O artigo discute alguns circuitos de alarme de segurança baseados em loop simples, categorizados em loop fechado, loop paralelo e loop em série/paralelo. Todos esses projetos podem ser personalizados e usados para uma variedade de aplicações de alarme de segurança.
Visão geral
Em um circuito de alarme de loop, mais de um sensor é usado, cada um conectado com um certo tipo de loop de detecção e inserido em áreas táticas, em ou ao redor do dispositivo que deve ser protegido.
A detecção ou o circuito do sensor (que envolve um circuito de sensor e um circuito de disparo) controla um dispositivo de alarme contra roubo ou sirene que, quando inicializado, gera um som alto ou uma iluminação de aviso visível.
O dispositivo sensor neste tipo de circuito de alarme é geralmente tão básico quanto um fio individual de fio metálico fino, que funciona como um sensor e é colocado ao redor do perímetro do alvo a ser protegido. Enquanto o cabo permanecer intacto, o circuito de alarme permanece na posição de alerta. No caso de um intruso cortar o fio, o sensor liga e envia um sinal para o circuito de disparo, soando o alarme.
Esta forma de sensor realmente se enquadra na categoria de um sistema não reinicializável de disparo único. Esses sistemas de segurança exigem que o fio do sensor seja alterado após cada violação. (Estes são conhecidos como circuitos de malha fechada.)
Por outro lado, a maioria dos circuitos de alarme aplica certo tipo de interruptor acionado magneticamente, que pode ser reinicializado e aplicado repetidamente, como um sensor. Às vezes, o sensor pode ser um interruptor acionado magneticamente normalmente aberto ou normalmente fechado. Além disso, de acordo com as configurações do arranjo do gatilho, vários sensores podem ser conectados em série ou paralelo ao circuito.
Alarme Silencioso
O primeiro circuito, como mostrado na Fig. 1, é criado usando 1/2 de uma porta NOR quádrupla 4001 CMOS de 2 entradas, montada como um trinco set/reset. Quando o circuito está na condição de reset (modo de espera) e a chave S1 aberta, a saída da porta U1a permanece em nível lógico baixo.
Quando a chave (um LED conectado a um mini plugue de telefone, PLI) é conectada ao conector J2, o LED permanece desligado, mostrando que não ocorreu nenhuma violação.
No entanto, assim que S1 é fechado, pode ser apenas momentaneamente ou totalmente o pino de saída 3 de U1- a vai lógico alto e continua a ser alto até que o circuito seja reiniciado. Quando o chave é inserido no conector J2 após uma violação, o LED acende.
Colocando o chave em J1 redefine o circuito. Na condição ociosa, o circuito quase não consome corrente, permitindo manter um monitoramento resoluto por vários meses de forma confiável. Caso o sensor (S1) seja acionado por um intruso, o circuito registra os detalhes em um armazenamento temporário sem consumo de corrente adicional.
Circuito de Alarme de Circuito Fechado
Nosso próximo circuito de alarme, veja a Fig. 2, funciona usando uma cadeia de 3 chaves normalmente fechadas conectadas em série (constituindo a configuração de malha fechada), conectadas a uma porta SCR.
Praticamente qualquer número de sensores pode ser conectado em série e usado para ativar o circuito. Na condição ociosa, o circuito consome cerca de 2 mA, no entanto, o dreno de corrente pode aumentar até 500 mA se o circuito for ativado, dependendo das especificações do dispositivo de alarme conectado.
O funcionamento do circuito é extremamente simples. Com todas as chaves do sensor na posição fechada e a alimentação ligada, o potencial na porta do SCR torna-se próximo de zero.
A única depleção de corrente é por meio de R1 e dos sensores fechados. No entanto, assim que qualquer um dos interruptores do sensor abrir, brevemente ou completamente, a corrente do portão para o SCR é LIGADA via R1.
Isso ativa o SCR, permitindo uma condução à terra para o dispositivo de buzina de alarme, que agora começa a soar. Além disso, no momento em que essa ativação acontece, o alarme é travado e continua a soar enquanto a chave de reinicialização (S1) permanecer ativada.
