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Montajes de Circuitos y Sistemas de Alarma Este capítulo, el más extenso, está destinado a darle una serie de circuitos para alarmas con todo lo que necesita para su montaje y puesta a punto. Dichos circuitos son sólo algunos de los muchos que pueden construirse para diferentes aplicaciones. Si Ud. ha comprado este libro y no encuentra un circuito que esté precisando, diríjase a Editorial Quark (vea la página 1 de este libro) y con gusto trataremos de brindarle mayor bibliografía.

1) Sistema de Alarma con Detector de Intrusos Infrarrojo y Comando Electrónico Remoto Hoy se habla mucho de la "Casa Inteligente", que contaría con un cierto número de dispositivos electrónicos interconectados a fin de permitir la realización de algunas operaciones específicas internas y externas de modo automático. Puede citarse, por ejemplo, la incorporación de sistemas de iluminación de emergencia que serían accionados sólo si hubiera personas presentes en el lugar al producirse la oscuridad, sistemas de apertura de puertas y registro de entrada de personas, grabación de conversaciones en lugares aislados o atención automática de teléfonos y puertas de entrada, incluido en esta red el sistema de seguridad. El circuito que presentamos se basa en la detección por infrarrojo pero, más que eso, posee recursos que permiten su interconexión con varios otros dispositivos que se encuentran en la casa y que la volverán mucho más segura. Como el interfaseado de estos dispositivos puede seguir un control central lógico, que incluso puede efectuarlo un microcontrolador, no es exagerado decir que se trata de un sistema "inteligente", ya que, en función de datos de los sensores, puede tomar decisiones pre-programadas. El circuito prevé un sistema de sensores único por infrarrojo que se hará en un pasaje principal, pero están previstas entradas para interfaseado con otras alarmas. Posee un simulador de presencia que, en este caso, tendrá 4 salidas programables, pero que pueden ampliarse. Dos de las salidas son con temporización propia, y las otras ALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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dos serán biestables con ciclos determinados por el simulador. Un sistema de pánico vía red permite disparar la alarma por dispositivos portátiles que estarán conectados a la red de energía por donde se propaga la señal de comando. Este dispositivo resulta interesante en caso de asalto, pues una unidad dejada en el cuarto de baño (donde las personas pueden ser encerradas) permite el disparo remoto del aparato. Además, posee un sistema que mantiene la alarma en funcionamiento en casos en los que se produzca el corte de energía de la red. Una batería en carga constante se utiliza para esta finalidad. En suma, las diversas entradas y salidas, permiten tanto la inhabilitación de la alarma por medio de comandos externos como el control de diferentes dispositivos adicionales. Las características generales las podemos resumir en el siguiente listado: * * * * * * *

Tensión de Alimentación: 220V Tensión para el sector de baja potencia: 12V (batería) Alcance del sistema infrarrojo: 10m (típ) Cargas máximas controladas: 10A Ciclo máximo del Simulador: 12 horas Temporización de módulos: 1 hora (máximo) Frecuencia del control remoto vía red: 20kHz a 100kHz

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Figura 1

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* Número de sensores: ilimitado * Tipo de detección en el sistema infrarrojo: PLL * Tipo de detección en el sistema de control remoto: PLL La figura 1 muestra un diagrama en bloques que representa nuestro sistema de alarma infrarroja inteligente. Comenzaremos por el bloque I, que consiste en un emisor infrarrojo de buena potencia, que tiene un ciclo activo pequeño a fin de obtenerse mayor rendimiento. Este circuito se alimenta a través de la red de energía, pero puede preverse un sistema que coloque una batería en acción, en caso de corte de energía. La frecuencia de este circuito es fija y depende básicamente de C2, cuyo valor estará entre 2,2nF y 10nF, caso en que las oscilaciones se mantendrán entre 5kHz y 50kHz típicamente. La señal emitida por este bloque es captada por un fotodiodo conectado a un circuito amplificador de alta ganancia con base en un comparador doble de tensión LM193 o equivalente. Amplificada, la señal va hacia la entrada de un filtro PLL (bloque II) que hace su reconocimiento. La sintonía de este bloque se hace mediante P1, y cuando la señal "atraca" la salida (pin 8 del 567) va al nivel bajo y mantiene encendido el LED1 En estas condiciones se deben posicionar el emisor y el receptor y ajustar P1 para obtener el encendido del LED, lo que indica la operación de protección infrarroja. Si un intruso cortara la banda de infrarrojo, el circuito "desatraca" y la salida del 567 va momentáneamente al nivel alto y satura el transistor Q1 que, a su vez, dispara el monoestable del bloque III. El tiempo de este bloque se ajusta en P2 y va a determinar el funcionamiento de una sirena externa u otro dispositivo que deba ser activado. Una lámpara o foco pueden ser accionados paralelamente de modo de alertar la vecindad también por la luz. El relé utilizado en este bloque IV de accionamiento tiene os para 10A. Los os del relé también pueden utilizarse para activar un sistema que realice operaciones en secuencia (simulador), como por ejemplo: tocar una sirena, discar un número telefónico, encender una luz, hacer funcionar en parlantes una grabación de alerta, etc. Paralelamente, tenemos uno o más trasmisores de pánico o emergencia, conectados a sensores remotos que envían señales vía red de energía en frecuencia entre 20kHz y 100kHz. Uno de los trasmisores está representado por el bloque VI y ALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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puede utilizarse en una situación de emergencia para disparar todo el sistema y actuar sobre el monoestable III. La señal que dispara el monoestable del bloque III también dispara un monoestable de tiempo más breve, representado por el bloque VIII, cuya finalidad es cambiar el estado de un biestable (bloque IX) que tiene por base un 4013. No se utiliza directamente el pulso largo del monoestable para esta finalidad, a fin de evitar el redisparo en el descenso del pulso luego de la temporización larga. Con el disparo, el biestable traba un relé y, al mismo tiempo, realimenta el monoestable del bloque VIII de modo de impedir que éste acepte un nuevo comando en el caso de que se produzca un nuevo pulso, por ejemplo un nuevo pasaje del intruso por el frente del sensor. Así, el biestable acciona el bloque X, que tiene un relé capaz de activar una carga externa que quedará a elección del , como por ejemplo un automatismo para la realización de determinado número de operaciones. Al mismo tiempo, el biestable habilita un oscilador (astable) con base en un 555, que es el clock del simulador de presencia (bloque XI). Las señales de este clock, cuya frecuencia depende del ajuste de P4, actúan sobre el bloque XII, que es un secuenciador con base en el circuito integrado 4017. La red formada por C16 y R16 garantizan que el conteo del 4017, en el momento en que la alimentación es establecida, parta de la primera salida. Así, sucesivamente, las salidas de S1 a S10 van pasando al nivel alto para controlar los automatismos externos del simulador de presencia. Como a estas salidas se accede a través de slots, el puede utilizar cuántas desee y con la programación independiente que necesite. En estos módulos, representados por el bloque XIII, tendremos circuitos de accionamiento de cargas tanto del tipo monoestable, con tiempo programado entre algunos segundos y cerca de 1 hora, y biestables. En la alimentación tenemos un bloque de temporización de salida representado por XIV, que consiste en un monoestable disparado por un reed-switch oculto, por control remoto o de otra forma. Este bloque inhabilita la alarma durante cierto tiempo,así da el tiempo que el necesita para salir de su casa o entrar y desactivar el sistema. La fuente de alimentación se observa en el bloque XV y, como todos los circuitos, es de bajo consumo, es suficiente una co-

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Figura 2

Figura 3

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rriente de 1A en el caso de que no sean alimentados más de 6 relés en los bloques XVIII. Además, tenemos un cargador automático (opcional) en el bloque XVI y una sirena representada por el bloque XVII, cuyo circuito sugerido produce un tono de buena potencia a partir de una configuración común con FET de potencia en la salida. Muchos de los bloques indicados pueden suprimirse o duplicarse, en función de la aplicación. En la figura 2 aparece el diagrama de la unidad trasmisora de infrarrojos, con su fuente a partir de la red de energía. La figura 3 muestra la disposición de los componentes en una placa de circuito impreso. La frecuencia es fija y depende de C2, que puede tener valores entre 2,2nF y 10nF. Este capacitor puede ser cerámico o de poliéster. La alimentación proviene de un transformador de 6+6V con 500mA y primario según la red local. Puede usarse cualquier LED infrarrojo y para el transistor recomendamos la utilización de un pequeño disipador de calor. Los LEDs deben quedar apuntados hacia el receptor, no habiendo necesidad de ningún sistema óptico adicional. El siguiente diagrama que presentaremos es el del trasmisor vía red y que puede observarse en la figura 4. En la figura 5 aparece la disposi-


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ción de los componentes en una placa de circuito impreso. El transistor TIP42C deberá estar dotado de un disipador de calor razonable, dada la potencia de operación. Para el CI recomendamos la utilización de un zócalo DIL. El resistor R4 Figura 5 es de alambre de 5W. Los capacitores C1 y C2 deberán ser de poliéster, con una tensión mínima de trabajo de 16V o más. Para la aplicación como trasmisor de "pánico" para disparo remoto, se emplea un interruptor de presión para operar como unidad de sensores remotos. El pin 4 del CI1 puede utilizarse para habilitación, recordando que el circuito se mantiene inactivo con este punto en el nivel bajo y emite la señal con éste en el nivel alto. Conectado a una red sin energía, el circuito también puede enviar la señal hacia una estación remota alimentada por batería, usará para eso una alimentación propia por medio de 4 ó 6 pilas medianas. Finalmente, llegamos al diagrama de la unidad, el que se muestra en la figura 6. En la figura 7 se observa la placa de circuito impreso para esta unidad. Todos los CIs, excepto CI9, deben montarse en zócalos DIL de acuerdo al número de pines de cada componente. CI9 deberá

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Figura 4


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Figura 6


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tener un buen disipador de calor. Los transistores y diodos iten equivalentes y FD puede ser cualquier fotodiodo sensible o un fototransistor. Dependiendo del lugar donde será instalado, puede resultar necesario montar este componente en un pequeño tubo con lente, de modo de obtenerse mayor sensibilidad. Los capacitores C7 y C8 deben ser de poliéster con una tensión mínima de trabajo de 400V. T2 es un transformador de 9+9V o 12+12V x 1A de corriente y con primario de acuerdo con la red local. T1 es un transformador con relación de espiras 1:1, y, eventualmente, podrá ser arrollado por el montador, ya que no es crí-

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Figura 7A


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tico, necesitará para hacerlo un bastón de ferrite donde arrollar 200 espiras en cada bobinado, uno sobre otro, utilizará alambre 32AWG, o más fino, lo que no es preciso efectuar muy ordenadamente. ALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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Los relés iten equivalentes, se necesita sólo una eventual alteración del lay-out de la placa, según su base. Los ajustes pueden hacerse con trimpots, pero, si se desea un más fácil en un de control, pueden utilizarse potenciómetros comunes. Para la conexión de las unidades de simulación se recomienda el uso de slots: pueden emplearse conectores lineales de 12 terminales, como lo indicado en el diseño de la placa, o según la disponibilidad del montador, con las debidas alteraciones en el diseño. Como se tiene dos relés por placa, el número de conectores dependerá del número de circuitos externos que serán controlados. A continuación, pasaremos a los bloques "externos" de la figura 8, que tiene, en primer lugar, el módulo de simulador de presencia en la versión monoestable con CIs del tipo 555. En la figura 9 se observa el diseño de la placa de circuito impreso para la confección de este módulo. Los puntos donde están los diodos marcados son los puntos de programación, recordamos que en la ida de cada línea al nivel alto se produce el disparo del 555. Así, elegiremos las líneas en secuencia para co-

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Figura 8


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Figura 9

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nectar los diodos en los puntos correspondientes y su cantidad es ilimitada. La carga controlada va a depender del relé, y el ajuste de tiempo en que la carga se activa se hace en P1. Para utilizar otros relés, en algunos casos es necesario alterar el diseño de la placa. Para una placa que tenga accionamiento directo por el nivel de las líneas de salida de CI8, tenemos el diagrama que aparece en la figura 10. La figura 11 muestra la placa de circuito impreso correspondiente para dos canales. Los relés y transistores iten equivalentes, y los diodos serán los que determinen la programación. En principio, mediante el análisis del modo de funcionamiento, el lector no tendrá dificultades en experimentar el circuito para verificar todas sus etapas. Queda por ver ahora, el cargador de batería y también una si-


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rena potente, que completarían la alarma, si bien para esto existen muchas alternativas que no impedirían el funcionamiento de la alarma.

Cargador de Batería Para operación constante, incluso en caso de corte de energía, tenemos un circuito cargador para una batería de 12V, que se muestra en la figura 12. La disposición de los componentes en una placa de circuito impreso se muestra en la figura número 13. Este circuito mantiene una batería en carga constante, que la conecta con la alarma en caso de corte de energía. El circuito debe prever que el emisor infrarrojo también sea alimentado por la batería en caso de corte, o bien debe ser desconectada su entrada para el disparo para inhibirla El transformador tiene bobinado primario de acuerdo con la red local y secundario de

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Figura 10 Figura 11


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12+12V con por lo menos 300mA de corriente. Los diodos iten equivalentes, y el resistor R1 debe ser obligatoriamente de alambre. Su valor puede ser aumentado a 470Ω si deseamos una carga más lenta o si la batería usada fuera de menor capacidad (moto, por ejemplo). El relé ite equivalentes, pero si la disposición de sus pines fuera diferente deben hacerse alteraciones en el lay-out de la placa de circuito impreso.

