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Alarme de passagem - 3 (ART497)

Um projeto muito solicitado pelos nossos leitores é o que detecta a passagem de objetos ou pessoas por um local. Com a passagem de alguém ou algo um alarme dispara e assim permanece por um tempo que pode ser programado entre alguns segundos a diversos minutos. Se o leitor está a procura deste tipo de projeto a versão que damos é sensível e usa componentes comuns de baixo custo.

Descrevemos a montagem de um alarme foto-elétrico de passagem, ou seja, que detecta a passagem de um objeto por um local pela interrupção de um feixe de luz.

Bem ajustado e usando alguns recursos ópticos, o alarme pode proteger corredores, janelas ou outros locais. Outra aplicação para o circuito é na detecção de objetos que eventualmente passem entre os sensores, caso em que encontramos aplicações industriais para o circuito.

A sensibilidade obtida é grande graças ao uso de um LDR como sensor, e a velocidade de resposta relativamente elevada possibilitando a detecção da passagem muito rápida de objetos entre a fonte de luz e o sensor.

O circuito pode funcionar tanto com alimentação de 6 V como 12 V conforme o relé, e seu consumo na condição de espera depende somente da fonte de luz usada. No nosso caso usamos uma pequena lâmpada de 6 ou 12 V, mas nada impede que uma lâmpada ligada à rede de energia seja usada.

Encontramos dois ajustes no projeto. O primeiro permite ajustar a sensibilidade do LDR de acordo com a luz ambiente e a distância que se encontra a lâmpada de referência. O segundo é o ajuste de tempo, que determina por quanto tempo o relé vai permanecer fechado depois da detecção.

 

Como Funciona

O LDR permanece iluminado por uma fonte de luz remota. Se algum objeto ou pessoa interromper a luz que incide sobre o LDR, sua resistência aumenta por um instante e com isso, o transistor Q1 que se encontrava no corte conduz. A corrente de condução em função da resistência do LDR é ajustada em P1. Na figura 1 mostramos como o corte de luz pode ocorrer num alarme.

 

O momento do corte da luz.
O momento do corte da luz.

 

Com a condução de Q1 a tensão no seu coletor cai por um instante fazendo com que o pino 2 seja momentaneamente aterrado via C1. Isso é suficiente para disparar o 555 que se encontra ligado na configuração monoestável.

Com o disparo, a saída do 555 vai ao nível alto por um tempo que vai depender do ajuste de P2 e do valor de C2. Com 100 µF obtemos tempos que podem chegar a um minuto. Se o leitor desejar maiores tempos pode aumentar C2 até 1 000 µF que é um valor razoável.

Ir ao nível alto, significa que a saída do 555 que tinha uma tensão de 0 V passa a apresentar uma tensão praticamente igual a da alimentação usada no circuito, 6 V ou 12 V. Essa tensão é suficiente para saturar o transistor Q2.

Saturado, o transistor aciona o relé ligado em seu coletor, fechando seus contactos. Nos contactos do relé podemos então ligar o dispositivo a ser controlado pela passagem: uma sirene, buzina ou outro dispositivo que pode ter alimentação independente.

Na figura 2 mostramos como podemos ligar ao relé uma campainha alimentada pela rede de energia ou ainda outra carga que será acionada pela passagem.

 

Ligando u a campainha ligada a rede.
Ligando u a campainha ligada a rede.

 

Montagem

O diagrama do Alarme de Passagem é mostrado na figura 3.

 

Diagrama do alarme de passagem.
Diagrama do alarme de passagem.

 

Nessa figura não mostramos a fonte de alimentação, já que ela vai depender do relé usado. Uma sugestão de fonte de alimentação é mostrada na figura 4.

 

Sugestão de uma fonte de alimentação.
Sugestão de uma fonte de alimentação.

 

Se for usada uma lâmpada ligada à rede de energia para iluminar o sensor, o alarme pode ser alimentado por pilhas comuns já que na condição de espera o seu consumo será muito baixo.

A placa de circuito impresso para o alarme é mostrada na figura 5.

 

A placa de circuito impresso do alarme de passagem.
A placa de circuito impresso do alarme de passagem.

 

Essa placa foi desenhada para o caso de ser usado um relé com soquete DIL. Se for usado um relé com base diferente, a placa deve ter seu desenho alterado.

Para o circuito integrado, caso o leitor deseje mais segurança, poderá ser usado um soquete DIL de 8 pinos. É muito importante observar a posição deste componente na montagem.

O LDR é do tipo redondo comum e deve ser montado num tubinho opaco que ficará apontado para a lâmpada, conforme mostra a figura 6.

 

Usando uma lente para aprimorar o foco.
Usando uma lente para aprimorar o foco.

 

Uma possibilidade para se aumentar a sensibilidade do circuito e até evitar que um intruso veja o feixe de luz de proteção consiste em se fechar a lâmpada numa caixinha com um tubo e dotar o LDR de uma lente convergente, conforme mostra a figura 7.

 

Ocultando a fonte de luz.
Ocultando a fonte de luz.

 

Com esse recurso o LDR pode detectar a fonte de luz a vários metros e num feixe bastante estreito. A posição exata do LDR perto do foco da lente deve ser obtida experimentalmente.

A lâmpada usada pode ser de 6 ou 12 V, conforme a tensão de alimentação. Lâmpadas de lanterna ou de carro com correntes de 50 mA a 500 mA podem ser usadas. É claro que, quanto mais potente a lâmpada maior a distância que pode haver até o sensor, mas também teremos um consumo maior.

 

Prova e Uso

Para provar basta alimentar o circuito e iluminar o LDR. O trimpot P2 deve estar na posição de mínima resistência.

Em seguida vá ajustando P1 e ao mesmo tempo fazendo sombra sobre o LDR. No momento do disparo do relé percebemos isso pelo ruído de seus contactos. É claro que o leitor pode ligar uma carga para teste, como mostra a figura 8.

 

Ligando uma carga para teste.
Ligando uma carga para teste.

 

Depois dos ajustes o leitor vai verificar que sempre que fizer sombra no LDR o relé dispara e permanece dessa forma por alguns segundos. Atuando sobre P2 o tempo em que o relé permanece disparado aumenta.

Comprovado o funcionamento, os mesmos ajustes devem ser feitos quando o dispositivo for instalado no local definitivo de proteção.

Na figura 9 mostramos como usar o alarme para proteger uma passagem, disparando um alarme.

 

Como o alarme deve ser instalado.
Como o alarme deve ser instalado.

 

 

Semicondutores:

CI-1 - 555 - circuito integrado

Q1, Q2 - BC548 ou equivalente - transistores NPN de uso geral

D1 - 1N4148 - diodo de uso geral

 

Resistores: (1/8 W, 5%)

R1, R4 - 10 k ? - marrom, preto, laranja

R2 - 22 k ? - vermelho, vermelho, laranja

R3 - 47 k ? - amarelo, violeta, laranja

R5 - 1 k ? - marrom, preto, vermelho

P1, P2 - 1M ? - trimpots

LDR - foto-resistor redondo comum

 

Capacitores: (qualquer tensão a partir de 12 V)

C1 - 10 µF - eletrolítico

C2, C3 - 100 µF - eletrolítico

 

Diversos:

X1 - Lâmpada de 6 ou 12 V - ver texto

K1 - 6 ou 12 V x 50 mA - relé sensível

Placa de circuito impresso, fonte de alimentação, fios, solda, etc.

 

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