O circuito de alarme de toque detecta o sinal de zumbido da rede do corpo de um intruso e aumenta o som do alarme. Isso acontece sempre que um intruso toca um elemento potencial definido como sensor, como a maçaneta da porta, ou qualquer objeto que precise ser protegido.
Se o circuito estiver conectado com a maçaneta da porta, o circuito permanece na condição de espera, independentemente de qualquer distúrbio no ar. Assim que um intruso toca a porta sabe, os circuitos se ativam e acionam o alarme.
Este artigo descreve alguns sistemas de alarme que empregam princípios que os categorizam como abandonados, mas não exclusivos. Além disso, os circuitos do mundo real que compreendem números de tipo e valores são compartilhados. Os amadores de eletrônicos que desejam construir esses circuitos podem fazê-lo com um pouco de esforço.
Principal vantagem
A principal vantagem deste circuito de alarme de toque é que ele detectará apenas o zumbido genuíno de 50 Hz ou 60 Hz do toque humano e ignorará todos os outros tipos de distúrbios elétricos dispersos. Isso significa que o funcionamento do circuito é infalível e não pode ser acionado com interferência elétrica atmosférica ou mesmo raios de trovão.
Existem muitos circuitos triviais disponíveis on-line que mostram um alarme de toque construído usando um par de transistores, mas esses conceitos e completamente não confiáveis. Esses sistemas transistorizados podem ser facilmente acionados por meio de ruídos elétricos dispersos ou interferências, causando falsos acionamentos do alarme.
Além disso, esses circuitos baseados em transistores comuns devem ser instalados no local da detecção, enquanto o circuito proposto pode ser instalado distante, com apenas o sensor de toque terminado por um cabo e instalado na área de detecção.
Sensor de zumbido da rede
Primeiramente, observaremos o circuito de alarme de toque que reconhece o “zumbido da rede” que ocorre quando um objeto metálico é tocado por alguém.
O transdutor pode ser qualquer coisa, desde uma porta de armário com objetos de valor dentro, ou a maçaneta da porta de uma sala.
Modificar o circuito para caber em um grande sistema de alarme é relativamente fácil, embora seja definido aqui como operacional independente.
A Figura 1 mostra um diagrama de blocos que descreve como a unidade opera.
Em quase todos os edifícios onde existe cablagem de rede, o “zumbido de rede” é detectado por qualquer componente que seja feito de material condutor.
O corpo humano está incluído porque pode detectar com capacidade um sinal de zumbido devido ao seu tamanho substancial.
No circuito do detector de toque, o sensor de metal fixado na entrada deve ser pequeno e fixado ao restante do componente usando um fio curto de 300 a 500 mm de comprimento, para conexões mais longas use um fio devidamente blindado.
O sensor flui para um controle de ganho, que é um regulador de volume padrão com um atenuador variável que pode ser controlado para que o sinal disperso atmosférico típico do sensor não acione o alarme.
Se o sensor for tocado por alguém, o sinal razoavelmente grande detectado por seu corpo é transferido para o sensor, resultando em um poderoso sinal de entrada que aciona a unidade.
Amplificação
Quando o sistema é ligado com base na condição em que está sendo usado, o nível do sinal de entrada será diferente.
Dois estágios de amplificação que seguem o sensor e um forte nível de ganho são necessários para atender ao nível de entrada diversificado, que não é tão forte.
Um capacitor em cada um dos amplificadores funciona como um filtro passa-baixa. Além disso, não é necessário um feedback de alta frequência forte, pois o sinal de entrada é a frequência vital da rede em 50 Hz com harmônicos estáveis em algumas centenas de Hertz.
O risco de disparos falsos devido à detecção de sinais de radiofrequência pode ser atenuado com a restrição de frequências mais altas.
Retificador – Trava
A seção a seguir retifica e suaviza o sinal amplificado para que uma tensão CC positiva seja alcançada.