Figura 12

Sirena

Figura 13 Figura 14


El circuito dado, cuyo diagrama se muestra en la figura 14, es el de una sirena potente para el sistema de alarma. La disposición de los componentes de esta sirena en una placa de circuito impreso aparece en la figura 15. Este circuito produce un tono modulado en frecuencia

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de gran intensidad en un parlante de buen rendimiento. El FET de potencia ite equivalentes, y debe ser montado en un buen disipador de calor. En verdad, con un poco menos de rendimiento se puede usar un Darlington NPN de potencia como el TIP110. En el punto X (hab), que corresponde al pin 4 de cada CI, tenemos la habilitación de la sirena. Este punto puede ser usado como parte de un sistema inteligente de inhibición. Algunas alteraciones en R1 y R2 permiten cambiar la modulación, y en R4 y R5, alterar el tono emitido.

Figura 15

Puesta a punto del sistema Damos a continuación los procedimientos para verificaciones y ajustes del sistema básico con un transmisor vía red y un emisor infrarrojo. a) Ajuste del sistema infrarrojo Coloque el emisor apuntando hacia el receptor, inicialmente a una distancia del orden de 2 metros para los ajustes preliminares. Alimente los dos circuitos y ajuste lentamente P1 hasta obtener el accionamiento del PLL (el LED se enciende). Obtenido el ajuste, aleje el emisor y actúe sobre P1 hasta obtener el máximo de sensibilidad en la mayor distancia. Después sólo hay que hacer la instalación definitiva, protegiendo un pasaje o corredor, según muestra la figura 16. Una posibilidad interesante es la que se ve en el circuito de la figura 17, donde tene-

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mos una segunda unidad infrarroja remota que envía su señal vía red hacia la central. El ajuste de esta unidad se hace en el 567 para la frecuencia del emisor y, después, en el trimpot del 555 para la frecuencia del receptor CI6 de la estación base. b) Ajuste de los tiempos de las unidades base. El tiempo de accionamiento del relé K1, que está conectado a una sirena o sistema de aviso, está determinado por P2. Dependiendo de la aplicación puede ser interesante un tiempo más corto en este circuito. Para el simulador de presencia, el ajuste es hecho en P4. Para su comprobación es interesante conectar, en cada línea de salida, un LED en serie con un resistor de 470Ω. Estos LEDs deben encenderse en secuencia con una velocidad que será ajustada en P4. El montador hasta puede hacer un slot de prueba para esta finalidad, encajando la placa para hacer la verificación del funcionamiento. El tiempo que tendremos para armar la alarma antes de que los sensores sean alimentados, está determinado por el ajuste de P5. Presionando S1, el relé K3 debe funcionar y permanecer en esta condición, cortando la alimentación del circuito por el tiempo ajustado en P5. c) Ajuste del receptor vía red Conecte el transmisor de pánico a un toma cercano al que está conectado a la estación base. Los puntos CA deben estar en


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paralelo con la alimentación, o sea, también conectados a la red. Ajuste entonces P3 para que, cuando S1 de la estación transmisora sea presionada, ocurra el funcionamiento del CI6. Este reconocimiento de la señal puede ser hecho con la conexión en paralelo con R10 de un LED en serie con un resistor de 1kΩ. Observamos que este reconocimiento es acompañado del trabado de K1 por el tiempo determinado por P2; mantenga P2 en el mínimo para esta verificación. Si se usan varias estaciones transmisoras, las mismas tienen que tener ajustes de frecuencia independientes. Así, ajustamos P3 en la estación base para recibir las señales del transmisor de frecuencia fija, y después ajustamos los transmisores suplementarios para ser recibidos por la estación base. El resistor R1 de cada transmisor debe ser cambiado por un resistor de 4,7kΩ en serie con un trimpot de 47kΩ para estos ajustes.

Composición del Sistema En la figura 18 tenemos la composición de un sistema de alarma inteligente que puede ser ampliado o modificado según las necesidades de cada uno. En este sistema, la detección de presencia o pasaje por un corredor es realizada por el sector infrarrojo del aparato, que envía su señal al sistema inteligente (I). Paralelamente, se conectan en serie a los puntos A, B, C y D otros sensores, del tipo NC con reed-switches e imanes. Esta central también recibe las señales del circuito de pánico de los sensores conectados a un transmisor remoto (bloques IV y V). El accionamiento de la central por las señales remotas y por cable provoca la habilitación de la sirena (II) y también del simulador de presencia, que energiza las líneas (III) de los slots en que tenemos circuitos directos y temporizados. Estos circuitos accionan aparatos de TV, sonido, grabadores, sistemas de iluminación, discado automático, registro de eventos (una cámara conectada a un videocassette puede ser usada para registrar imágenes del intruso, o incluso una cámara fotográfica acoplada a un flash). Hay varias posibilidades de expansión o de acoplamiento a dispositivos "inteligentes". Una sugerencia interesante es usar el transmisor de pánico en un segundo canal, que activaría un segundo receptor conectado a un relé. Este relé, en una versión temporizada, activaría un transmisor de sonido vía red (modulado en impulsos) que "pondría en el aire" el sonido del local vigilado.

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Figura 18


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Esta señal sería recibida en el lugar donde el accionamiento es hecho, de modo de oír lo que está ocurriendo. Los puntos de habilitación del circuito, o inhabilitación, también pueden ser usados para inhibir la alarma en casos especiales. Las posibilidades de modificaciones son muchas y dependen exclusivamente de la habilidad de cada montador.

Lista de materiales a) EMISOR INFRARROJO PARA LA ALARMA Semiconductores: CI1 -555 - circuito integrado - timer Q1 - BD138, BD139 ó BD140 - transistores PNP de media potencia. LED1, LED2 - cualquier LED emisor infrarrojo D1, D2 - 1N4002 o equivalentes - diodos de silicio Resistores (1/8W, 5%): R1 - 33kΩ R2, R3 - 4,7kΩ R4, R5 - 22Ω Capacitores: C1 - 470µF - electrolítico de 12V C2 - 10nF - cerámico o de poliéster Varios: F1 - Fusible de 500mA T1 -Transformador con primario de 220V y secundario de 6+6V o 9+9V x 500mA. Placa de circuito impreso, caja para montaje, disipador de calor para el transistor, cables, etc. b) CONTROL REMOTO VIA RED (PANICO) Semiconductores: CI1 - 555 - circuito integrado - timer Q1 - TIP41C - trans. PNP de potencia D1, D2 - 1N4002 o equivalente - diodos de silicio Resistores (1/8W, 5%): R1 - 10kΩ

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R2 - 2,2kΩ R3 - 1kΩ R4 - 47Ω x 5W Capacitores: C1, C4 - 10nF - poliéster de 400V C2 - 1000µF - electrolítico de 16V C3 - 2,7nF - cerámico Varios: S1 - Interruptor de presión NA T1 - Transformador con primario de 220V y secundario de 9+9V x 500mA. Placa de circuito impreso, caja para montaje, zócalo para el integrado, disipador de calor para Q1, cables, etc. c) UNIDAD CENTRAL: Semiconductores: CI1 -LM193, LM223 o LM333 - comparador de tensión - circuito integrado SID CI2, CI6 - NE567 - circuito integrado PLL CI3, CI4, CI7, CI10 - 555 - circuitos integrados temporizadores CI5 - 4013 - circuito integrado CMOS - flip-flop CI8 - 4017 - circuito integrado CMOS - contador/divisor por 10 CI9 - 7806 - circuito integrado regulador de tensión FD - fotodiodo LED1 - LED rojo común Q1 a Q4 - BC548 o equivalentes - transistores NPN de uso general D1, D2, D3, D4, D5, D9 -1N4148 o equivalentes - diodos de silicio de uso general D6, D7, D8 - 1N4002 o equivalentes - diodos de silicio Resistores (1/8W, 5%): R1, R2 - 4,7MΩ R3 - 1,5kΩ R4, R6, R11, R16, R22 - 47kΩ R5, R7, R12, R14,, R10, R15, R18 R21 - 10kΩ R8, R9, R13, R17, R19, R20 - 4,7kΩ Capacitores: C1, C10 - 22nF - poliéster o cerámicos ALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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C2, C3, C11 - 47nF - poliéster o cerámicos C4, C12 - 100nF - poliéster o cerámicos C5, C15, C19 - 1000µF - electrolíticos de 16V C6, C13, C14, C16, C17 C20 - 10µF - electrolíticos de 12V C7, C8 - 10nF - poliéster de 400V C9 - 10nF - poliéster o cerámico C18 - 100µF x 12V - electrolítico C21 - 100µF a 470µF x 12V - electrolítico Varios: P1, P3 - 100kΩ - trimpot o potenciómetro P2, P4, P5 - 1MΩ - trimpot o potenciómetro K1, K2 - G1RC1 - Relé de 6V x 10A K3 - MCH2RC1 - Relé de 6V x 3A T1 - Ver texto - Transformador 1:1 T2 -Transformador con primario de 220V y bobinado secundario de 9+9V o 12+12V x 1A. F1 - Fusible de 1A S1 - Interruptor de presión NA Placa de circuito impreso, disipador de calor para CI9, soporte para fusible, caja para montaje, zócalos para los circuitos integrados, cables, etc. d) MODULO SIMULADOR MONOESTABLE Semiconductores: CI1, CI2 - 555 - circuito integrado - temporizador Q1 a Q4 - BC548 o equivalentes - transistores de uso general Diodos D1 a Dn - 1N4148 - diodos de uso general Resistores (1/8W, 5%): R1, R2 - 10kΩ R3, R4 - 4,7kΩ R5, R6 - 47kΩ R7, R8 - 10kΩ R9, R10 - 10kΩ P1, P2 - 1MΩ - trimpots Capacitores: C1, C2 - 10µF - electrolíticos de 12V C3, C4 - 1000µF - electrolíticos de 12V

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Varios: K1, K2 - G1RC1 - Relés de 6V Placa de circuito impreso, zócalos para los integrados, barra de salida para los terminales de los relés, cable, etc. e) CARGADOR DE BATERIA Semiconductores: D1 - 1N4004 o equivalente - diodo de silicio D2 - 1N4002 o 1N4004 - diodo de silicio Capacitores: C1 - 220µF - electrolítico de 50V C2 - 10µF - electrolítico de 25V Varios: R1 - 220Ω x 5W - resistor de alambre T1 - transformador con primario de 220V y secundario de 12+12V x 30mA o más K1 - G1RC2 - relé de 12V F1 - fusible de 1A B1 - 12V - batería de auto o moto Placa de circuito impreso, cables, caja para montaje, etc. f) SIRENA Semiconductores: CI1, CI2 - 555 - circuito integrado temporizador Q1 - SPM640 o equivalente - cualquier FET de potencia Resistores (1/8W, 5%): R1 - 56kΩ R2 a R4 - 10kΩ R5 - 12kΩ R6 - 10kΩ R7 - 1MΩ Capacitores: C1 - 10µF - electrolítico C2 - 47nF - cerámico o poliéster C3 - 47nF a 100nF - cerámico o poliéster C4 - 1000µF - electrolítico ALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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Varios: PTE - parlante con cono de miland de 20W. Placa de circuito impreso, disipador para el transmisor, zócalos para los integrados, caja para montaje, cables, etc.

2) Alarma Programable Esta alarma tiene temporización que impide que se active durante un tiempo mayor que el programado y produzca un sonido intermitente. Posee un sistema de inhibición por reed switch con segunda temporización, para permitir que el propietario pueda desconectarla antes de que se active. El circuito utiliza sensores tipo reed, pero puede ser operado por cualquier sensor del tipo normalmente cerrado. Las principales características del circuito que describimos en estas hojas son: a) Accionamiento por sensores recorridos por corrientes de reposo muy bajas. b) Temporización que impide que la alarma se active por un tiempo mayor que el ajustado, y evita así el desgaste de la batería (en el caso de automóvil o casa) o que los vecinos sean incomodados más de lo necesario, para que se tomen las medidas necesarias en relación a un eventual intruso. c) Acción intermitente que proporciona un sonido más agradable, del tipo pulsante para bocinas, chicharras, etc. y que además, impide que se queme la bocina en caso de usarla para proteger un automovil. d) Posibilidad de inhibición externa por medio de un segundo sensor del tipo NA, que da tiempo al propietario para que, accionando el interruptor general (escondido), desactive el sistema. El primer control es de tiempo de activación que fácilmente puede llegar a los 15 minutos con los componentes indicados. Un aumento de valor del capacitor C3 permite aumentar el tiempo de activación intermitente. El segundo control es de velocidad de intermitencia dado por P2. Las posibilidades de adaptaciones se relacionan con sensores NA que pueden ser conectados en paralelo con Q1. Tenemos otra posibilidad de aumento de tiempo dado al propietario para desarmar la alarma con el aumento, tanto de R6 como de C5.

