Alarme sem fio via rede (ART1679)

Escrito por Newton C Braga

Este alarme envia um sinal via rede de energia para um receptor remoto, avisando quando um dos sensores é violado. O circuito opera bem em locais que não tenham muita interferência e seu alcance se limita a uma mesma residência ou instalação comercial.

A idéia deste alarme é aproveitada em outros aparelhos como intercomunicadores via rede e transmissores de som remoto.

O que fazemos é enviar pela rede de energia uma portadora de alta frequência modulada com a informação desejada.

Esta portadora no nosso caso tem uma frequência de aproximadamente 40 Hz, sendo detectada por um receptor PLL para disparar o alarme.

Assim, quando um dos sensores do alarme é disparado a portadora é transmitida e ao ser detectada no receptor, dispara um alarme.

Pela baixa frequência de operação o circuito é simples, não necessitando de componentes especiais.

O circuito possui uma temporização de modo que, ao ser disparado, o alarme controlado pelo relé permanece soando por aproximadamente10 minutos.

Outra característica do alarme é que ele pode operar com um número ilimitado de sensores de diversos tipos.

 

Como Funciona

Na figura 1 temos o diagrama de blocos com as diversas funções da etapa transmissora.

 

Figura 1- Diagrama de blocos do circuito transmissor
Figura 1- Diagrama de blocos do circuito transmissor

 

Na entrada do circuito temos um bloco de sensores com disparo temporizado utilizando o circuito integrado 555.

Os sensores, conforme mostra a figura 2 podem ser diversos tipos.

 

Figura 2 – Os sensores utilizados
Figura 2 – Os sensores utilizados

 

Podemos usar sensores NF, sensores de interrupção, LDRs e sensores do tipo normalmente aberto (NA) em qualquer quantidade.

Os sensores disparam o timer que, por sua vez ativa o bloco gerador do sinal de alta frequência, utilizando um outro circuito integrado 555.

Como o sinal do 555 tem intensidade insuficiente para se obter um bom alcance numa transmissão via rede, temos uma etapa comum transistor de potência.

Esta etapa aplica o sinal à rede de alimentação do local em que o aparelho é instalado.

Para receber o sinal temos um receptor cujo diagrama de blocos é mostrado na figura 3.

 

Figura 3 – Diagrama de blocos do receptor
Figura 3 – Diagrama de blocos do receptor

 

Através de dois capacitores, o sinal de alta frequência do alarme é aplicado a um filtro passa-altas.

Passa para o bloco seguinte, o disparador, apenas a componente de alta frequência que é emitida pelo transmissor.

Esta componente dispara então o relé que controla o sistema externo de aviso.

Na figura 4 temos o ponto de ajuste do disparador para que ele opere apenas com os sinais do transmissor.

 

Figura 4 – O ajuste do sistema de disparo
Figura 4 – O ajuste do sistema de disparo

 

Este é o único ajuste crítico do aparelho, o qual depende da distância entre as estações e do nível de ruído no local.

Na figura 5 temos um oscilador simples de aviso que alimenta um alto-falante com um sinal contínuo forte ao ser disparado.

 

Figura 5 – Sirene simples sem modulação
Figura 5 – Sirene simples sem modulação

 

A frequência do sinal produzido deve ser ajustada no trimpot e o transistor TIP41 deve ser montado em dissipador de calor.

 

Montagem

Na figura 6 temos o diagrama completo do transmissor.

 

Figura 6 – Transmissor do alarme sem fio via rede
Figura 6 – Transmissor do alarme sem fio via rede

 

A placa de circuito impresso para o transmissor é dada na figura 7.

 

Figura 7 – Placa para o transmissor do alarme
Figura 7 – Placa para o transmissor do alarme

 

 

O diagrama completo do receptor de alarme sem fio via rede é dada na figura 8.

 

Figura 8 – Diagrama do receptor do alarme
Figura 8 – Diagrama do receptor do alarme

 

Para a montagem do receptor em placa de circuito impresso, sugerimos a disposição de componentes mostrada na figura 9.

 

Figura 9 – Placa para o receptor
Figura 9 – Placa para o receptor

 

 

Na montagem é importante observar alguns cuidados importantes como:

A posição de circuitos integrados e transistores assim como a polaridade de diodos e capacitores eletrolíticos devem ser observadas.

Os capacitores eletrolíticos têm tensão de trabalho de 16 V ou mais e os resistores são de 1/8 W com qualquer tolerância.

Transistores de potência e circuitos integrados reguladores de tensão das fontes devem ser dotados de dissipadores de calor.

