Construa um "Não deixe a porta aberta" Eletrônico (ART374)

O nome pode parecer esquisito, mas é isso mesmo que propomos neste artigo! Se você tem em sua casa ou escritório alguma porta que não deve permanecer aberta mais do que o suficiente para que alguém entre ou saia, então um lembrete eletrônico é uma boa solução para evitar problemas. Nosso "Não Deixe A Porta Aberta" consiste num alarme que toca, se a porta vigiada ficar aberta mais do que 10 ou 15 segundos (você programa) e só para de "gritar" se a porta for fechada. Simples de montar e de instalar ele pode ser muito útil.

Existem muitos locais em que as portas não devem ficar aberta mais do que o suficiente para a entrada e saída de pessoas. Podemos citar como exemplo salas em que funcionem equipamentos que devam ser mantidos em temperatura constante (CPDs, estufas, refrigeradores industriais por exemplo), locais em que operem máquinas barulhentas ou ainda de onde possam emanar substância químicas.

Deixar portas de salas refrigeradas abertas por mais tempo que o necessário não só pode alterar sua temperatura interna (com perigo de danos para os equipamentos) com também exigem que os condicionadores funcionem mais com um aumento no consumo de energia.

Uma maneira de se evitar os descuidos em se deixar as portas abertas por mais tempo que o necessário consiste em se colocar um alarme eletrônico.

Evidentemente, este alarme não deve tocar simplesmente com a abertura da porta, pois será preciso que pessoas entrem e saiam. Este alarme deve ter características especiais: ele só deve tocar se a porta ficar aberta por mais tempo que o necessário para entrada e saída de uma pessoa.

Este tempo, que pode ser programado entre 5 e 15 segundos, dependendo da aplicação específica, é mais do que suficiente o que desejamos. Se ele for ultrapassado e a porta ainda estiver aberta um sinal sonoro intermitente alertará o distraído.

Se a porta ficar abertas por mais de 10 segundos o alarme toca.

O aparelho tem um consumo extremamente baixo o que permite que ele seja alimentado por pilhas ou mesmo bateria. As pilhas ou bateria, praticamente podem ser "esquecidas" no alarme, já que, sem tocar seu consumo é da ordem de 0,5 mA apenas.

É claro que as pilhas ou bateria gastarão mais rapidamente se o alarme tocar com muita frequência, mas aí a solução que damos é obrigar o "faltoso", que mais deixou o alarme tocar, a comprar as pilhas ou bateria nova...

CARACTERÍSTICAS

* Tensão de alimentação: 6 ou 9V (pilhas ou bateria)

* Consumo: 0,5 mA (em espera)

5 mA (disparado)

COMO FUNCIONA

Novamente temos um projeto em que aproveitamos toda a versatilidade do circuito integrado 4093B. Este circuito consiste em 4 portas NAND disparadoras de duas entradas que podem ser usadas separadamente.

Na primeira porta (CI-1a) que funciona como um inversor, ligamos um circuito de tempo formado por C1 e pelo resistor R1 em série com P1.

Um reed-switch, que deve ser mantido fechado por um imã na porta quando ela se encontrar também fechada, impede que o capacitor se carregue e ao mesmo tempo mantém o nível alto na entrada da porta. Consequentemente na sua saída temos o nível baixo.

A saída desta porta (CI-1a) que funciona como inversor está ligada à entrada de controle de dois osciladores elaborados em torno das portas CI-1b e CI-1c.

Estes osciladores têm suas frequência determinadas respectivamente por C2/R2 e C3/R3. Um oscilador opera numa frequência muito baixa, da ordem de fração de hertz ou no máximo alguns hertz enquanto que o outro produz um tom de áudio.

Seus sinais são combinados na quarta porta (CI-1d) de modo que, quando os osciladores estão em funcionamento temos um tom intermitente reproduzido pelo buzzer (transdutor) cerâmico X2.

Com X1 fechado, a saída de CI-1a se mantém no nível baixo e os dois osciladores inibidos.

Se a porta for aberta, X1 abre e com isso C1 começa a se carregar lentamente. O instante em que a carga de C1 atinge valor que é interpretado como mudança de nível por CI-1a é determinado pelo ajuste de P1.

Nesse instante a saída de CI-1a comuta, passando para o nível alto, o que provoca a habilitação dos dois osciladores elaborados em torno de CI-1b e CI-1c.

O resultado é a produção de um tom intermitente, e insistente, de alarme que só pára se a porta for fechada.

Se a porta for fechada o alarme pára pois a entrada de CI-1a vai ao nível alto e sua saída ao nível baixo. C1 se descarrega esperando nova abertura da porta.

Se a porta for fechada antes do toque, C1 se descarrega e na próxima abertura temos nova temporização.

O transdutor é pequeno, mas faz bastante barulho, o suficiente para alertar sobre a necessidade de se fechar a porta.

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo do aparelho.

Diagrama completo do alarme de porta

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.

Placa de circuito impresso do alarme

Observe que a caixa com o aparelho pode ser fixada junto à porta de modo que o pequeno imã preso a ela ficará alinhado com o reed-switch, facilitando assim a operação do sistema, conforme mostra a figura 4.

Modo de instalar o aparelho

Omitimos o interruptor geral, pois o aparelho deve ficar permanentemente ligado.

O circuito integrado pode ser montado em soquete DIL para maior segurança e o reed-switch é de qualquer tipo normalmente aberto. Pode até ser usado um par reed/imã encontrado em lojas para uso em alarmes contra roubos.

Os resistores são todos de 1/8W ou maiores e os capacitores eletrolíticos são para 12V ou mais. Os demais capacitores podem ser cerâmicos ou de poliéster.

O transdutor X2 é do tipo piezoelétrico cerâmico, podendo até ser usado um tweeter piezolétrico comum sem o transformador interno. Será interessante fazer experiências com o resistor R3 de modo a operar na frequência de maior rendimento do transdutor.

O trimpot é comum e para as pilhas ou bateria devem ser usado suporte ou conector apropriado. Deve ser observada a polaridade na sua ligação.

Para alojar o conjunto pode ser usada uma caixa plástica pequena com recursos para fixação na parede, junto à porta que deve ser vigiada.

PROVA E USO

Para provar o aparelho, coloque o imã junto ao sensor X1 e depois as pilhas no suporte ou bateria no conector. Coloque P1 na posição média e retire o imã. Depois de algum tempo o circuito deve emitir um som intermitente.

Recoloque o imã junto ao sensor. O som deve parar. Reajuste P1 de modo a obter o tempo desejado de toque. Este tempo depende da aplicação, mas pode ficar entre 5 e 15 segundos tipicamente.

Se quiser altere o tempo de intermitência (alterando C2) ou a frequência do toque (alterando C3).

Comprovado o funcionamento, é só fazer a instalação defnitiva do aparelho.

Informa os usuários do local e se quiser tornar mais eficaz sua ação coloque junto ao alarme um cartaz informando sobre as possíveis "punições" para quem deixar a porta aberta.