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Una característica importante de este sistema es su baja corriente de reposo, del orden de pocos miliampere, lo que posibilita su alimentación hasta con pilas, siempre que el dispositivo alimentado para hacer ruido, ita este tipo de alimentación. Los parámetros eléctricos de este circuito son los siguientes: Tiene una tensión de alimentación de 6 a 12V. La corriente de reposo es de 10mA (típ.) Temporización máxima: 30 minutos Temporización de desarme: 1 minuto. Corriente de carga: 6A Número de sensores: ilimitado El primer bloque de la alarma consiste en el circuito de disparo que consta del sensor tipo reed swich magnético, cuya cantidad en serie puede ser ilimitada. Este sensor consiste en un switch que se mantiene cerrado cuando está en o con la otra parte del par, un pequeño imán. Fijando el imán en la parte móvil de una puerta o ventana y el reed en la parte fija, cuando la puerta o ventana está cerrada el reed también estará cerrado, así polarizará el transistor en el corte. Si cualquiera de los reeds fuera abierto por la separación del imán, el resistor R1 dejará de ser cortocircuitado a la tierra y Q1 recibe polarización suficiente para ir a saturación. El resultado es que en su colector tenemos una brusca caída de tensión hacia cerca de cero volt, lo que es suficiente para disparar el bloque siguiente de nuestro circuito: el temporizador. Luego tenemos un monoestable con el circuito integrado 555. La salida de este circuito integrado se mantiene normalmente en el nivel bajo (0V) hasta el instante en que su pin 2 de disparo sea puesto a tierra. Esto ocurre por un instante con la abertura del sensor. C1 hace que, aunque el sensor sea cerrado nuevamente, con la aproximación del imán del reed, el disparo del 555 no sea interrumpido. La salida de este circuito integrado va entonces al nivel alto, o sea, pasa a presentar una tensión del mismo orden de la de alimentación por un intervalo de tiempo que depende del ajuste de P1, R5 y del capacitor C3. Tomando P1 y R1 como R y C1 como C, el tiempo total puede ser calculado por: T = 1,1 . R . C ALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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Para garantizar que en cuanto la alarma sea alimentada, el pulso de tensión inicial no ocasione su disparo, una red formada por R4 y C2 en el pin de control del 555 lo inhibe, y evita el disparo, hasta que la tensión se estabilice en todos los puntos del circuito. Con X2 abierto, en cuanto la alimentación sea conectada, C5 se carga hasta que el pin 2 de CI-1a se vuelve del mismo orden que la tensión de alimentación. En estas condiciones CI-1a se comporta como un inversor, donde la entrada es el pin 1 y la salida, el pin 3. Esto significa que, si la alarma fuera disparada, y la salida del 555 fuera al nivel alto, la salida de CI-1 irá al nivel bajo y en consecuencia la salida de CI-1b irá al nivel alto, pues también funciona como inversor. El resultado de este proceso es que el oscilador lento formado por el IC-1c entra en acción y produce una señal rectangular cuya frecuencia depende del ajuste de P2 y del valor de C6. Las subidas y bajadas de nivel lógico en la salida de la puerta actúan sobre un buffer formado por CI-1d y éste excita el transistor Q2 que tiene como carga la bobina del relé. Esto significa que el relé abre y cierra sus os de modo intermitente en una frecuencia determinada por C6 y por el ajuste de P2. Si quisiéramos evitar la acción de la alarma, entrando en el automóvil o en la casa y teniendo tiempo para el desarme, actuamos sobre X2. Cuando X2 cierra sus os por la aproximación de un imán, C5 se descarga y con esto el nivel lógico del pin 2 de CI-1a

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cae prácticamente a cero. De esta forma, independientemente de lo que ocurra con la entrada 1, la salida del pin 3 va al nivel alto y en consecuencia la salida de CI-1b, que comanda el oscilador va al nivel bajo. El CI-1d que consiste en un buffer inversor mantiene en su salida el nivel bajo, dada su conexión a la salida del CI-1c y con esto el transistor en el corte lo que impide la energización de la bobina del relé. El tiempo de carga de C5 a través de R6 determina cuánto es lo que el propietario puede demorar hasta que el sistema sea desinhibido y vuelva a funcionar. Vea que, si en el intervalo indicado el sensor fuera activado y después volviera a lo normal, la alarma no será disparada cuando termine el tiempo de carga del capacitor C5. Esto significa que el sensor X2 también puede ser usado cuando salimos de un vehículo o de casa para armar la alarma, pues la misma dará tiempo para que el sensor sea cerrado nuevamente después de una abertura. En la figura 19 se da el diagrama completo de nuestra alarma. En la figura 20 tenemos la disposición de los componentes en una placa de circuito impreso. Sugerimos la utilización de zócalos DIL para el montaje de los circuitos integrados. Como el sistema tiene cierta sensibilidad a la humedad, principalmente el CMOS, dada su elevada impedancia de entrada, y además de esto, los transistores pueden ponerse a tierra, provocando disparos erráticos, además de usar una buena caja metálica a tierra, el ca-


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pacitor C7 es muy importante. Los resistores son todos de 1/8W ó 1/4W con tolerancias de 5 a 20% y los capacitores electrolíticos deben tener una tensión de trabajo de por lo menos 16V. Los demás capacitores pueden ser cerámicos o de poliéster. P1 y P2 son trimpots comunes. Los sensores son del tipo red-switch magnéticos comunes que se pueden conseguir en cualquier casa de alarmas. Son bastante compactos, y pueden ser ocultados fácilmente en puertas y ventanas. P1 y P2 son trimpots comunes y el relé depende de la tensión de alimentación usada. El transistor Q1 también ite equivalentes, puede ser usado cualquier tipo de silicio NPN de uso general. Para la conexión al sistema de alarma externo sugerimos la utilización de un puente de tornillos, lo mismo ocurre en relación con la conexión de los sensores. En el diagrama mostramos solamente un sensor (X1), pero los mismos pueden ser conectados en serie en cantidades ilimitadas y el cable usado puede ser fino de capa plástica sin blindaje. Para probar el aparato basta alimentarlo y conectar como carga en el relé, por ejemplo, una lámpara. Cuando la alimentación sea conectada, el sensor X1 debe estar cerrado y P1 ajustado para el tiempo mínimo (menos resistencia). P2 debe estar en su posición media o poco más. El sensor X2 debe estar abierto, o sea, sin el imán cercano. Con alimentación, el relé debe permanecer desactivado y el circuito en condición de espera. Al alejar el imán de X1, la alarma debe disparar por un tiempo determinado por el ajuste de P1, y entonces el relé abrirá y cerrará sus os de modo intermitente. Colocando P1 en la posición media, e inicialmente aproximando por un instante un imán a X2, veremos que al alejar el imán de X1 la alarma no dispara. Esto significa que el sistema de inhibición externa está funcionando. Comprobado el funcionamiento podemos proceder a su instalación para protección definitiva. El interruptor general que desactiva la alarma, a través del corte de alimentación debe quedar en un lugar bien oculto. Con el cambio de R1 por un potenciómetro de 220kΩ en serie con un resistor de 10kΩ podemos conectar en serie con los resistores un fotorresistor (LDR) como el FR-27 o bien sustituir los sensores de X1 por estos componentes (hasta 3), se obtendrá así el disparo por la interrupción del haz de luz. Con todos los LDRs iluminados, y el potenciómetro debidamente ajustado el transistor se mantiene en el corte.

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Si cualquier foto-resistor (LDR) detecta su luz cortada, el transistor conduce y con esto ocurre el disparo del monoestable 555. Una combinación de 3 LDRs con cualquier cantidad de sensores magnéticos permite la protección por sistema múltiple de un gran ambiente. Estas son sólo algunas de las sugerencias que pueden realizarse para mejorar el desempeño de la alarma; sacarle mayor provecho dependerá del ingenio y la experiencia de cada uno.

Lista de Materiales CI-1 - 4093B - integrado CMOS CI-2 - 555 - integrado temporizador Q1 y Q2 - BC548 o equivalentes - transistores NPN D1 - 1N4148 - diodo de silicio K1 - relé de 6 ó 12V - ver texto X1 y X2 - sensores magnéticos de alarma - ver texto P1 - 1MΩ - trimpot P2 - 2,2MΩ - trimpot R1 - 47kΩ R2 - 22kΩ R3, R4 y R5 - 10kΩ R6 y R7 - 100kΩ R8 - 2,2kΩ x 1/8W - resistor (rojo, rojo, rojo) C1 y C2 - 10µF x 16V - capacitores electrolíticos C3 - 1000µF x 16V - capacitor electrolítico C4 - 100nF - capacitor cerámico o de poliéster C5 - 10µF a 100µF x 16V - capacitor electrolítico - ver texto C6 - 470nF a 1µF - capacitor electrolítico C7 - 220µF x 16V - capacitor electrolítico Varios: Placa de circuito impreso, caja para montaje, fuente de alimentación, cables, estaño, tornillos, tuercas, etc.

3) Alarma Contra Toques (Aproximación) Proponemos el montaje de una eficiente alarma contra toques o aproximación. Usted la cuelga de la manija de la cerradura de la puerta, por el lado de adentro, y la deja conectada durante la noche. PermaALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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necerá silenciosa pero vigilante, hasta el momento en que un intruso toque o, incluso, se acerque a la cerradura por el lado externo. Las características eléctricas de la alarma son, entonces, las siguientes:

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ALARMA Figura 21

Tensión de alimentación: 6V (4 pilas pequeñas) Consumo de corriente (reposo): 100µA Duración de las pilas (alcalinas): 3 meses Consumo con la alarma sonando: 150mA Potencia sonora: 250mW El circuito completo se muestra en la figura 21. La propia “correa de colgar” hecha con cable doble encapado sirve de antena y no es preciso que haga o eléctrico con la cerradura. La bobina L1 consiste en 12 espiras de alambre esmaltado 26 ó 24 AWG en una horma de 1 cm de diámetro con toma en la tercera espira. Las llaves usadas en el proyecto original son deslizantes 2x2, siendo que en el caso de S1 solamente se usan dos polos, mientras que en el caso de S2 se hacen 3 conexiones. La placa de circuito impreso se muestra en la figura 22 Para la prueba, conecte el interruptor general (S1) y coloque la llave S2 en la posición de toque corto. Vaya ajustando el trimpot sin tocar con las manos la antena. Después sólo resta acercar la mano a la antena y verificar el accionamiento retocando el ajuste del trimpot para obtener la máxima sensibilidad. Si el aparato no da señal alguna, ve-

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ALARMA rifique la bobina y el transistor BF. Si el sonido fuera débil, haga experiencias con otros parlantes. Si quiere cambiar el tono del sonido basta cambiar el capacitor de 47nF conectado al parlante por otro, según su gusto. Para usar el aparato proceda de la siguiente manera:

Figura 22 - Cuelgue la alarma en la manija de la cerradura de la puerta por el lado de adentro. La puerta debe ser obligatoriamente de material no conductor. El aparato no funciona con puertas de metal. - Seleccione el tiempo de accionamiento deseado en la llave S2. En una posición usted tendrá un toque más corto y en la otra un toque por tiempo más largo. - Conecte el interruptor general S1. El aparato está listo para funcionar. Acerque su mano a la cerradura y la alarma deberá dispararse. Lista de Materiales Q1, Q2, Q5, Q8, Q12 - BC558 - Transistores PNP Q3 - BF494 - Transistor de RF NPN Q4, Q6, Q7, Q10, Q11 - BC548 - Transistores NPN ALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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D1, D2, D3, D4, D5 - 1N4148 - Diodos de uso general R1 - 470kΩ R2 - 1k5 R3 - 680k Ω R4 - 2k2 R5 - 470kΩ R6 - 680Ω R7 - 4k7) R8 - 680Ω R9 - 47Ω) R10 - 10kΩ R11 - 100kΩ R12 - 2k2 R13 - 1kΩ R14 - 1kΩ R15 - 10kΩ R16 - 2k2 L1 - bobina (ver texto) P1 - trimpot de 470k C1 - 22nF - capacitor cerámico C2 - 1,8pF - capacitor cerámico C3 - 22nF - capacitor cerámico C4 - 12pF - capacitor cerámico C5 - 2n2 - capacitor cerámico C6 - 22nF - capacitor C7 - 1µF x 16V - electrolítico C8 - 10µF x 16V - electrolítico C9 - 47nF - capacitor cerámico C10 - 10µF x 16V - electrolítico C11 - 100µF x 16V - electrolítico C12 - 47nF - capacitor cerámico C13 - 220µF x 16V - electrolítico C14 - 100nF - capacitor cerámico PTE. - parlante (ver texto)

4) Transmisor / Receptor Portátil para Control Remoto El sistema que proponemos consiste básicamente en un circuito que, al ser interrumpido, provoca el disparo de un relé, pero en el principio de funcionamiento es diferente de los convencionales.

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Figura 23

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Tenemos entonces un transmisor que emite a través de un cable una señal para un receptor. Mientras el receptor recibe la señal, la alarma se mantiene desactivada. Si la señal es interrumpida en cualquier punto la alarma se dispara, pues el relé cierra sus os. El transmisor empleado tiene un consumo permanentemente bajo de energía, lo que significa que el mismo puede quedar conectado permanentemente, incluso alimentado por pilas. Las características sobresalientes son las siguientes: * Frecuencia del transmisor: aproximadamente 2kHz * Corriente del transmisor: 0,5mA (típ) * Tensión de alimentación del transmisor: 6 a 9V. * Corriente de reposo del receptor: 10mA (típ) * Alimentación del receptor: 6V * Distancia máxima entre el transmisor y el receptor: 1 kilómetro (típ) El transmisor consiste en un pequeño oscilador de audio de bajo consumo que tiene por base un circuito integrado 4093. En verdad, para esta alarma se usa solamente una de las 4 puertas del circuito integrado. Las otras tres puertas se pueden usar para otras finalidades, como por ejemplo una señalización visual de funcionamiento, o bien para excitar receptores en otros lugares en un sistema múltiple. El resistor R1, así como el capacitor C1 del circuito de la figura 23, determina la frecuencia de operación del oscilador y la señal


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generada es aplicada a la línea de protección vía C2. El receptor consta de una etapa transistorizada simple con tres transistores de uso general, para mayor simplicidad y excita un pequeño relé de 6V. Los transistores Q2 y Q3 forman un par Darlington que tiene como carga la bobina de un pequeño relé. El resistor R2 y el transistor Q1 forman la red de polarización de esta etapa amplificadora. Cuando Q1 está polarizado próximo a la saturación por la presencia de la señal generada por el transistor en su base, la tensión en la base de Q2 es muy baja y el par Darlington permanece en corte. De esta forma, el relé se mantiene desactivado. Cuando la señal del transmisor desaparece, Q1 va al corte y con eso sube la tensión en la base de Q2. En vista de la presencia de R2, el resultado es que pasamos a tener una fuerte corriente de colector en Q3, pues éste va a la saturación y con eso el relé cierra sus os. Vea que R2 debe tener el mayor valor posible que todavía posibilite la saturación del par Darlington cuando Q1 está en el corte. Este valor determinará la corriente de reposo del receptor y, por lo tanto, la durabilidad de su fuente de alimentación, si fueran pilas o batería. El relé usado tanto puede ser el MC2RC1 como G2RC1 para 6V que poseen buenas corrientes de os, accionando alarmas de potencias considerables. Vea que los puntos B e Y sirven de retorno vía tierra para la señal, de modo que en una aplicación de protección de grandes ambientes podamos usar un único cable entre el transmisor y el receptor. En la figura 24 tenemos el montaje del par en dos placas de circuito impreso de pequeñas dimensiones.

