Sirene modulada para alarmes (ART525)

Publicamos muitos tipos de circuitos de alarmes, usando as mais diversas técnicas como sensores fotoelétricos, sensores magnéticos, etc. No entanto, em muitos casos apenas onde deve ser ligada a saída é indicada. Um circuito de sirene para completar o sistema nem sempre é dado, ficando por conta do leitor encontrá-lo. Pois bem, atendendo a pedidos de leitores damos um projeto de uma potente sirene para alarmes que pode ser usada tanto em sistemas domésticos e comerciais como automotivos, pois ela funciona com 6 ou 12 V.

Descrevemos a montagem de uma potente sirene modulada em freqüência. Essa modulação significa que o som emitido varia de freqüência, entre o grave e o agudo de uma forma suave porém bastante eficiente para chamar a atenção.

As características do circuito podem ser alteradas para modificar tanto a modulação como o tom, conforme explicaremos no decorrer do texto.

A etapa de saída usando transistores em simetria complementar permite obter uma boa potência de áudio num alto-falante comum mesmo usando alimentação de 6 V de pilhas ou 12 V de bateria.

O grande destaque do projeto está no fato de que ele usa um único circuito integrado de baixo custo e fácil obtenção que é o 4093.

Como Funciona

A modulação, ou seja, a taxa segundo a qual o tom produzido pela sirene varia, é determinada pelo oscilador CI-1a, feito de uma das quatro portas NAND disparadoras do circuito integrado 4093.

A freqüência da modulação depende tanto de R1 como de C1. O leitor pode alterar esses componentes, mantendo entretanto o resistor R1 na faixa de 220 k? a 4,7 M?.

O sinal deste oscilador é retangular. Para uma modulação suave passamos esse sinal por uma rede RC formada pelos resistores R2 e R3 e pelo capacitor C2, conforme mostra a figura 1.

Tornando a modulação suave.

Esses componentes suavizam a modulação e ao mesmo tempo determinam sua profundidade. O leitor pode alterar tanto R2 como R3 para modificar as características do circuito. Apenas não recomendamos diminuir muito o valor de R3 (abaixo de 22 k ?) para não gerar interrupções do som.

O oscilador principal do circuito, que gera o tom de áudio é formado em torno de CI-1b. Sua freqüência é determinada por R4 e C3. Esses são também componentes cujos valores podem ser alterados.

O resultado final é que temos na saída deste oscilador um sinal retangular modulado em freqüência, conforme mostra a figura 2.

A alteração do som é dada pela freqüência.

Aproveitamos então as duas portas NAND do 4093 que sobram para elaborar um amplificador/buffer digital ligando-as em paralelo como inversores. Dessa forma, obtemos um sinal mais intenso para excitar a etapa de saída de potência.

A etapa de saída de potência é formada por transistores complementares que alimentam um alto-falante. Podemos usar transistores de pequena potência se a alimentação for feita com 6 V, mas para uma alimentação com 12 V será necessário usar transistores de potência montados em radiadores de calor.

O alto-falante deve ser de bom rendimento com pelo menos 10 cm de comprimento. Se o circuito for usado no carro, o alto-falante deve ficar em local protegido contra o calor e umidade.

Para uso doméstico deve ser usada uma fonte de alimentação apropriada, normalmente a mesma que alimenta o circuito de alarme. Verifique se ela pode suportar a corrente exigida pelo circuito que é de aproximadamente 400 mA para 6 V e 800 mA para 12 V.

Se o leitor quiser montar uma fonte para uso independente do alarme, na figura 3 temos um circuito bom para essa finalidade.

Sugestão de fonte.

Montagem

Na figura 4 damos o diagrama completo da sirene para alarme.

Diagrama completo da sirene para alarme.

A placa de circuito impresso para implementação do projeto é mostrada na figura 5.

Sugestão da placa de circuito impresso.

Será recomendável usar um soquete DIL para o circuito integrado, facilitando assim a sua montagem e troca. Os transistores devem ser dotados de radiadores de calor se forem os TIP31/32 (alimentação de 12 V).

O desenho da placa de circuito impresso é dado justamente para esses transistores. Para transistores de menor potência com alimentação de 6 V o desenho da placa deve ser modificado pois a disposição de seus terminais é diferente.

A posição de componentes polarizados como os capacitores eletrolíticos deve ser observada pois, se forem invertidos, podem ocorrer problemas de funcionamento.

Prova e Uso

Terminando a montagem e conferindo as posições dos componentes, ligue a sirene numa fonte de alimentação apropriada, observando a polaridade da alimentação.

A sirene deve emitir som imediatamente. Se quiser modificar o som produzido, altere os componentes que indicamos no texto.

Comprovado o funcionamento é só fazer a instalação definitiva. Na figura 6 mostramos como fazer sua conexão ao relé de um sistema de alarme comum.

Usando um relé como sistema de alarme comum.

Se a sirene for instalada longe do relé, use fios grossos para que a resistência desses fios não cause perdas de energia que afetem o rendimento.

Na figura 7 damos uma sugestão de etapa de potência simplificada que utiliza um FET de potência.

Etapa amplificadora simplificada utilizando FET.

Um alarme simples com interruptores tipo "reed" para portas e janelas é mostrado na figura 8.

Alarmes tipo reed.

Para rearmar o alarme uma vez disparado, feche os interruptores sensores disparados, desligue a alimentação e ligue novamente.

Se usar no carro ou moto será importante ligar em série com a alimentação um fusível de 2 A.