C1 e C2 do transmissor e do receptor devem ser de poliéster com tensão de trabalho de pelo menos 400 V.

Os transformadores devem ter enrolamentos primários de acordo com a rede de energia e secundários de 12 + 12 v com pelo menos 500 mA de corrente.

O relé é de 12 V do tipo DIL com corrente de bobina de 50 mA.

Para provar o sistema, ligue o receptor e o transmissor na mesma tomada, através de um adaptador múltiplo.

Coloque P1 do transmissor na posição de tempo mínimo, ou seja, mínima resistência.

Vá disparando o alarme tocando com um fio entre os A e B e ajustando P1 para que o relé dispare.

Comprovado o funcionamento é só fazer a instalação definitiva do alarme.

Na figura 10 temos uma sugestão de sistema de proteção para uma residência pequena.

 

Figura 10 – Instalando o alarme
Figura 10 – Instalando o alarme

 

Se o local em que for instalado o transmissor for alimentado por fase diferente da alimentada pelo receptor, pode ser necessário acoplar as duas fases no relógio de entrada da instalação.

Isso é feito com o uso de um capacitor de 100 nF x 600 V de poliéster ligado entre as fases, conforme mostra a figura 11.

 

Figura 11
Figura 11

 

 

a)Transmissor

CI-1, CI-2 – 555 – circuitos integrados

CI-3 – 7812 – circuito integrado

Q1 – BC548 – transistor NPN de uso geral

Q2 – TIP31 – transistor NPN de potência

D1, D2 – 1N4002 – diodos retificadores

F1 – Fusível de 1 A

S1 – Interruptor simples

P1 – 100k Ω – trimpot

T1 – Transformador – ver texto

C1, C2 – 10 nF x 400 V – capacitores de poliéster

C3 – 1 000 µF x 25 V – capacitor eletrolítico

C4 – 100 µF – capacitor eletrolítico

C5 – 100 nF –capacitor cerâmico ou poliéster

C6 – 100 µF – capacitor eletrolítico

C7 – 2n2 – capacitor cerâmico

R1, R8 – 1 k Ω – resistores – marrom, preto, vermelho

R2, R5 – 10 k Ω – resistores – marrom, preto, laranja

R3 – 22 k Ω – resistor – vermelho, vermelho, laranja

R4 – 47 k Ω – amarelo, violeta, laranja

R6, R7 – 4k7 Ω – resistores – amarelo, violeta, vermelho

R8 – 100 Ω x 2 W – resistor – marrom, preto, marrom

 

Diversos:

Placa de circuito impresso, terminais para os sensores, caixa para montagem, fios, cabo de força, suporte de fusível, solda, etc.

 

b) Receptor

CI-1 – 7812 – circuito integrado

CI-2 – 741- circuito integrado

Q1 – BC548 – transistor NPN de uso geral

Q2 – BC558 – transistor PNP de uso geral

D1, D2 – 1N4002 – diodos retificadores

D3, D4, D6 – 1N34 ou 1N60 – diodos de germânio

D5 – 1N4148 – diodo de uso geral

K1 – Relé de 12 V sensível

P1 – 1 A - fusível

S1 – Interruptor simples

T1 – Transformador – ver texto

C1, C2 – 10 nF x 400 V – capacitores de poliéster

C3, C4 – 10 nF – capacitores de poliéster

C5 – 22 nF – capacitor cerâmico ou poliéster

C6 – 470 nF – capacitor cerâmico ou poliéster

C7 – 10 µF – capacitor eletrolítico

C8 – 1 000 µF x 25 V – capacitor eletrolítico

C9 – 100 µF – capacitor eletrolítico

R1 – 56 k Ω –resistor – verde, azul, laranja

R2 – 82 k Ω – resistor – cinza, vermelho, laranja

R3 – 330 k Ω – resistor – laranja, laranja, amarelo

R4 – 33 k Ω – resistor – laranja, laranja, laranja

R5 – 100 k Ω – resistor – marrom, preto, amarelo

R6, R9 – 1 k Ω – resistores – marrom, preto, vermelho

R7, R10 – 4k7 Ω – resistores – amarelo, violeta, vermelho

R8 – 1 M Ω – resistor –marrom, preto, verde

R11 – 2k2 Ω – resistor – vermelho, vermelho, vermelho

R12 – 2M2 Ω – resistor – vermelho, vermelho, verde

 

Diversos:

Placa de circuito impresso, caixa para montagem, cabo de força, suporte para o fusível, terminais para ligação do alarme, fios, solda, etc.