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El cable de conexión entre las estaciones puede ser de cualquier tipo; para el caso de distancias muy largas, el mismo debe aislarse para que las pérdidas no causen el funcionamiento anormal del sistema. Para probar el aparato, basta interconectar el transmisor y el receptor en los puntos indicados en el diagrama. Con los dos aparatos interconectados, el relé debe permanecer desactivado, desconectando el transmisor accionando S1 el relé debe cerrar sus os. Lista de Materiales a)Transmisor CI-1 - 4093B - circuito integrado S1 - interruptor simple (opcional) B1 - 6 ó 9V - batería o 4 pilas pequeñas R1 - 33kΩ - resistor C1 - 47nF (473 o 0,047) - cerámico C2 - 4n7 ó 10nF (103 ó 472) - cerámico b)Receptor Q1, Q2 y Q3 - BC548 - transistor NPN D1 - 1N4148 K1 - MC2RC1 o equivalente - relé de 6V S1 - interruptor simple B1 - 6V - 4 pilas, batería o fuente R1, R2 - 1MΩ R3 - 100Ω C1 - 10nF (103 ó 0,01) - cerámico C2 - 2,2µF x 6V - capacitor electrolítico C3 - 220µF x 6V - capacitor electrolítico

5) Control Remoto Digital Partiendo de la idea básica de conmutar cuatro señales de fuentes diferentes, para aplicar en la entrada de un equipo, se diseña este dispositivo que también permite una operación inversa, o sea, aplicar una determinada señal a uno de cuatro equipos diferentes. La operación se realiza con un control remoto infrarrojo con indicación digital. Si bien en principio este sistema fue diseñado para conmutar señales de audio, resultó un control remoto eficaz para seleccionar diferentes sensores que pueden aplicarse a una central de ALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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alarma. Por otra parte, con este circuito se pueden conmutar radios, preamplificadores, salida de grabadores, mezcladores, instrumentos musicales y otras fuentes de baja intensidad (hasta 5Vpp). El control remoto posee un alcance de unos 15 metros y funciona tanto en la red de 220V como de 110V. En la figura 25 se da el diagrama en bloques que representa el funcionamiento del sistema. Un transmisor modulado en tono aplica una señal infrarroja a la entrada de un circuito equipado con un fototransistor receptor. El tren de pulsos recibido es suficiente para provocar el disparo de un 555, en configuración monoestable, que genera un nuevo pulso en la salida por la pata 3. Este pulso es aplicado a un contador 4017 reseteado en la cuenta "4". De esta manera, para cada pulso de comando procedente del transmisor, se activa una de las salidas del contador que, al llegar a la cuenta de 4, se resetea quedando preparado para una nueva cuenta. Este integrado sirve tanto para controlar al circuito conmutador de audio como así también al circuito indicador del canal activado que puede ser un de leds o un display y cuya implementación se da en la revista Saber Electrónica Nº 74 (edición argentina). La conmutación de las señales se realiza en un circuito que tiene como base al integrado 4066, conectado adecuadamente

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Figura 25

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ALARMA para nuestro proyecto. Sólo podemos utilizar señales de baja intensidad, caso contrario se destruirían las llaves del 4066. En la figura 26 se da el circuito del transmisor y en la figura 27, el montaje en placa de circuito

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impreso. Para el accionamiento del transmisor se emplea un pulsador normal, abierto, del tipo miniatura, en lo posible para circuito impreso, aunque también puede usarse uno de los botones del gabinete del control remoto. El diagrama completo del receptor se muestra en la figura 28, el cual no posee ni el circuito indicador ni la fuente de alimentación. El montaje en placa de circuito impreso de esta parte del dispositivo se muestra en la figura 29. El receptor incluye componentes para las dos modalidades del


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sistema, es decir, para ser usado como selector de equipos, o como distribución de señales y se provee en la modalidad estereofónica. Los cables de entrada y de salida deben ser blindados para evitar zumbidos, con las mallas conectadas a tierra. La fuente de alimentación para nuestro proyecto es de ±6V. Para hacer la prueba inicial de funcionamiento, alimente el circuito y accione el control remoto para verificar su acción sobre el circuito, luego ajuste la sensibilidad del receptor con P1 para obtener máximo alcance. Para cada toque del pulsador del transmisor se debe provocar la conmutación en el receptor, esto provoca el cambio de la numeración del display o del led correspondiente. Si desea obtener detalles sobre el funcionamiento del control remoto, ya sea como selector o distribuidor de señales, puede referirse al artículo publicado en la revista Saber Electrónica Nº 74, o ponerse en o con la Editorial Quark.

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Figura 29


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Lista de Materiales Transmisor CI-1 - 555 - circuito integrado Q1 - BC558 - transistor PNP LED1 - CQX46 - TLH41 o equivalente R1 - 47kΩ R2 - 4,7kΩ R3 - 1kΩ R4 - 47Ω C1 - 47nF - cerámico o poliéster C2 - 100µF x 12V - electrolítico S1 - interruptor de presión NA B1 - 9 ó 6V - batería o 4 pilas pequeñas Receptor (conmutador) CI-1 - 555 - circuito integrado CI-2 - 4017 - circuito integrado CMOS CI-3 y CI-4 - 4066 - cir. integrados CMOS Q1 - BPW42 o equivalentes Q2 y Q4 - BC548 o equivalentes Q3 - BC558 o equivalente LED1 - LED rojo común R1 - 100Ω R2, R3, R6 - 100kΩ R4 - 10kΩ R5 - 47kΩ R7 - 1kΩ R8 a R10 - 10kΩ C1 - 10µF - electrolítico C2, C11 y C12 - 220nF - cerámicos C3 a C10 - 100nF - cerámicos o poliéster C13 y C14 - 100µF - electrolíticos

6) Alarma para Locales Cerrados Esta es una "poderosa" alarma de simple construcción, que utiliza componentes de fácil adquisición en el mercado local. El circuito funciona con una tensión de 12V, pero es recomendable conectarla a una batería de automóvil para evitar que los cortes de electricidad accidentales o provocados voluntariamente ALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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desactiven su funcionamiento. También es posible utilizarla con un sistema combinado de energía, es decir, que funcione con corriente eléctrica y si ésta se corta, que se alimente a partir de la batería. A esta alarma se puede conectar cualquier cantidad de sensores, se tendrá en cuenta que los normalmente cerrados (NC) deben conectarse en serie y los normalmente abiertos (NA), en paralelo, como se muestra en la figura 30. Cuando se activa uno o más sensores, la salida de Q1 pasa de alto a bajo, esto provoca que el monoestable, compuesto por un circuito integrado 555 (IC2), presente en su salida un nivel alto, que provoca que el transistor Q2 active el relé de 12V y, por lo tanto, la alarma (IC3, IC4 y componentes asociados). Lo anterior sucede únicamente si C1 está completamente cargado, pero si CI está descargado o apenas se está cargando, el pin 5 de IC1b pre-

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senta un cero, evitando que cualquier alteración Tipo de trabajo realizado Tipo de sensor recomendado en los sensores Apertura de una puerta Magnético, mecánico, óptico active la alarma. de vibración Para activar la Rotura o empujón en un cristal o De vibración de papel alarma y evitar o ventana de aluminio que la misma se active cuando se Paso sobre una alfombra Sensor de presión ultrasónico salga de la casa, o escalera sólo se debe opriLevantar un objeto valioso de su posición Sensor de presión. Sensor óptico mir S9, el cual Corte de cables de energía eléctrica o NC de relé de RC descarga a través de R6 a CI. Una Paso a través de un hall Ultrasónico infrarrojo vez suelto S9, el condensador CI tarda aproximadamente 45 segundos en cargarse nuevamente. La alarma puede activarse por medio de un botón de pánico aun si se encuentra desconectada (S10 abierto). Sonará indefinidamente hasta que no se presione S12. En la tabla 1 se relaciona el tipo de trabajo con el sensor que más se acomoda a éste. Nota: los sensores de presión los puede construir Ud., ya que son poco comerciables y muy costosos. TABLA 1

Lista de Materiales Q1, Q2, Q3 - NPN transistores 2N340 o equivalentes SCR - TIC106 - tiristor D1, D2 - IN4004 - Diodos rectificadores IC11 - 4093B - Integrado CMOS IC12, IC13, IC14 - LM555 - Integrados temporizadores R12, R14 - 4,7klΩ R2, R4, R11 - 100kΩ R3, R5 - 3,3kΩ R6, R7 - 27kΩ R6’ - 100Ω R8 - 1MΩ R9, R10 - 1kΩ R12 - 10kΩ R13 - 2kΩ R15 - 470Ω Ctr, C2 - 470µF x 16V - electrolítico C3, C6 - 0,1µF - cerámico ALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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C4, C5 - 100µF/16V electrolítico RL1 - relé 12V para circuitos impresos SP - zumbador piezoeléctrico S1, S2, S3, S4 - sensores NC S5, S6, S7, S8 - sensores NA S4, S11 - pulsadores NA S12 - pulsador NC Varios: Zócalos para los integrados, cables, gabinete para montaje, batería, etc.

7) Alarma para Motos La alarma que describimos a continuación, se ha diseñado para ser instalada en una moto, dado que si alguien intenta mover el vehículo, el sensor captará la maniobra y disparará una potente sirena de 20W. Si bien el circuito objeto de este proyecto no podrá evitar que alguien se robe una moto, dará un aviso sonoro cuando alguien intente moverla. Para ello, hacemos uso de un sensor de mercurio que cortocircuitará sus os cuando se produzca el movimiento. Cuando esto ocurra, el sensor activará un oscilador que comandará una sirena potente. El circuito eléctrico se compone de tres circuitos integrados, dos transistores, un tiristor y componentes asociados. La alarma se alimenta con 12V que pueden obtenerse de la propia batería de la moto, y no consumirá corriente cuando el dispositivo no esté en estado de "alerta", porque no estará alimentado. El sensor de mercurio se conecta entre los puntos A y B, de modo tal que al conectar la alarma, la tensión de alimentación se aplica al borne A del mencionado sensor, tal que al producirse el movimiento, dicho sensor se comporte como un corto, permitiendo la polarización de la compuerta del tiristor. El circuito eléctrico completo de la alarma se muestra en la figura 31, mientras que su correspondiente impreso se grafica en la figura 32. En estado normal, el tiristor se encuentra en estado de no conducción por lo cual el relé no estará excitado y al resto del circuito no llegará tensión alguna. Al producirse un movimiento, se disparará el tiristor, esto hará

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Figura 31


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que se conecte el relé y con él se alimente el circuito que actuará como sistema de aviso. Para que el tiristor continúe disparado luego de producido el movimiento, se conecta R11 que proporciona un camino para la polarización de la compuerta. Una vez conectado el relé, el 78L05 con sus componentes asociados, provee al resto del circuito una tensión constante, con lo cual el temporizador 555 empezará a oscilar con una frecuencia de aproximadamente 0,5Hz, debido al valor de R1, R2 y C2. En pata 3 del 555 se obtiene una señal cuadrada que es integrada por D2 R3, C4, R4 y C5, de modo que a CI 3 llega una rampa que permitirá que se ejecuten las diferentes melodías. El resistor R5 junto con D3 estabilizan la tensión de alimentación del integrado UM3561 en 3V, mientras que R6 ajusta la frecuencia de oscilador de este integrado, es decir, la rapidez con que se ejecutan las melodías. Este resistor puede tener un valor comprendido entre 100kΩ y 470kΩ. La salida de este integrado alimenta a un BC548 que

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excitará a un transistor de potencia Darlington, para obtener una potencia de salida del orden de los 20W. La bocina puede ser un tweeter con cono de mylar para que pueda operar sobre el medio ambiente. Lista de Materiales TR - TIC126 Tiristor. Q1 - BC548 Transistor NPN Q2 - BDX53 - Darlington D1, D2, D4 - 1N4148 - Diodos comunes D3 - Zener de 3V x 1W CI1 - LM78L05 - Regulador de tensión CI2 - CA555 - Temporizador CI3 - UM3561 - Generador de tonos R1 0- 820Ω R2 - 27kΩ R3 - 150kΩ R4 - 4k7 R5, R10 - 820Ω R6 - 180kΩ R7 , R8, R9 - 100Ω R11 - 4k7 C1, C3, C8 - 0,1µF - Cerámicos C2 , C6, C7 - 470µF x 16V - Electrolíticos C4 - 100µF x 16V - Electrolítico. C5, C9 - 10µF x 16V - Electrolíticos.

Figura 32

Varios Placas de circuito impreso, gabinetes para montaje, ampolla de mercurio, interruptor, bocina, estaño, cables, etc.