Quando o sistema está em modo de espera, o sinal recebido é muito fraco devido à queda de tensão nos diodos nos retificadores da ponte. Muitas vezes, não haveria qualquer sinal.
No entanto, quando a unidade é acionada, um sinal de saída ainda mais poderoso é gerado e a tensão CC sobe para um nível considerável.
Este sinal é empregado para iniciar um estágio inversor que fornece alguma amplificação apenas porque um sinal de saída de baixa impedância de maior magnitude é criado.
O sinal gerado opera a entrada de um circuito de trava e, consequentemente, uma chave eletrônica é acionada.
A chave liga a energia a um circuito gerador de alarme que é governado por um oscilador controlado por tensão (VCO) para alimentar o alto-falante e um oscilador de baixa frequência para controlar a frequência do VCO.
Este último gera um sinal de saída dente de serra que fornece controle para que o tom de saída arqueie para o topo até seu nível de pico e desça para o tom mínimo antes de subir novamente.
Este processo cíclico garante um sinal de alarme extremamente eficiente. Como a trava está incluída na unidade, o alarme soará constantemente mesmo quando o componente não for mais acionado pelo sensor.
Circuito do detector de zumbido
A Figura 2 descreve o esquema completo do circuito de alarme de toque do alarme do sensor de zumbido do corpo da rede elétrica.
O sensor se conecta ao controle de ganho predefinido RV1 e depois o sinal é analisado por dois amplificadores emissores comuns que são construídos em torno de Q1 e Q2. Os capacitores C4 e C6 cuidam da atividade de filtragem.
Além disso, os capacitores C3 e C5 podem apresentar características de baixo valor, uma vez que baixas frequências são utilizadas neste processo.
Considerando que Q1 e Q2 são trabalhados em valores de corrente de coletor extremamente pequenos, eles possuem impedância de entrada maior do que os amplificadores emissores comuns usuais. Como resultado, os capacitores de acoplamento são suficientes para uso prático.
Enquanto os diodos D2 e D3 retificam a saída de Q2, o capacitor C8 a suaviza. Caso seja produzido um potencial suficientemente grande, ele força Q3 a conduzir de modo que sua corrente de coletor fique baixa.
Duas portas NAND, IC1a e IC1b do dispositivo NAND quádruplo de 2 entradas CMOS 4011BE compõem o circuito de trava.
No entanto, essas duas portas estão conectadas em uma conexão em série e funcionam como inversores típicos.
O estado de retorno positivo para acionar a operação de travamento é fornecido por R9. O diodo D1 garante que o transistor Q3 possa atrair a entrada da trava baixa, mas não conseguiria empurrá-la para o estado alto.
Uma solução alternativa é possível empregando a chave de reset SW1 que está ligada ao lado oposto de D1.
Uma vez que a saída da trava é ativada para o estado baixo, ela liga Q4 que eventualmente fornece energia ao circuito de alarme.
Isso depende do IC2, que é um loop de bloqueio de fase CMOS 4046BE, mas nesta operação, o segmento VCO e um comparador monofásico são usados. Este último funciona como um estágio inversor que fornece o sinal de saída bifásico.
O sinal de saída opera o ressonador cerâmico X1 em comparação com um alto-falante de bobina padrão.
O operador produz uma saída estridente da corrente de baixa unidade oferecida pelo IC2 e é consideravelmente mais ruidosa do que o esperado.
Se necessário, a saída do pino 2 do IC2 pode ser aprimorada e canalizada para um alto-falante típico.
O sinal de modulação dente de serra é produzido por um oscilador de relaxação unijunção padrão que deriva de Q5.
Ajustamento
A configuração do circuito de alarme de toque não é complicada. Comece com o RV1 alterado para a sensibilidade mais baixa e depois aumente gradativamente até que o alarme seja acionado.
Em seguida, recue um pouco dessa configuração e tente redefinir o alarme. Se você encontrar o alarme ativando novamente, gire o RV1 um pouco mais para trás e reinicie a unidade novamente através do interruptor SW1.
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