Os capacitores C1 e C2 são integrados no projeto para impedir que possíveis picos de tensão iniciem de forma espúria o SCR.
Circuito de alarme de circuito paralelo
Nosso próximo circuito de alarme, veja a Fig. 3, é praticamente o mesmo que o circuito fornecido na Fig. 2, com a exceção de que os sensores são montados em paralelo, o que é conhecido como configuração de malha aberta.
Basicamente, este esquema faz uso de interruptores de sensor normalmente abertos, conforme mostrado abaixo.
Qualquer quantidade desejada de interruptores normalmente abertos pode ser incluída em paralelo e ser empregada para ativar o alarme; estes são anexados ao SCR conforme indicado no esquema.
No modo de espera, o circuito de alarme puxa corrente mínima, o que o torna uma excelente escolha como unidade alimentada por bateria. No entanto, assim que qualquer um dos sensores de entrada é ligado, a corrente do portão se move via R1 para o SCR, ligando-o e acionando a buzina de alarme.
A buzina pode continuar soando até que o circuito seja reiniciado ou a fonte de alimentação ou a bateria se esgotem completamente.
Um alarme de loop paralelo mais simples
O exemplo de alarme de loop paralelo mostrado acima é bastante autoexplicativo. Os interruptores S1 a S3 estão posicionados em várias posições estratégicas dentro de uma instalação que deve ser protegida contra um intruso.
Assim que um intruso atravessa qualquer um desses interruptores e faz com que ele seja pressionado ou fechado, a tensão pode atingir a porta do SCR através do interruptor e R1. Isso liga instantaneamente o SCR e trava a sirene de alarme associada.
O sistema é desativado apenas desligando a entrada de alimentação.
Circuito de alarme de circuito em série/paralelo
O circuito a seguir, conforme mostrado na Fig. 4, integra o alarme da Fig. 2 com o da Fig. 3 para oferecer proteção de loop em série e paralelo juntos. Neste projeto, você pode empregar sensores normalmente fechados e normalmente abertos para ativar o mesmo dispositivo de alarme.
É importante observar que a principal diferença entre os dois loops de sensores é identificada pela maneira como cada chave do sensor se associa aos outros dentro do loop e também pela maneira como cada loop é conectado ao circuito.
O loop ligado ao SCR1 mantém o SCR DESLIGADO prendendo seu pino de porta à linha de terra através dos sensores de loop. A abertura de todas essas chaves do sensor (S2-S4) desconecta o link de aterramento do portão, permitindo que a corrente do portão seja aplicada ao SCR1.
Isso permite que o SCR1 ative e soe o dispositivo de alarme. Em contraste, a porta de SCR2 é mantida em potencial zero através de R3. Quando qualquer uma das chaves dos sensores associados (S5-87) é fechada, a porta do SCR se conecta à alimentação positiva por meio de R2, fazendo com que ele dê partida e LIGUE o alarme.
Com uma das chaves do sensor fechada, R2 se transforma em um resistor de pull-up de portão. No momento em que é acionado por qualquer um dos loops do sensor, o circuito passa a soar o alarme enquanto a chave S1 não for pressionada para as ações de reinicialização, que podem ser vistas conectadas em série com a entrada da tensão de alimentação.
Observe que o corte da alimentação do gatilho não tem nenhum impacto na condução do SCR, até que a corrente através do SCR não seja interrompida. Assim que a chave S1 é fechada, faz com que a corrente através dos SCRs se torne mínima, desabilitando os SCRs. Os capacitores C1-C3 impedem que o circuito seja acionado de forma espúria por picos de tensão.
Outro exemplo de alarme de loop em série/paralelo
Se qualquer uma das chaves S1—S3 for aberta, o T1/T2 obtém a base polarizada através de R1 e é ativado, que por sua vez trava o SCR e soa o alarme ON.
Por outro lado, se qualquer uma das chaves em S5—S6 for pressionada ou fechada, o SCR aciona o portão via R2 e trava em ON ao soar o alarme.
Driver de alarme de alta potência
Todos os circuitos de alarme personalizados mencionados até agora foram simplesmente projetados para dispositivos de alarme de baixa a média potência devido às especificações de baixa corrente dos SCRs conectados a eles.