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8)Alarma de Falta de Luz

Figura 33

Son muchos los circuitos que tienen sensores que detectan la falta de luz y activan algún dispositivo que permite, por ejemplo, el encendido de una lámpara. Sim embargo proponemos el armado de una llave sencilla que se activa por la falta de luz en un LDR, lo cual permite que el elemento sea dirigido al sector que prefiera para ser empleado en aplicaciones especiales. El circuito es bien sencillo y muy económico, "es una alarma que se activa por la falta de luz". Su componente principal es una LDR que regula el paso de la corriente, Q1 amplifica la señal y la lleva a un LED monitor. Con el potenciómetro R3 puede ajustarse la sensibilidad de la alarma (vea la figura 33). La etapa de interfase emplea un optoacoplador MOC3021 para aislar ópticamene el circuito de control de circuito de potencia. Cada vez que se activa la alarma se excita el LED monitor y el LED del optoacoplador asociado. Esta señal se transfere ópticamente a la etapa de potencia activando la compuerta de un TRIAC. Así se crea un flujo de corriente entre los terminales principales del TRIAC, que hace posible el encendido del timbre de alarma. Para utilizarla consiga una pequeña lamparita junto con una lente. Coloque el circuito dentro de un gabinete donde haya una perforación en el lugar de la LDR por donde pueda penetrar el haz de luz.


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Un ejemplo de uso sería el de colocar el circuito detrás de la puerta a vigilar y en el otro extremo la fuente de luz. Al abrirse la puerta se corta el haz de luz y, de esta forma, se activa la alarma. N. deR.: Este circuito fue enviado por Williams Tayagui, lector de Saber Electrónica. Lista de Materiales LDR (cualquier tipo sirve) Q1 2N3904 - Transistor NPN o equivalente TRIAC 226D [TR1] R1 - 47Ω R2 - 16kΩ R3 - Potenciómetro: 100kΩ R4 - 220Ω R5 - 560Ω LED rojo de 5mm IC1 - MOC3021 - optoacoplador S1 Interruptor (simple)

9) Alarma de Nivel de Agua Este aparato hace "sonar un buzzer" de modo intermitente en caso de que el nivel de agua de una pecera disminuya a un valor peligroso, sea esto por vaciamiento u otros problemas, incluso evaporación. Para el monitoreo de distintas peceras o reservorios de agua pueden conectarse varios sensores en serie. El equipo descripto permite el monitoreo electrónico de una pecera, con la finalidad de dar alerta sobre una eventual caída en el nivel de agua, lo que puede producirse por un vaciamiento, que pondría en riesgo la vida de los peces, o por una evaporación natural, caso en que sólo bastaría completar el nivel de agua para solucionar el problema. El circuito puede alimentarse con pilas comunes, y en la condición de reposo su consumo es extremadamente bajo (0,5mA), lo que garantiza la durabilidad de la fuente por meses, aun con funcionamiento continuo. El montaje es bastante sencillo ya que se utiliza sólo un circuito integrado. La corriente en el sensor es absolutamente inofensiva para la vida en la pecera debido a que, por el agua, circulan billonésimas de amperes.

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Las características sobresalientes son: * Tensión de alimentación: 6V o 9V (pilas o batería) * Corriente en espera: 0,5mA * Corriente en o: 5mA (típ)

Figura 34

El circuito integrado 4093B está formado por cuatro puertas NAND disparadoras que pueden conectarse en diversas configuraciones a fin de operar como inversores, osciladores y amplificadores digitales. En este proyecto se aprovechan estas tres funciones. Así, la primera puerta (CI1a) se utiliza como inversor, de modo tal que cuando el sensor se mantiene en corto y la entrada en el nivel alto, la salida se mantiene en el nivel bajo. El sensor consiste en dos cables desnudos en o con el agua hasta el nivel de disparo. En el nivel de disparo el sensor se comporta como un circuito abierto, y la entrada de CI1a va hacia el nivel bajo (por medio de R1) llevando su salida al nivel alto. El CI1a, a su vez, controla dos osciladores formados por las puertas CI1b y CI1c. El primero, CI1a, opera en una frecuencia muy baja, dada por C1 y R2, y que corresponde a la modulación de la señal. El segundo, formado por CI1c, genera un tono de audio. Combinando las señales en CI1d se obtiene un tono modulado que es amplificado digitalmente para excitar el transductor piezoeléctrico BZ. Así, cuando el sensor abre, tenemos la emisión de bips con buena potencia, que avisan que el nivel de agua cayó por debajo del valor permitido.


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En la condición de espera la corriente es muy baja y, cuando los osciladores están en funcionamiento, el consumo está en el orden de los 5mA. El tono generado es lo suficientemente alto como para ser oído desde una buena distancia. La figura 34 muestra el diagrama completo de la alarma y en la figura 35 aparece la disposición de los componentes en una pequeña placa de circuito impreso. Todo el conjunto cabe fácilmente en una cajita plástica, conjuntamente con el transductor BZ y las pilas pequeñas. El transductor es del tipo Metaloplástica y el sensor consiste en dos cables con las puntas desnudas fijadas al nivel en el que se desea el disparo. La prueba de funcionamiento es sencilla: colocando las pilas en el soporte, con el sensor abierto, deberá producirse el sonido; con las puntas de los cables del sensor en o con el agua, deberá detenerse. Verificado el funcionamiento sólo resta efectuar la instalación definitiva del aparato. Para más de una pecera, los sensores pueden ser conectados en serie. No existe límite para la cantidad de sensores a utilizarse. Resta aclarar que también puede emplearse este circuito para comprobar el nivel de agua de un tanque (dar aviso cuando está lleno o vacío) o en cualquier otra aplicación que tenga que ver con la presencia de humedad.

Figura 35

Lista de Materiales CI1 - 4093B - circuito integrado CMOS R1 - 4,7MΩ R2 - 1,5MΩ R3 - 47kΩ C1 - 470nF - capacitor cerámico o de poliéster C2 - 47nF - capacitor cerámico o de poliéster

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Varios: X1 - Sensor - ver texto BZ - Transductor piezoeléctrico (Metaloplástica o equivalente). S1 - Interruptor simple B1 - 6V - 4 pilas pequeñas, o 9V - batería Placa de circuito impreso, soporte para pilas o conector de batería, caja para montaje, material para el sensor, zócalo para el circuito integrado, cables, etc.

10) Sirena con Habilitación Lógica En los diferentes sistemas de alarma es necesario contar con sirenas potentes que puedan ser controladas fácilmente por circuitos externos. La sirena que presentamos, además de estas características tiene algo que es muy importante en un proyecto: puede ser disparada por lógica CMOS sin la necesidad del empleo de relés. El circuito se caracteriza por la elevada potencia que puede entregar un parlante por el uso de un transistor de efecto de campo de potencia (Power FET). Además de esto, esta sirena tiene ajustes de tono, modulación e intermitencia independientes, lo que posibilita al ajustar el circuito para un mejor sonido. Es habilitada directamente por una salida lógica CMOS sin la necesidad de relé, y en la condición de espera su consumo es extremadamente bajo. Eso la vuelve ideal para circuitos de alarma alimentados por batería o bien para uso automotor. La sencillez del proyecto permite también su montaje en una caja de dimensiones reducidas. Las principales características son las siguientes: • Tensión de alimentación: 6V a 12V • Corriente de reposo: inferior a 1mA. • Corriente en accionamiento pleno: 2A a 4A. • Potencia de audio: 10 a 20W. En términos de oscilador de bajo consumo y excelente desempeño, pocos circuitos integrados pueden ganarle al 4093. En verdad, sus cuatro puertas NAND independientes pueden resultar en hasta 4 osciladores diferentes, y con la posibilidad de comando externo. ALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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En la figura 36 tenemos el diagrama completo de la sirena. En este circuito usamos dos puertas como osciladores y otras dos más como buffers mezcladores y amplificadores. De esta forma, la primera puerta (CI1a) es el oscilador de modulación, que determina la cadencia de los toques o sus variaciones. En este circuito, P1 determina la frecuencia juntamente con C1, mientras que P2 determina la profundidad de la modulación. En verdad, podemos hasta modificar el efecto, "suavizando" la modulación con la conexión de un capacitor de 1µF a 22µF entre la juntura de P2 y R5 y el negativo (0V) de la alimentación. El oscilador de audio está formado por CI1b y tiene su frecuencia determinada por C2 y ajustada en P3. Obtenemos en la salida de este oscilador un tono de audio modulado que es llevado a las otras dos puertas, que funcionan como un buffer (aislador) y amplificador digital. Las señales entregadas a este buffer pueden ser controladas externamente por el pin 5 del CI1b. Si este pin estuviera en el nivel bajo, lo que ocurre sin señal de habilitación (H), ya que R4 lo mantiene a tierra, el oscilador CI1b no funciona. Si este pin fuera al nivel alto, a partir de una salida CMOS por ejemplo, el oscilador entra en acción, siendo modulado por CI1a. Las señales amplificadas digitalmente son llevadas a un transistor de efecto de campo de potencia del tipo IRF640 o equivalente. La principal característica de este tipo de transistor es presentar una resistencia extremadamente baja entre el drenaje (d) y la fuente (s) cuando está saturado. Esto significa un excelente rendimiento en la excitación de parlantes y otras cargas en circuitos de baja tensión. De hecho, estos transistores pueden conducir corrientes muy elevadas (del orden de varios amperes) sin problemas, lo que significa una potencia de decenas de watt en un parlante común. La disposición de los componentes en una placa de circuito impreso se muestra en la figura 37.

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El transistor de efecto de campo de potencia necesita un buen disipador de calor, y el parlante debe tener una potencia superior a 10W para soportar la intensidad de la señal generada. Para obtener mayor rendimiento se debe usar una pequeña caja acústica. Para probar la sirena conecte la unidad a una batería o fuente de por lo menos 3A. Por un instante, conecte el punto H al positivo de la alimentación. Esto habilitará el circuito y permitirá el ajuste en los tres trimpots. Para una versión con un poco menos de rendimiento, en caso de dificultad de obtención del FET de potencia, se puede usar un Darlington NPN de por lo menos 4A, como por ejemplo el TIP 120 o TIP 121. En este caso, el transistor de potencia también debe ser dotado de un buen disipador de calor. Lista de Materiales CI1 - 4093B - circuito integrado CMOS Q1 - IRF640 o equivalente - FET de potencia R1, R2, R3, R5 y R6 - 10kΩ R4 - 100kΩ R7 - 1MΩ P1, P2 - trimpots de 1MΩ P3 - trimpot de 100kΩ C1 - 1µF - electrolítico C2 - 47nF - cerámico o de poliéster C3 - 1000µF - electrolítico x 16V Varios: PTE - 4 u 8Ω - parlante de 10W o más, placa de circuito impreso, gabinete para montaje, etc.


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11) Barrera Infrarroja Vamos a explicar cómo funciona un sencillo sistema de alarma que puede ser empleado para proteger una casa, automóvil, locales, etc. Para ello es necesario que el lector conozca lo que es un fotodiodo, un fototransistor, un LED, etc., teniendo en cuenta qué precauciones se deben tener al manipular cada elemento. Los elementos que más se usan en estos equipos son: • Fotodiodos • Fototransistores • Células solares • Diodos emisores de luz • Lámparas incandescentes El par transmisor-receptor más empleado es el LED-FOTOTRANSISTOR. Aunque también se emplean otros nos dedicaremos a éste por ser la base de nuestro prototipo. Los LED se construyen con Arseniuro de Galio insertado dentro de una cobertura plástica con una lente curva o plana según para qué se lo va a emplear. Cuando se lo polariza en sentido directo emite una señal de determinada longitud de onda (con un ancho de banda específico). El fabricante del componente da una gráfica que indica cuál es la potencia máxima irradiada para cada longitud de onda. En realidad, si se ilumina una determinada unión P-N que se encuentra con polarización inversa, la corriente varía casi linealmente con el flujo luminoso incidente. Como se ve en la figura 38, los fotodiodos consisten en uniones P-N encapsuladas en plástico transparente. La lente cumple la función de concentrar la radiación proyectada, luego, el resto del dispositivo se pinta de negro o se encapsula en metal. Al aplicar al diodo una tensión inversa de unas décimas de volt, circulará una pequeña corriente, que en la oscuridad corresponde a la corriente de saturación inversa Ico debido a los portadores minoritarios generados térmicamente. Al incidir luz sobre la unión P-N se generan pares electron-la-

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guna que atraviesan la juntura y aumentan la corriente que circula, de tal manera que el aumento de corriente está en proporción con los fotones incidentes. En muchas ocasiones los diodos que emiten en la zona del infrarrojo se denominan “Diodos de amplificación de luz por energía de radiación estimulada en la unión (LASER)” pero se los conoce normalmente como “Diodos emisores de luz” (LED). El fototransistor es mucho más sensible a la luz que el fotodiodo. Se lo emplea en configuración emisor común con la base abierta, para concentrar la radiación en la zona de unión con el colector (vea figura 39). Se debe tener en cuenta en estos componentes la frecuencia de la luz emitida y la incidente, ya sea en un fotorreceptor o en un fototransmisor y para ello, el fabricante suele dar curvas características de funcionamiento. Funcionamiento del circuito El circuito a montar consiste en un sistema de detección de interrupción de una barrera que opera en base a un haz infrarrojo invisible con un alcance promedio de 4 metros. Se trata de un circuito transmisor y un circuito receptor, estableciéndose entre ambos un enlace infrarrojo, cuando se interrumpe el enlace, se activa un relé que operará el dispositivo deseado (una alarma, por ejemplo). El LED emisor lo hace en forma de pulsos con un circuito transmisor como el de la figura 40. Se trata de un oscilador biestable de onda cuadrada cuya frecuencia se fija por P2. Q2 se


