipo 2 x 2 miniatura. Em SI usamos apenas dois terminais, pois ela opera como interruptor simples, e em S2 usamos uma seção, pois ela opera como chave de 1 polo x 2 posições. O trimpot é do tipo miniatura para montagem horizontal.
Na montagem dos componentes na placa, além da polaridade dos eletrolíticos e diodos é preciso observar que alguns resistores ficam em posição vertical e que R3 ficará soldado sob a placa.
PROVA E USO
Coloque 4 pilhas no suporte (as pilhas — alcalinas terão maior durabilidade) e acione o interruptor geral S1. A chave S2 deve estar, na posição de menor tempo. Se houver emissão.de som, ele deve parar em poucos segundos. Se não parar ajuste P1.
Em seguida, aproximando a mão do sensor, ajuste P1 para maior sensibilidade. Na figura 7 mostramos a aplicação do sistema na proteção de unia porta, caso em que a alça é pendurada numa fechadura. Esta alça consiste em um pedaço de 25cm de fio comum que é soldado diretamente na placa. Para outras aplicações você deve dessoldara alça e em seu lugar soldar um fio cujo comprimento não deve ultrapassar 3 metros. Acima deste comprimento, o próprio fio representará unia capacitância que paralisará o oscilador, impedindo o funcionamento do alarme.
1. Na proteção de objetos de metal de pequeno porte (até 30cm) o fio sensor pode ser ligado diretamente. O objeto deve ser apoiado em superfície isolante, como por exemplo unia mesa de madeira. O toque ou aproximação do objeto provocará o disparo do alarme.
2. Antena "pega-ladrão". Nesta aplicação o sensor é o próprio fio que deve rodear o objeto ou região protegida. O comprimento máximo admitido para o fio (3 metros) depende muito das condições de instalação e da própria montagem. As pontas do fio devem ser isoladas.
3. Anunciador de visitas. Nesta aplicação a antena é uma placa de metal sob um capacho. A placa não deve" ficas em contato com o solo, devendo ser isolada por uma folha de papel, plástico ou borracha. O capacho deve ser o mais fino possível para maior sensibilidade.
4. Sistema de chamada. Ligando a antena a uma placa com o aviso "toque para chamar" teremos um sistema eficiente de chamada para escritórios ou consultórios.
5. Brincadeiras. Uma sugestão interessante é fechar o Alerta numa caixa com papel alumínio em sua volta ligado ao sensor. Na caixa coloque um cartaz "não toque". Qualquer pessoa que, por curiosidade, tocar a caixa "para ver o que acontece" será delatada pelo disparo do alarme. Você e seus amigos, que ficarão escondidos, podem então aparecer e rir bastante do "curioso" que não resistiu à tentação de encostar na caixa.