O circuito da Fig. 5, por outro lado, faz uso dos estágios do driver SCR exatamente semelhantes aos modelos anteriores, mas os SCRs são substituídos por outros de maior potência, capazes de lidar com dispositivos de alarme muito mais pesados e barulhentos.
Ambos os SCRs de porta sensível são conectados em circuitos de sensor/driver individuais. Semelhante ao circuito da Fig. 4, SCR1 é acionado pelo loop do sensor normalmente fechado (S2-S4), enquanto o SCR2 é ativado pelo loop do sensor normalmente aberto (S5-S7).
Na saída (no cátodo) de cada SCR encontramos a porta de um SCR3 de 400-PIV e 6 amperes (SCR3) conectado através de um diodo de driver separado e um resistor limitador de corrente comum, R5.
Caso algum dos interruptores normalmente fechados (S2-S4) se abra, a corrente do portão começa a fluir por meio de R3, ligando o SCR1, que acende o LED1 revelando que ocorreu uma violação em um dos sensores normalmente fechados.
Simultaneamente, a tensão catódica do SCR sobe até aproximadamente 80% da tensão de alimentação, resultando na corrente para mover-se via D1 e R5 para a porta SCR3, ligando-a e acionando a buzina de alarme.
O loop do sensor normalmente aberto do SCR2 funciona exatamente da mesma maneira. Assim que qualquer um dos interruptores do sensor normalmente aberto (S5-57) é pressionado, o SCR2 é ativado, acendendo o LED2. Também simultaneamente, uma corrente de porta é fornecida ao SCR3, acionando o alarme.
Circuito de Alarme Multi-Loop
O circuito (Fig. 6) explicado a seguir é um alarme multi-entradas com uma lâmpada LED para indicar o status de cada sensor. O circuito de disparo funciona bem como um indicador de status quando a chave S8 é movida para a posição MONITOR.
Com S8 deslocado na posição MONITOR, permite que o circuito do sensor seja usado durante todo o horário de trabalho para monitorar o fechamento e a abertura de portas e também outros locais tipicamente vulneráveis que são protegidos apenas durante os períodos de folga.
Um SCR de 6 amperes é empregado para permitir que um dispositivo de alarme de alta potência seja controlado usando o sistema. O procedimento de funcionamento do circuito é muito simples.
Um buffer inversor hexadecimal 4049 é utilizado para isolar cada um dos 6 sensores de entrada. Enquanto S2 está em sua situação normalmente fechada, a entrada de U1-a no pino 3 é conectada à alimentação positiva.
A entrada alta faz com que a saída do U1-a permaneça baixa. Com uma saída baixa, o LED1 é desligado, sem entrada de corrente no diodo D1.
Quando S2 é aberto, ele arrasta a entrada de U1-a baixo por meio de R14, levando sua saída a se mover para alto, fazendo com que o LED1 acenda, e no curso aplicando uma tensão de polarização para a base Q1 via D1 e S8.
A ação ativa Q1, fornecendo corrente de porta adequada para o SCR1 via R20, para que ele acione ON. Isso, por sua vez, liga a buzina de alarme BZ1.
Cada um dos outros circuitos de sensores/buffers também funcionam exatamente da mesma maneira.
O transistor é conectado em uma configuração de seguidor de emissor para garantir o isolamento adequado das saídas do buffer e aumentar a corrente de porta do SCR para que ele seja ativado de maneira ideal.
O circuito pode ser melhorado para fornecer uma segurança de loop em série substituindo uma série de sensores (pode ser 3 ou 4) interruptores para cada interruptor normalmente fechado implementado dentro do loop específico.
Além disso, você pode utilizar o circuito simplesmente como um monitor de status, eliminando os diodos (D1-D6), bem como os circuitos associados.
Além disso, o buzzer piezoelétrico pode ser conectado da extremidade do diodo do S8 ao terra caso uma saída audível seja preferida quando o sistema for usado apenas para fins de monitoramento. Quando muitas outras entradas exclusivas são esperadas, não deve ser difícil empregar um inversor hexadecimal 4049 adicional no circuito.
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FONTE
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