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encarga de entregar la corriente necesaria al LED para que éste emita. El receptor consiste en un amplificador sintonizado de 3 etapas con amplificadores operacionales que permitirá la acción de un relé cuando no se reciba la señal de transmisión. El circuito se muestra en la figura 41. La función del LED DL1 es mantener iluminado el fototransistor para que el equipo pueda trabajar en la oscuridad absoluta, le da una pequeña polarización para que pueda operar correctamente. El amplificador A01 trabaja con corriente alterna con una ganancia que depende de la relación R14 y R15 y tiene que superar un valor fijado por el divisor R16 y R17. A02 es un amplificador-filtro activo selectivo cuya frecuencia

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Figura 42

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central está dada por R8 C6 - C5 - R11, podrá variar la ganancia del mismo y la frecuencia de recepción a través de P1. El A03 proporciona una ganancia adicional para luego convertir la señal de C.A. en otra de corriente continua por medio de D4 y sus componentes asociados. Esta señal dispara un Schmitt trigger formado por A04, lo que hará que desactive el relé al ir Q3 al estado de corte. De esta manera, cada vez que se interrumpa el haz infrarrojo, se accionará K1 que puede poner en marcha un sistema de alarma, provocar la apertura y el cierre de un portón, etc. El circuito se alimenta con 12 volt provistos por una fuente cualquiera que tenga una capacidad superior a los 500mA. El montaje de los distintos componentes se efectúa sobre un circuito impreso como el que muestra la figura 42. Una vez armado el equipo, el fotodiodo y fotransistor que se colocan por medio de cables preferentemente mallados deben colocarse a una distancia inferior a los 4 metros. En la misma placa se encuentran el transmisor y el receptor, no así el relé k que debe conectarse cerca del dispositivo a activar. Sólo se requieren dos ajustes del equipo: 1) Sin enfrentar el LED y fototransistor (barrera interrumpida), se gira P1 en sentido antihorario hasta que el relé deje de estar operado (si no estaba operado al aplicar tensión obvie esta parte). Luego gire suavemente en sentido contrario el trimpot (multivuelta) P1 hasta que el relé opere. 2) Restablezca la barrera tal que los sensores queden separa-


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dos a 1 m. El relé deberá liberarse para indicar que se restableció la barrera. Coloque la punta de un osciloscopio en TP1 y gire P2 hacia un lado y hacia el otro hasta que la amplitud de la señal sea máxima. Si no tiene osciloscopio, aleje los sensores lentamente ajustando P2 hasta conseguir máxima distancia de activación. El proceso será lento y laborioso. Una vez montado el equipo en un gabinete y fijado el transmisor y el receptor en el lugar adecuado se debe cubrir ambos sensores con algún acrílico -preferentemente oscuro- para que ningún reflejo intenso provoque interferencias y a la vez para disimular el sistema. Un adicional interesante: Puede operarse la apertura o cierre del portón de un garage en forma automática a través del circuito propuesto. Para ello se debe separar el transmisor del receptor de la placa de C.I., acoplando este último al servomecanismo que accionará dicho portón. Lista de Materiales Q1 = Q2 = BC548 - Transistores NPN CI1 = CA555 - Circuito integrado temporizador CI2 = LM324 - Cuádruple operacional Tx = MLED71 - Fototransistor Rx = MRD701 - Fotodiodo D1 a D5 = 1N4148 - Diodos de uso general DZ = ZENER 7,5V DL1 = LED 5 mm DL2 = LED 5 mm R1 = 220kΩ R2 = 1MΩ R3 = 1MΩ R4 = 10kΩ R5 = 10kΩ R6 = 10kΩ R7 = 47kΩ R8 = 47kΩ R9 = 18 kΩ R10 = 4700Ω R11 = 18kΩ R12 = 1kΩ R13 = 330Ω

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R14 = 4700Ω R15 = 1MΩ R16 = 10kΩ R17 = 10kΩ R18 = 1kΩ R19 = 330kΩ R20 = 150kΩ R21 = 10kΩ R22 = 1000Ω* R23 = 4700Ω R24 = 2700Ω R25 = 47kΩ R26 = 330Ω R27 = 4700Ω R28 = 1Ω R29 = 56Ω R30 = 39Ω *R22 se puentea si se coloca un relé. Si en lugar de ello se desea montar un LED, dicho resistor debe quedar. P1 = 47kΩ - pre-set P2 = 100kΩ (multivuelta) K = Relé mónico 612 o equivalente. C1 = .047µF - Cerámicos C2, C3 = .001µF - Cerámicos C4 = 47pF - Cerámicos C5 a C7 = 560pF - Cerámicos C8 = .01µF - Cerámicos C9 = 470µF x 16V - Electrolítico

12) Detector de Movimientos La mayoría de los circuitos que detectan el paso de una persona emplean sensores piezoeléctricos, pirométricos, leds, etc. y todos ellos suelen poseer un ajuste complicado cuando forman parte de un sistema de alarma. Basándonos en una aplicación de National Semiconductor, publicamos un circuito sencillo de excelente desempeño. Si el espacio que se está monitoreando para establecer el pasaje de una persona es interrumpido aunque sea por un escaso tiempo, el circuito de detección lo percibe y la alarma se acciona. En ocasiones la instalación y calibración de los dispositivos se ALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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tornan un tanto Figura 43 complicadas, ya que se necesita un perfecto ajuste óptico entre el emisor y el receptor. También habrá que tomar en cuenta la cantidad de luz que el ambiente tiene, para realizar la calibración conforme con el nível de luz que haya en el lugar. Un tercer problema radica en que el circuito suele ser caro y hasta complicado de armar. El circuito que proponemos puede ser usado en ambientes cerrados o al aire libre, sin necesidad de tener que calibrar un transmisor, funciona con cualquier nível de luminosidad, y dispara un sistema sonoro cuando se detecta el pasaje de un objeto. Además el circuito es fácil de armar y posee un consumo muy bajo. El principio de funcionamiento es sencillo, dado que detecta cambios en la iluminación del ambiente. Utiliza dos sensores ópticos que detectan el “contraste” de los niveles luminosos vistos por esos dos ojos, lo que le brinda una sensibilidad bastante alta. Una ventaja del equipo consiste en que se requieren solamente dos ajustes, luego de los cuales puede funcionar en cualquier ambiente. En la figura 43 vemos el esquema de nuestro detector, que emplea dos circuitos integrados: un operacional 741 y un temporizador 555. El operacional funciona como comparador, recibe las dos entradas las señales procedentes de los sensores ópticos. La calibración del sistema de detección se realiza por la regulación de una red simple de resistencias. Si se detectara alguna modificación, aparece un pulso en la salida del operacional (pata 6), el que se envía a un oscilador monoestable formado por el clásico 555, cuya salida se aplica a un buzzer piezo-eléctrico de alta eficacia sonora durante el período de temporización (10 segundos aproximadamente, de

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Figura 44

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acuerdo con los valores dados en el circuito) . El buzzer es resonador de estado sólido con terminales polarizados, funcionará con una alimentación de 3 a 30V con corrientes muy pequeñas. Para un buen funcionamiento, conviene colocar los LDR en sendos tubos opacos de 5 mm de diámetro por 3 cm de largo, los caules se deben enfocar en la dirección en la que se desee detectar el movimiento. Para ajustar el equipo debe colocar los dos trimpots en posición central, conecte la alimentación y espere 5 segundos para que la alarma sonora dispare. Recuerde que el funcionamiento se basa en la comparación entre dos niveles, si hay necesidad la alarma funcionará con dos tubos que estén centrados en dos direcciones diferentes. Para controlar varios ambientes al mismo tiempo, bastará con colocar varios conjuntos sensores en paralelo, conectarlos mediante cables blindados. En la figura 44 se muestra el diseño para la placa de circuito impreso. Cuando todo está ajustado y equilibrado, cualquiera de los pares de ojos hará funcionar la alarma.

Lista de Materiales CI1 - Circuito Integrado 741 CI2 - Circuito Integrado 555 LDR1, LDR2 - LDRs de cualquier tipo. R1, R2 - 12kΩ P1 - Trimpot de 25kΩ ALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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R3 - 470kΩ P2 - Trimpot de 250kΩ C1 - 0,1µF - Cerámico C2 - 10µF x 16V - Electrolítico. S1 - Interruptor simple. Buzzer - Buzzer piezoeléctrico. Varios Placa de circuito impreso, gabinetes para montaje, batería de 9V y conector, tubo opaco para los sensores, etc.

13) Sensor de Humedad Si bien generalmente los sistemas de alarma se instalan para detectar la presencia de intrusos, en ocasiones es necesario poder detectar la humedad de un sitio determinado con el obejto de poner en marcha, por ejemplo, un sistema de riego. El circuito mostrado en la figura 45 sirve para medir dicha humedad, de manera tal que los amantes de las plantas podrán saber si ellas necesitan agua. Para armar nuestro proyecto habrá que construir un óhmetro de mucha exactitud, que pueda comprobar cualquier modificación en la salinidad. Esto será necesario, ya que el agua que no tiene sal conduce menos que el agua salada; tendrá una característica proporcional a la cantidad de sal disuelta en ellla. Para hacer la medición, debemos contar con una sonda formada por dos electrodos comunes que estarán debajo del agua. Luego la tensión positiva de alimentación, por medio de la resistencia R1 de 1.000Ω, alcanzará a

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Figura 45


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uno de los dos electrodos, que pasando a través del agua, se dirigirá hacia el otro electrodo, conectado a la entrada no inversora (pata 5) del amplificador operacional que está incluido en el interior del integrado LM358. El agua aunque no esté salada, de todas maneras conduce, por lo cual es necesario un control para neutralizar la conductividad residual. Para tal fin, empleamos el segundo amplificador operacional del LM358. Dándole una vuelta al trimmer R2, se le dará en la entrada no inversora de dicho operacional una tensión que posteriormente llegará al microamperímetro. Si hubiera una sonda sumergida en agua no conductora y en la salida se tuviera una tensión de 1V, se ajusta el trimmer R2 para obtener en la salida del primer operacional una tensión de 1V, para que la salida del segundo esté en cero y el microamperímetro no acuse marcación alguna. La capacidad conductora del agua puede aumentar por causa de un poco de sal; luego, en la salida del segundo AO existirá una tensión mayor, aproximadamente de 1,1V y la aguja del contador marcará este aumento de 0,1V. Al quedar solucionado en R2 el inconveniente de la puesta en cero, quedará por resolver la sensibilidad que se necesita para saber cuál es el valor máximo de conducción que queremos investigar. Por ejemplo, si el agua tuviera el punto exacto de sal, la aguja del miliamperímetro debería estar en la mitad de la escala, de esta forma las amas de casa sabrían que si la aguja se mueve más allá de ese punto, significará que se pasaron de la cantidad de sal necesaria que había que utilizar para una determina comida y si no se llegara a ese punto, es porque falta ponerle más sal. Otra manera de solucionar la puesta en cero es colocar el trimmer R6. También es útil el diodo led conectado en paralelo con el trimmer R2 como aviso luminoso. Para que este aparato pueda medir la humedad del terreno, habrá que cambiar el valor de la resistencia R4 del circuito, se utilizará una de 470kΩ en vez de la resistencia de 470Ω. Se puede emplear una batería de 9V, dado que el consumo es inferior a los 10mA. La SONDA es el componente más delicado, porque sus dimensiones influirán en la sensibilidad y la exactitud del circuito. La sensibilidad del instrumento cambiará según se sumergan pocos milímetros o muchos centrímetros, tendrá que ver si la sonda se hace con dos cables muy largos. Para llegar a tener una exactitud confiable se tendrá que optar por una longitud y una distancia fija entre los electrodos. Se han practicado pruebas con dos electrodos de 5 mm de ALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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longitud, a una distancia de 2,5 mm. Habrá que tomar en cuenta que estas superficies pueden oxidarse al tomar o con el agua salada, así que luego de utilizarla se la deberá lavar con agua corriente. Otra solución sería emplear dos pedazos cortos de alambre de acero inoxidable o cromado, pero no es fácil soldarlos. Los electrodos de cobre no hay que utilizarlos jamás, ya que al oxidarse se forma en su superficie una película de sulfato de cobre que es venenosa, tampoco se utilizará la plata porque se oxida rápidamente. Se podrían emplear dos pedazos cortos de alambre zincado, fijados en el interior de un soporte plástico (por ejemplo el cuerpo de una birome común) pero como esta construcción no es muy higiénica para el uso hogareño, su uso no es aconsejable. El modelo para la placa de circuito impreso en escala 1:1 se muestra en la figura 46.

Figura 46

Lista de Materiales CI 1 - LM358 - Circuito integrado doble amplificador operacional. L1 - Led de 5 mm color rojo µA - Microamperímetro de 200µA a fondo de escala SONDA - Ver texto R1 - 1kΩ R2 - Potenciómetro multivueltas de 10kΩ R3 - 1kΩ R4 - 470Ω R5 - 1kΩ R6 - 10kΩ - Potenciómetro C1 - 10µF x 25V - Capacitor electrolítico Gabinete para montaje.

