Controles Codificados (ART501)

Um tipo de controle remoto muito usado em sistemas de abertura de portas de garagem e outros automatismos que sejam sensíveis à invasão indesejada é o que faz uso de codificações. Existem diversas técnicas para isso e neste artigo vamos explicar como elas funcionam.

Seria muito simples entrar de forma indevida num prédio apenas determinando-se qual é a freqüência que usa um sistema de controle remoto da porta. Bastaria apenas montar um transmissor que operasse na mesma freqüência e pronto.

Mesmo, sem conhecer a freqüência bastaria ter um circuito de sintonia e ir experimentando até que o portão se abrisse, conforme mostra a figura 1.

 

Encontrando a freqüência do portão.
Encontrando a freqüência do portão.

 

Para se evitar que isso ocorra, os controles remotos que são usados em aberturas de portas de garagem e outras aplicações sensíveis são codificados. A codificação envolve uma quantidade tão grande de combinações que é praticamente impossível que um aparelho montado aleatoriamente faça seu acionamento.

Mesmo os aparelhos do mesmo tipo, não terão a possibilidade de fazer o acionamento a não ser que sejam programados com a mesma combinação ou senha.

Existem diversas tecnologias que permitem a elaboração de sistemas de controle remoto codificados. Vamos analisar algumas.

 

Codificação Por Tom

Este sistema foi muito utilizados nos primeiros equipamentos de rádio-chamada "pagers" como o "bip" usado no Brasil há algumas décadas atrás.

O receptor é dotado de três filtros de áudio ajustados para freqüências diferentes e ligados num circuito lógico de reconhecimento. Quando o transmissor precisa contatar aquele receptor específico (já que todos os aparelhos da rede estão sintonizados na mesma freqüência), ele emite três tons seqüenciais que correspondem ao aparelho que deve ser chamado, conforme mostra a figura 2.

 

Emitindo os três tons.
Emitindo os três tons.

 

Com três tons numa ampla faixa de áudio podem ser obtidas centenas de combinações o que não só permite que muitos aparelhos estejam em funcionamento como torna muito difícil que alguém localize a sua combinação e envie uma mensagem indevidamente.

Nos primeiros aparelhos, feita a chamada o aparelho simplesmente "bipava" o que significava que alguém estava tentando entrar em contacto com o seu portador. Ele deveria procurar o telefone mais próximo e contatar a central para receber a mensagem completa.

O sistema foi aperfeiçoado com a inclusão da própria mensagem que aparecia num mostrador do aparelho.

Hoje as tecnologias de modulação e codificação digital permitem a elaboração de sistemas muito mais elaborados com codificações praticamente à prova de invasão.

Para os sistemas de controle remoto, a idéia de codificação por tons em seqüência é interessante e pode ser elaborada com base em circuitos integrados que já analisamos nesta seção. Um deles é o PLL 567 de que já falamos em outras oportunidades para ser usado em sistemas de controle remoto multicanal.

Conforme mostra a figura 3, podemos ligar este circuito integrado de modo a reconhecer um tom de determinada freqüência e a partir dele acionar uma carga (relé, solenóide ou outro circuito).

 

Após reconhecer a frequência o acionamento da carga.
Após reconhecer a frequência o acionamento da carga.

 

Para termos o acionamento seqüência, a configuração é um pouco diferente. Para entendermos como isso é possível vamos partir de um circuito prático tomado como exemplo, mostrado na figura 4.

 

Circuito de exemplo.
Circuito de exemplo.

 

A alimentação destes circuitos deve ser feita com tensões de 6 a 9 V, já que a tensão máxima de operação do PLL NE567 é 10 V. Lembramos também que no reconhecimento do tom, a saída do 567 vai ao nível baixo.

Neste circuito cada um dos PLLs é sintonizado para uma das duas freqüências que devem ser transmitidas seqüencialmente.

