Alarme de passagem (ART348)

Escrito por Newton C Braga

Este circuito, muito sensível, utiliza por base um circuito integrado TLC555 que é a versão CMOS do conhecido timer 555. Com a sensibilidade dos circuitos integrados CMOS, o TLC555 pode ser excitado diretamente por foto-diodos ou foto-transistores, caracterizando-se por uma baixíssima corrente de repouso. O alarme descrito, pode ser usado no lar e em outros locais, mostrando toda a versatilidade deste circuito integrado.

 

Num alarme de passagem mantém-se um sensor (que pode ser um foto-diodo ou foto-transistor) constantemente iluminado. Se o sensor deixar de receber luz, mesmo que por uma fração de segundo, com a passagem de alguém diante dele, ocorre o disparo.

A fonte de luz pode ser artificial ou natural e a capacidade de detecção (alcance) depende de diversos fatores.

No nosso projeto, o disparo é temporizado, o que significa que a carga (alarme) pode ficar acionado por intervalos de tempo fixos (independem do tempo de passagem) e estes tempos podem ser ajustados entre alguns segundos até mais de meia hora.

A carga depende do relé e a versão básica prevê uma corrente máxima de 2 ampères. No entanto, se precisarmos controlar cargas de maior corrente o relé original pode ser substituído por um G1RC1 (6V) ou G1RC2 (12V) que pode controlar até 10 ampères.

Como o circuito tem um consumo extremamente baixo na condição de espera (relé desativado), da ordem de 0,2 mA, ele pode ficar permanentemente ligado, mesmo utilizando-se pilhas ou bateria como fonte de alimentação.

Com a utilização de uma lente convergente diante do foto-sensor, o alcance e a diretividade do sistema são melhorados, protegendo-se assim uma grande área com o circuito, conforme mostra a figura 1.

 

Com uma lente o alcance é aumentado.
Com uma lente o alcance é aumentado.

 

O uso de espelhos também permite que diversas entradas ou passagens sejam protegidas simultaneamente com um único sistema, conforme sugere a figura 2.

 

Protegendo 3 passagens (A, B e C) com o uso de espelhos.
Protegendo 3 passagens (A, B e C) com o uso de espelhos.

 

Características:

* Tensão de alimentação: 6 ou 12 VDC

* Corrente em repouso: 200 uA (tip)

* Corrente com o relé acionado: 100 mA (6V) ou 45 mA (12V)

* Temporização: 1 segundo à meia hora

* Carga máxima controlada: 2 ampères

 

COMO FUNCIONA

O circuito integrado TLC555 consiste na versão CMOS do conhecido timer (temporizador) 555. A versão CMOS da Texas Instruments se caracteriza por ter uma elevadíssima impedância de entrada de disparo, o que possibilita a conexão direta de sensores de alta impedância como foto-diodos ou foto-transistores.

No nosso projeto, o TLC555 (que neste circuito não deve ser substituído pelo como 555) é ligado como monoestável, onde o tempo de saída alta é determinado pelo ajuste de P2 e pelo capacitor C1.

Como o foto-transistor iluminado e ajustando-se P1 para o limiar do disparo, mantém-se a entrada de CI-1 positiva o suficiente para que o monoestável fique na condição de espera. Se a luz sobre o foto-sensor for interrompida, mesmo que por uma fração de segundo, a tensão no pino 2 de disparo do CI-1 cai o suficiente para levá-lo à comutação.

Sua saída passa então para o nível alto, saturando o transistor Q1 que tem por carga de coletor o relé. O relé fecha seus contactos e a carga é alimentada.

O tempo em que a saída do TLC555 se mantém no nível alto é determinado pelo valor de C1 e também pelos ajuste de P1 podendo ficar entre alguns segundos até mais de meia hora, dependendo da qualidade do capacitor usado.

No final da temporização o relé desativa e o circuito volta à condição de espera, com um baixo consumo.

 

MONTAGEM

Na figura 3 temos o diagrama completo do alarme de passagem.

 

Diagrama completo do alarme
Diagrama completo do alarme

 

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 4.

 

Placa de circuito impresso.
Placa de circuito impresso.

 

Para o circuito integrado e para o relé do tipo MCH2RC1 (6V) ou MCH2RC2 (12V) ou equivalentes com base DIL, sugerimos o uso de soquetes. O transistor e o diodo admitem equivalentes.

Como sensor podemos usar qualquer foto-transistor ou foto-diodo sensível. Até mesmo um transistor de potência como o 2N3055 com a cobertura do invólucro retirada e expondo-se as junções à luz pode funcionar bem neste circuito.

Os resistores são de 1/8W com 5% ou mais de tolerância e os capacitores eletrolíticos devem ter uma tensão de trabalho maior do que a usada na alimentação.

A fonte de luz para iluminar o sensor pode ser natural ou então uma lâmpada incandescente comum de 5 a 40 watts em local que não possa ser percebida de modo a não despertar suspeitas sobre a presença do alarme.

Outra possibilidade é usar a própria lâmpada do teto, conforme mostra a figura 5.

 

Usando o alarme com a lâmpada do teto.
Usando o alarme com a lâmpada do teto.

 

PROVA E USO

Para provar o aparelho basta alimentá-lo e colocar o potenciômetro P2 na posição de menor temporização (menor resistência). Exponha o sensor FT1 à luz e ajuste vagarosamente P1 até conseguir o disparo. Volte um pouco o ajuste, bem devagar para dar tempo ao relé de desarmar, até obter o limiar do disparo ou ponto de maior sensibilidade.

Passando a mão diante do sensor de modo a cortar a luz, deve ocorrer o disparo.

Comprovado o funcionamento, proceda à instalação refazendo o ajuste para o local, levando P1 para a posição de máxima sensibilidade. Somente depois, ajuste P2 para obter a temporização desejada.

Ligue nos contactos do relé a carga a ser acionada, como por exemplo uma sirene ou uma cigarra.

 


Semicondutores:

CI-1 - TLC555 - circuito integrado CMOS

Q1 - BC548 ou equivalente - transistor NPN de uso geral

FT1 - Foto-transistor ou foto-diodo, qualquer tipo

D1 - 1N4148 ou equivalente - diodo de uso geral


Resistores: (1/8W, 5%)

R1, R2 - 10 k ? - marrom, preto, laranja
P1, P2 - 2,2 M ? - trimpots (ou potenciômetros)


Capacitores:

C1 - 1 000 uF/12V - eletrolítico

C2 - 100 uF/12V - eletrolítico


Diversos:

K1 - MCH2RC1 (6V) ou MCH2RC2 (12V) - relés herméticos ou equivalentes para 6 ou 12V

Placa de circuito impresso, soquetes para o circuito integrado e relé, caixa para montagem, suporte de pilhas ou fonte de alimentação de 6 ou 12V conforme relé usado, solda, fios, etc.