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14) Sencillo Sensor Infrarrojo

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En los últimos años, la electrónica ha avanzado mucho, especialmente en la “topología” de trabajo de los diferentes sensores empleados en múltiples aplicaciones. Un simple ejemplo de esto son los sensores empleados en los modernos automóviles. Hoy en día no nos imaginamos un vehículo de cierto prestigio que no posea un microprocesador que ejecuta órdenes en fiunción de la información brindada por diferentes sensores ubicados estratégicamente. El sensor no es de naturaleza complicada, hasta es posible urtilizar un simple alimentador ON/OFF. En estos momentos las operaciones mecánicas son reemplazadas por sensores electrónicos que son controlados manualmente. Vamos a ver un conjunto de sensores electrónicos que pueden se empleados en diferentes sistemas, a voluntad del técnico operador. La principal característica de cada uno es que las “características eléctricas” son independientes del sistema en que se van a utilizar. a) SENSOR Infrarrojo “ON” En la figura 47 vemos el circuito de un primer sensor en base a un “canal” infrarrojo donde el LED (LED1) apunta al fototransistor infrarrojo (Q1). Tal cual como está el circuito, mientras el receptor reciba luz del Led, el relé permanecerá activado, bastará con que se interponga un objeto (aunque sea opaco), para que el relé se desactive. Por supuesto, los os del relé podrán emplearse para “controlar” cualquier sistema. En la figura 48 se da el circuito impreso de este sensor. Se puede emplear cualquier par infrarro-


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jo como fototransistor y fotodiodo, por ejemplo, el clásico par BPW42 y CQX46, disponible en la mayoría de los negocios por un costo bajo. Lista de Materiales Q1 - Fototransistor - ver texto. Q2 - 2N3906 (BC558) Transistor PNP de uso general. LED1 - Fotodiodo (ver texto). D1 - 1N4148 - diodo de uso general. Relé - Relé de 12V para circuitos impresos. R1 - 10kΩ R2 - 1kΩ R3 - 820Ω b) SENSOR Infrarrojo “OFF” Este sensor (figura 49) posee una operación inversa a la anterior. Mientras se mantenga el enlace óptico el relé estará desconectado, luego cuando dicho haz infrarrojo sea interrumpido, se activará el relé como consecuencia de la saturación del transistor Q2. El circuito impreso correspondiente se muestra en la figura 50. Si desea saber cómo quedan fiísicamente armados estos dos sensores puede hacerlo en la de abajo.

Figura 49

Figura 50

Lista de Materiales Q1 - Fototransistor - ver texto Q2 - 2N2222 (o BC548) Transistor NPN de uso general. LED1 - Fotodiodo (ver texto) D1 - 1N4148 - Diodo de uso general D2 - Zener de 6,1V x 500mW Relé - Relé de 12V para circuitos impresos R1 - 10kΩ R2 - 100kΩ R3 - 820Ω

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15) Sirena de 100dB Si bien ya hemos publicado un circuito sobre una sirena potente, en esta oportunidad presentamos un dispositivo capaz de entregar un sonido superior a los 100dB sobre una bocina pequeña o parlante de cono de miland. Para que se tenga una idea un sonido de 100dB es igual al ruido de un tren al pasar por una estación en su máxima velocidad. Luego de montar y ajustar esta sirena, se puede constatar lo potente que, de verdad, es su sonido, sin dejar de lado su reducido tamaño. Empleando un buzzer como transductor, se puede llevar en un bolsillo o en la cartera y activarla cuando vemos una actitud sospechosa, para que el “posible malviviente” desista de sus intenciones de molestarnos. La sirena se puede colocar también en un auto, sin siquiera tener que hacer perforaciones en la carrocería para ubicarla, de esta manera se la emplea para antirrobo y, lógicamente que puede ser utilizada también para nuestro hogar, se pondrán varias en diferentes lugares estratégicos y cada una de ellas alimentada con pilas de 9V. El circuito lleva dos integrados CMOS, un CD4011(de 4 puertas NAND) y un CD4046 que consiste en un sistema PLL utilizado como oscilador controlado por tensión (VCO). En la figura 51 podemos ver el circuito completo de la sirena, donde tres de las cuatro compuertas NAND del CD4011 se emplean para hacer un oscilador de onda cuadrada, con la capacidad de producir una frecuencia del orden de algunos Hz (de 2 a 10Hz) necesaria para modular la etapa osciladora de IC2 (CD4016). La frecuencia que generan las tres NAND queda determinada por el valor de la resistencia R1 de 4,7MΩ y del capacitor C1 de 22nF; al respecto, se puede colocar un capacitor de 100nF y un potenciómetro de 1MΩ para poder controlar esta frecuencia a voluntad. La onda cuadrada que está en la salida del oscilador formado por las NAND llega a la pata 9 de IC2, que pasa por medio de de un circuito integrador común, formado por la resistencia R2 y el capacitor C4. La utilización del integrador nos da la posibilidad de llegar a la pata de control del VCO (pata 9 de IC2) con una tensión variable que cumple la función de desplazar con determinados límites, la frecuencia generada. ALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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Como sabemos, el “Voltage Controller Oscillator” (VCO) tiene la particularidad de variar la frecuencia que genera al cambiar la tensión en la pata 9. Esta frecuencia, sin embargo, está en función del valor de la resistencia R3, del trimmer R4 y del capacitor C6. Si se emplea los valores que se sugieren al girar de un extremo al otro el trimmer R4, se podrá lograr que IC2 oscile en un rango de 2.500Hz a 4.000Hz. Para que el transductor piezoeléctrico tenga un rendimientro máximo, la freceuencia debe estar en torno de los 3kHz por ello, la frecuencia del VCO es fundamental. Por lo tanto, habrá que considerar la tolerancia de la resistencia utilizada entre la pata 12 y la masa, de la misma manera que el capacitor empleado entre las patas 7 y 6. Si por estas tolerancias, la frecuencia fuera un poco superior o inferior a la necesaria para su uso, su rendimiento acústico bajaría notablemente, y el sonido emitido sería menor a los 100dB que anteriormente señalábamos. Hay una frecuencia variable en la salida de la pata 4 de IC2 y esta modificación permite obtener un sonido variable, tanto en amplitud como en frecuencia. A través de la resistencia R7, la señal se emplea en la base del transistor amplificador TR1, que tiene la función de activar el

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Figura 51


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Figura 52

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transductor piezoeléctrico y la impedancia Z1. La impedancia Z1 permite que se tenga un circuito sintonizado L/C a la frecuencia de 3.500Hz; es decir, a la frecuencia necesaria para llegar al máximo de su rendimiento. Dentro del interior del integrado IC2 hay un diodo zener de 7V, que estabiliza la tensión externa de alimentación, para esto se conectó en serie la resistencia R6, de 820Ω, entre la pila de alimentación y las patas 15 y 16 de IC2. Por ser alimentada con la misma tensión, se estabiliza la etapa osciladora de baja frecuencia, por lo cual las fluctuaciones de la tensión de alimentación no harán variar la frecuencia que se genera entre los dos osciladores. Al estar presente el diodo zener de 7V, se puede alimentar la sirena con una batería común de 9V o con la tensión de 12V de la batería del auto. El consumo es muy bajo, del orden de los 12mA En la figura 52 se da el esquema del circuito impreso de una sola cara a tamaño normal. Una vez montado el circuito es conveniente ajustar el trimmer R4. Se pone un destornillador en la ranura de R4, se pulsa P1 y con rapidez se tendrá que tratar de buscar la posición en que se obtiene la mayor potencia sonora; como dijimos, se lo hace de manera rápida para que uno no se aturda con el ruido. Lista de Materiales CI1 - CD 4011 - Circuito integrado CMOS CI 2 - CD4046 - Circuito integrado PLL


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T1 - Impedancia de 1H Buzzer piezoeléctrico R1 - 4,7MΩ (ver texto) R2 - 1,5MΩ R3 - 18kΩ R4 - Potenciómetro de 50kΩ R5 - 180kΩ R6 - 820Ω R7 - 4k7 C1 - 22nF - Capacitor de poliéster (ver texto) C2 - 100nF- Cap. de poliéster C3 - 1µF x 35V - Cap. electr. C4 - 10nF - Capacitor cerámico C5 - 10µF x 25V - Capacitor electrolítico C6 - 10nF - Cap. de poliéster o cerámico

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16) Sensor de Ruidos Molestos El proyecto que describimos en esta nota detecta ruidos "puntuales" de determinada intensidad y permite la activación de un relé el cual se desactivará con un nuevo sonido estridente. De esta manera, a la salida del relé se puede conectar un sistema de alarma o cualquier otro dispositivo que se desee comandar. Lo que proponemos es un circuito que responda a los ruidos con bajo contenido armónico (ruidos secos), como los provocados por una palmada, con el objeto de evitar que una conversación o el sonido de un televisor cambie el estado del relé

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Figura 54

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que esté siendo controlado. El circuito de nuestro equipo se muestra en la figura 53 y se compone de dos partes, por un lado el bloque encargado de detectar el ruido y por otro lado el bloque capaz de permitir el cambio de estado del relé cada vez que se detecta dicho ruido. El sonido producido por un ruido específico (rotura de un vidrio, por ejemplo) será captado por un micrófono (que puede ser direccional) y conducido a un preamplificador por medio de un capacitor de 4,7nF. CI-1A aumentará el nivel de la señal eléctrica captada para ser conducida a un segundo amplificador operacional. Debemos aclarar que sólo serán amplificados los sonidos cuya frecuencia sea inferior a los 2.500Hz, dado que el filtro formado por R3, R5 y C4, impide que las señales de alta frecuencia sean conducidas hacia el primer operacional. Ahora bien, si Ud. desea que el circuito responda a un simple silbido (llavero sónico, por ejemplo), bastará con que quite C4 y R5. El segundo amplificador operacional cumple la función de “conformar” los pulsos de la señal amplificada, de forma tal de


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tener impulsos bien cuadrados del tipo digital, capaces de accionar el segundo bloque de nuestro dispositivo que contiene integrados CMOS del tipo CD4013. El CD4013 posee en su interior dos flip-flop D que emplearemos en conjunto. El primer FF D funciona como oscilador monoestable de 1 segundo, es decir, en su salida habrá un pulso cuadrado de 1 segundo de duración que comandará el segundo FF D. La inclusión de este primer FF D, se hace para evitar que dos palmadas casi simultáneas pudieran actuar sobre nuestro dispositivo, por un lado, y permitir que con una palmada se active el relé y con la siguiente se desactive por el otro. El segundo FF D se utiliza como divisor x 2 para lograr una salida “1” con una palmada y una salida “0” con la palmada siguiente. Dicho de otra manera, para que el estado lógico de la salida cambie con cada palmada. Cunado en la pata 1 del CD 4013 haya un “1” lógico, se polarizará la base de Q1 (que incluso puede ser un darlington del tipo BC517 para mayor seguridad en la activación), que excitará la bobina del relé. Con un estado “0” en la pata 1, el transistor estará cortado y el relé se desactivará. El circuito se alimenta con una tensión de 12V, exige una corriente inferior a los 100mA, limitada únicamente por el consumo del relé que debe ser del tipo de los empleados para circuitos impresos. Si desea incrementar la sensibilidad del circuito, sólo debe aumentar el valor de R3. Incluso, puede colocar un potenciómetro de 1MΩ en serie con un resistor de 22kΩ para poder ajustar la sensibilidad al valor deseado. Para aumentar aun más la sensibilidad, cambie R8 por otro resistor de 220kΩ. También puede cambiar la banda pasante del filtro para que el dispositivo capte, por ejemplo, un timbre de voz determinado y así sólo funcione con la voz de una persona. Para ello se deben variar los valores de C3, C4 y R5. De esta manera, realizando varias pruebas, se puede conseguir la sensibilidad adecuada y con un timbre de voz específico. el impreso se muestra en la figura 54. Lista de Materiales Q1 - BC 548 - Transistor NPN IC1 - LM358 - Doble amp. operacional. IC2 - CD4013 - Doble Flip-Flop D.

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D1, D2 - 1N4148 - Diodos de uso gral. D3 - 1N4004 - Diodo rectificador Relé - relé para ctos. impresos de 12V Micr - Micrófono direccional preamplificado. R1 - 4k7 R2, R4, R13 - 47kΩ R3, R8, R9, R10 - 100kΩ R5 - 1k2 R6, R7 - 12kΩ R11 - 39Ω R12 - 22kΩ C1, C7, C9, C10 - 10µF x 16V - electrolítico. C2, C6, C8, 0,1µF - Cerámicos. C3 - 4,7nF - Cerámico. C4 - 0,056nF - Poliéster. C5 - 100µF x 16V - Electrolítico. S1 - Interruptor Simple. Varios Placa de circuito impreso, gabinete para montaje, estaño, cables, bornes de conexión, etc.

17) Central de Alarma Domiciliaria Un sistema de alarma domiciliaria debe poseer como mínimo una central que reconozca la activación de los sensores ubicados en posiciones estratégicas y que luego de un proceso accione a un sistema de alerta, un sistema de puesta en funcionamiento de la central, una fuente de alimentación que permita el suministro de corriente a través de la red eléctrica y que conmute a baterías cuando ésta sea interrumpida, los sensores y el sistema de alerta interconectados de la forma que sugiere la figura 55. La central de alarma debe poseer como mínimo dos zonas de reconocimiento, una zona de entrada/salida con activación demorada para que una vez accionada la central nos dé tiempo para alejarnos de la vivienda sin que se detecte una apertura de puerta, por ejemplo, y para que nos permita desconectar la central luego de abrir una puerta antes de que se dispare el sistema de alerta. La otra zona de disparo instantáeo hará accionar el sistema de alerta de inmediato luego de detectarse por parte de la central el desarme de un sensor. La central que proponemos da un tiempo de unos 30 segunALARMAS: Guía Práctica de Instalación

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dos (regulables) para abandonar la vivienda por la zona de entrada/salida luego de accionada la central y de 20 segundos para desconectarla al regresar a la vivienda antes de que se accione el sistema de alerta. Superados estos tiempos, al conectarse el sensor, se disparará el sistema de alerta. En la figura 56 se muestra el esquema completo de la central de alarma que posee una zona de disparo por positivo que activa el sistema de alerta luego de 30 segundos de colocar un potencial de 12V en dicho terminal, una zona de disparo por negativo que activa el sistema de alerta luego de 30 segundos de colocar un potencial de masa en dicho temrinal y una zona de disparo instantáneo que hace funcionar al sistema de alerta inmediatamente cuando en ese o se detecta un potencial de masa. Las compuertas 1, 2 y 3 componen un sistema monoestable que inhabilita las zonas de disparo demorado durante 30 segundos luego de darle alimentación a la central. Al aplicar tensión al circuito el capacitor C1 se carga a través de R1 dando un ¨0¨ inicial en las entradas de la compuerta 1 que dará un ¨1¨ lógico en la entrada de la compuerta 2 presentando un ¨0¨ lógico a su salida con la cual C2 se cargará a través de R3. Durante el período de carga de C3 en entrada de la compuerta habrá también un ¨0¨ lógico que fijará un ¨1¨ a su salida el que se aplica a una de las entrdas de la compuerta ¨4¨ estableciendo un ¨0¨ a su salida sin importar el estado de la otra entrada (de ¨4¨) que es la que trae la información del estado de los sensores. En ese estado no se activará el sistema de alerta.