No circuito (a) o capacitor C3 do primeiro reconhecedor de tom deve ser um pouco maior que o mesmo capacitor do segundo circuito de tom. Isso é necessário para que a saída do circuito se mantenha no nível baixo por mais tempo para que, quando a saída do segundo circuito for ao nível baixo, a porta NOR possa ter a informação de que as duas entradas estão no nível baixo. Veja que isso exige que a ordem dos tons sejam mantida, pois se for invertida o circuito não reconhecerá isso. O mesmo processo pode ser expandido para três ou mais tons.

Com 5 tons diferentes, por exemplo, podemos ter 25 combinações diferentes para o acionamento o que torna bastante difícil alguém encontrar a "chave" para uma abertura de portas, por exemplo.

O circuito mostrado em (b) elimina a necessidade da porta lógica NOR. Isso é conseguido através de um diodo que habilita o segundo reconhecedor de tom quando o primeiro recebe o tom correto. Neste caso também, uma inversão da seqüência dos tons não provocará seu acionamento.

 

Codificação Digital

A codificação digital pode ser feita de diversas formas. Uma delas consiste em se enviar um valor codificado conforme mostra a figura 5.

 

Enviando o sinal digitalmente.
Enviando o sinal digitalmente.

 

Esse valor representa então o código de acionamento do sistema remoto e tanto mais dígitos ele contenha, maior será a quantidade de combinações possíveis.

No entanto, para um circuito prático que use uma codificação digital deve ser usada uma configuração relativamente complexa.

Uma possibilidade interessante consiste em se utilizar circuito integrados especiais que são especialmente fabricados para se implementar sistemas de controle remoto codificados digitalmente.

A Motorola tem na sua linha de produtos um par de circuitos integrados "casados" especialmente projetados para esta aplicação e que são muito usados em sistemas de abertura de portões de garagem pela sua eficiência e enorme número de combinações que admitem.

Falamos dos circuitos integrados MC145026 e MC145027 cujas pinagens são mostradas na figura 6.

 

O par de CI para a abertura de portões.
O par de CI para a abertura de portões.

 

O MC145026 é o codificador que possui 9 entradas de programação da senha que podem ficar no nível baixo (0), nível alto (1) ou abertas. Isso nos leva a 39 = 19 683 combinações diferentes. O circuito também possui 4 entradas para transmissão de dados binários que podem ser usadas num sistema multi-canal.

A combinação de níveis lógicos aplicada a estas entradas aparece na saída do decodificador quando a combinação (senha) é reconhecida.

O MC145027 é o decodificador devendo ser ajustado para responder ao mesmo código programado no codificador. O envio dos sinais entre os dois pode ser feito através de fio, rádio ou radiação infravermelha dependendo da aplicação.

Na figura 7 temos um circuito típico de aplicação do par.

 

A aplicação típica do codificador e decodificador.
A aplicação típica do codificador e decodificador.

 

Um ponto muito importante na utilização do par de Cis nos projetos de controle remoto é garantir-se que haja um perfeito sincronismo entre eles. Assim, os capacitores e os resistores que formam as redes de temporização dos dois circuitos são críticos e normalmente a eles se deve as eventuais falhas de funcionamento.

Também, na escolha desses componentes deve ser levada em conta a taxa máxima de transmissão dos sinais admitidas pelo sistema transmissor e receptor. Se uma modulação muito rápida for feita, o transmissor não consegue transmitir os códigos e evidentemente o receptor não consegue recebê-los.

Para os valores dos componentes mostrados no circuito, a taxa de transmissão dos sinais ocorre numa freqüência de 21,5 kHz o que garante o funcionamento normal da maioria dos sistemas comuns de controle remoto.

Informações sobre este par de circuitos integrados, com projetos podem ser obtidas na seção de data sheets do site.

 

Conclusão

Os controles remotos codificados são a solução ideal para sistemas que possam estar sujeitos à invasões, como a abertura de portões de garagem. Para esses o melhor é usar circuitos integrados dedicados como o par que descrevemos neste artigo.

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