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Figura 55


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En la medida que se carga C2 a través de R3 la tensión en al entrda de la compuerta ¨3¨ crece hasta llegar un momento en que la interpreta como ¨1¨ lógico cambiando el estado en su salida yendo a ¨0¨ y permaneciendo en este estado en forma permanente dada la realimentación hacia la compuerta 2. De esta manera, cada vez que se aplica alimentación quedan inhabilitadas las zonas de disparo demoradas por el espacio de 20 segundos ajustables a través de R3 y/o C2. Pasado el período inicial, en una entrada de ¨4¨ habrá un ¨0¨ lógico y en la otra la tensión será fijada por los sensores. Mientras los sensores estén en operación en la otra entrada de ¨4¨ habrá un ¨1¨ lógico fijado por R2 y D2 pero al desarmarse un sensor esta tensión cae abruptamente a ¨0¨ con lo cual la salida en ¨4¨ va al estado lógico ¨1¨ que se transmite a la entrda de ¨5¨ a través del filtro que forman R6 y C3, precisamente este filtro evita señales espúreas que podrían provocar disparos erráticos. Volviendo al estado que estamos analizando, con un ¨1¨ en la entrada de la compuerta ¨5¨ se dispara el monoestable que forma esta compuerta con la ¨6¨ y cuyo funcionamiento es similar al analizado con las conpuertas ¨2¨ y ¨3¨. Mientras se carga C4 a través de R7 la salida de la central no cambia. Este tiempo se fijó en 20 segundos y está para permitir la desconexión de la central antes de que se active el sistema sonoro.


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Pasado este tiempo se activa el monoestable formado por las comuertas ¨7¨ y ¨8¨ la que hará saturar al transistor T1 que activará el sistema de alerta. Este último monoestable permanecerá en estado alto durante un tiempo de 3 minutos aproximadamente fijados por R9 y C7. O sea que la detección de un intruso hará funcionar al sistema de alerta durante 3 minutos, pasado este tiempo el sistema vuelve a su estado normal en espera de una nueva interrupción en los sensores. La alimentación se efectúa con 12 volt con lo cual también puede emplearse en la protección de automóviles. Una vez seguro de haber interpretado el circuito se aconseja colocar primero los circuitos integrados (cuidado con su posición ya que si se equivoca podrá provocar su destruccion ) sin soldarlos con lo cual ya tendrá puntos de referencia para colocar el resto de los componentes, luego coloque los resistores (no conecte R14 aún) y proceda a soldarlos, posteriormente haga lo propio con los diodos respetando su polaridad (no conecte D6 aún). A continuación coloque los capacitores, primero los cerámicos y luego los electrolíticos teniendo en cuenta que estos últimos también tienen polaridad y si se los invierte pueden llegar a explotar. Colocados y soldados todos los componentes pasivos, conecte los transistores y el LED y, por último, suelde los circuitos integrados. ahora su equipo está en condiciones de funcionamiento, sólo resta que suelde los cables de conexión en los lugares indicados intentando colocar cables de distintos colores. La sugerencia es la siguiente: Cable A: (disparo por (-) color gris. Cable B: (disparo por (+) color naranja. Cable C: (disparo instantáneo) color blanco. Cable D: (negativo alimentación) color negro. Cable E: (positivo alimentación) color rojo. Para la conexión del cable B se conecta un terminal de R14 a la base del transistor T2 en la plaqueta del circuito impreso y en el otro terminal que queda libre se conecta dicho cable B, aislándolos luego de soldarlos para evitar choques accidentales. Lo mismo ocurre con la conexión del cable A, ya que el ánodo de D va en la plaqueta y el cátodo se conecta directamente a dicho cable de color gris. Una vez conectados todos los componentes sobre la plaqueta e instalados los cables revise cuidadosamente el armado tantas

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Figura 57

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veces como sea necesario hasta estar seguro de no haber cometido equivocaciones, luego proceda a la prueba del equipo, para ello aplíquele alimentación, deje pasar unos 30 segundos y conecte a masa unos instantes el cable blanco, el LED se deberá encender y permanecerá así durante unos tres minutos. Apague el equipo, espere unos instantes y vuélvalo a encender, antes de que transcurran 30 segundos conecte a masa el cable gris unos instantes, espere un minuto, nada deberá suceder, ya que la alarma temporiza su conexión para darle tiempo a retirarse del área protegida. Transcurrido el minuto, vuelva a tocar el cable gris a masa y el cabo de 20 segundos se encenderá el LED e indicará el disparo de la alarma. Tenga en cuenta que esos 20 segundos es el tiempo que Ud. tiene para desconectar el equipo al retornar al área protegida. La operación con el cable naranja es igual que con el cable gris, solamente que el disparo se producirá cuando este cable toque el terminal positivo en lugar del negativo. Si como sistema de aviso desea colocar una sirena, bocina u otro aparato, conecte la bobina de un relé de 12 volt y 220Ω de impedancia entre los puntos M y N de la plaqueta, luego los os del relé úselos para activar dicho sistema de aviso. Si utiliza un relé del tipo MONICO 612, el mismo puede conectarse directamente en la plaqueta de circuito impreso. En la figura 57 se da el circuito impreso de la central de alarma con la disposición de los componentes.


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Lista de materiales CI1, CI2 = CD4001 - Integrados CMOS D1 a D6 = 1N4148 - Diodos de uso general D7 = Zener de 7,5V ó 8,2V x 1/2Watt D8 = LED 5 mm R1 = 1MΩ R2 = 12kΩ R3 = 2MΩ2 R4 = 270kΩ R5 = 270kΩ R6 = 22kΩ R7 = 2M5 R8 = 270kΩ R9 = 1MΩ R10 = 150Ω R11 = 12kΩ R12 = 12kΩ R13 = 12kΩ R14 = 12kΩ R15 = 1kΩ C1 = .01 x 50V, capacitor cerámico C2 = 10µF x 16V, capacitor electrolítico C3 = 0,1 x 50V, capacitor cerámico C4 = 10µF x 16V, capacitor electrolítico C5 = 10µF x 16V, capacitor electrolítico C6 = 100µF x 16V, capacitor electrolítico C7 = 100µF x 16V, capacitor electrolítico C8 = 0,1 x 50V, capacitor cerámico C9 = 0,05 x 50V, capacitor cerámico T1 = BC548 o similar T2 = BC548 o similar

18) Localizador de Cañerías Por las paredes, pasan caños de gas y de agua que muchas veces necesitan ser detectados antes de comenzar la instalación de una alarma. Proponemos un montaje que se asemeja mucho a un detector de metales que permite localizar casi cualquier cañería oculta en una pared. Para una persona que tenga que hacer reparaciones u otro tipo de trabajos, será muy útil poder contar con un detector que pueda encontrar la colocación de tuberías en el interior de una

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Figura 58

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pared. Es necesario un detector especial con la capacidad de localizar única y exclusivamente tuberías. Este circuito posee una sensibilidad mayor que 20 cm. Como observamos en la figura 58, este circuito lleva tres transitores y un integrado. El primer transistor NPN tipo BC239, es utilizado en el circuito como oscilador de audio y su frecuencia equivale a unos 1.500Hz, fijada por el número de espiras bobinadas sobre el núcleo de ferrite y por el valor de los dos condensadores C3-C4. Si a este bobinado se le acerca un cuerpo metálico de tamaño mayor a las del mismo núcleo, la amplitud de la señal de audio que está en el emisor de Q1, va a tener modificaciones que serán amplificadas y enviadas al transductor piezoeléctrico para dar aviso de que se ha hallado un caño. La pata inversora del operacional IC1/A va conectada al cursor del potenciómetro R5, tal que girando el cursor hacia R4 se da entrada a una tensión positiva mayor a la que da cuando el cursor está girando en sentido contrario, o sea, hacia R6. Para cambiar el nivel de umbral del detector, se gira el cursor del potenciómetro R5, con el fin de encontrar la tensión adecuada, en función de la amplitud de la señal de audio aplicada a la pata no inversora (pata 3), para tener en la salidad un nivel lógico “1”. Si la amplitud de la señal de audio es mayor al valor de la tensión de referencia regulada de esta manera, en salida tendremos amplificados loa picos positivos de esa señal que, rectificados por el diodo DS1 y filtrados por el capacitor C6, darán en salida


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un nivel lógico “1”. Si hubiera cerca de la bobina L1 una tubería metálica, la amplitud de la señal de audio tendría una variante, en la práctica la pata inversora tendría una tensión positiva superior a la puesta en la pata 3 no inversora, y en salida encontaríamos un nivel lógico “0”. Para cambiar la sensibilidad de este detector, habrá que accionar el potenciómetro R5. En el segundo, las dos entradas van conectadas, por medio de las resistencias R8-R9, al divisor resistivo R10-R11. Con esta polarización en la salida tendremos un nivel lógico inestable, o sea, ni 1 ni 0. En la práctica al ir conectada la entrada inversora al capacitor C6 y la entrada no inversora, por medio del capacitor C7, al emisor del transsitor Q1, donde está la señal de audio, ocurre lo siguiente: a) Si la bobina L1 no detecta la influencia de tuberías metálicas, en el capacitoror C6 habrá una tensión positiva y al sumarse a la presente en el divisor R10-R11, hará que en la pata inversora haya un nivel de tensión mayor a la amplitud de la señal de audio aplicada a la pata no inversora. Por lo tanto, en la pata de salida (7), habrá un nivel lógico “0”. Con esto, los transistores de salida no reciben señal, y no se emitirá sonido alguno. B) Cuando se detecta una tubería metálica, la salida del operacional IC1/A tomará un nivel lógico 0, por lo que la tensión en la pata inversora del segundo operacional IC1/B bajará en forma automática a un nivel menor respecto de la señal de audio aplicada, por medio de C7, a la pata no inversora. Es por ello, que en la salida tendremos amplificados los picos de la señal mencionada, siendo su amplitud mayor que la tensión presente en la pata inversora. De esta manera, la señal de audio polariza los transistores Q2 y Q3 que excitarán el transductor, que emitirá un sonido para indicar que se está en presencia de una tubería. La alimentación del circuito se realiza con una batería común de 9 volt y el consumo mientras está en reposo es de alrededor de 1mA, llegará a los 10mA en presencia de la nota de audio. El arrollamiento de L1 está formado por 750 espiras de cobre esmaltado de 0,4 mm. El número de espiras no es crítico, podrá asegurar que el detector de tuberías funcionará igualmente perfecto aunque las espiras sean 650 u 850. El número de espiras determina la frecuencia de oscilación, y por lo tanto, puede ser que el sonido emitido sea más o menos agudo. Para probar el circuito, al encender el detector, se colocará el potenciómetro R5 a mitad de su recorrido, se tendrá precaución

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Figura 59

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de mantener el circuito lejos de masas metálicas con consistencia. En la salida estará presente la nota de audio, y al girar el potenciómetro R5, se encontrará sin problemas una posición en la que el circuito se quede mudo. Accionando el potenciómetro R5, se intentará regularlo de manera que el circuito quede casi estable y que en el transductor esté presente, de manera débil, la nota de audio. Así el circuito quedará regulado para su máxima sensibilidad, podrá captar tuberías ubicadas en profundidad, en paredes de considerado grosor. Se puede regular la sensibilidad del circuito con sólo girar el mando del potenciómetro R5 en sentido inverso. En cuanto se le dé tensión al circuito, estará presente la nota de audio durante unos segundos, hasta que el capacitor C6 se haya cargado, independientemente del potenciómetro R5. Si el potenciómetro fue regulado para una determinada sensibilidad y se movió al pasar el tiempo, la nota desaparecerá automáticamente y el circuito estará listo para utilizarse.


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Por último, en la figura 59 se reproduce el diagrama del circuito impreso de este detector. Lista de Materiales CI1 - LM358 - Doble operacional Q1 - BC239 - Transistor NPN (BC548) Q2 - BC237 - Transistor NPN Q3 - BC328 - Transistor PNP DS1 - 1N4148 - Diodo de uso general L1 - ver texto R1 - 330kΩ R2, R8, R9 - 1MΩ R3 - 4k7 R4 - 18kΩ R5 a R7, R10, R11 - 10kΩ R12 - 56Ω C1 - 100µF x 16V - Electrolítico C2 - 10µF x 16V - Electrolítico C3 - 0,47µF - Cerámico C4 , C5, C8 - 1µF - Cerámico C6 - 0,1µF - Cerámico C7 - 0,01µF - Cerámico C9 - 10µF x 16V - Electrolítico C10 - 47µF x 16V - Electrolítico Varios Placas de circuito impreso, gabinete para montaje, interruptor simple, estaño, cables, etc.

De esta manera, hemos dado una selección de circuitos prácticos que pueden ser montados sin dificultad, con empleo de componentes que pueden conseguirse fácilmente en las casas del gremio. Esperamos que los mismos les sean de utilidad y quedamos a su disposición para ampliar esta información.

Horacio D. Vallejo

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