Sistemas de seguridad

Todo aquel equipo encargado de resguardar a un elemento contra cualquier agente perturbador,forma parte de un sistema de seguridad.

Normalmente se asocia a los sistemas de seguridad con los sistemas de alarmas que son aquellos cuyafunción es la de proteger una vivienda, un vehículo, un negocio o cualquier otro objeto de valor contraladrones.

De esta manera podemos decir que un sistema de alarma es parte de un sistema de seguridad, ya que esteúltimo, puede incluir un equipo detector de incendios, de inundaciones, radiaciones nocivas, etc.

Esta obra ha sido pensada para ofrecerle al lector una gran cantidad de proyectos útiles para distientasactividades, resultando una ampliación del primer tomo de la Colección Saber Electrónica, cuyo título es pre-sisamente: “Alarmas”.

No redundaremos en definiciones sobre los elementos que conforman un sistema de seguridad ya queperseguimos la idea de brindarle información clara y precisa. Esta aclaración viene a cuenta porque ennumerosos libros de texto puede encontrar la explicación de un tema que contiene elementos muchas vecesdifíciles de conseguir por el técnico u hobbysta; por tal motivo, he decidido presentarles aquí, los elementosde uso frecuente, basándome en productos comerciales fáciles de conseguir en cualquier negocio del gremio.

Para ampliar este concepto, digamos que se puede hablar de sensores pirométricos pero ¿qué son estoselementos?, ¿qué diferencia a los distintos modelos?, ¿ cuándo conviene instalar una central microprocesada?,¿cuál es el principio de funcionamiento de un detector de humo?, ¿conviene instalar un sistema de seguridaden base a detectores de radiación cuando habitan animales en la zona a proteger?... Estas como tantas otras,son a preguntas que todos podemos realizarnos cuando debemos elegir la configuración apropiada, es porello que resultaría conveniente que lea detenidamente cada página de este texto si es que desea tener ampliopanorama sobre los diferentes elementos que pueden componer un sistema de sguridad para que luego puedaefectuar la elección adecuada a sus necesidades.

Como es nuestra costumbre, he priorizado la fácil lectura y comprensión de cada tema, razón por la cualla obra se divide básicamente en tres partes, en primer lugar va a encontrar una explicación teórica sobre loselementos que componen a un sistema, luego propongo distintos circuitos electrónicos de amplia aplicación ypor último describimos una central de alarma inteligente de 2 zonas instantáneas, 1 zona demorada, 1 sali-da de activación temporizada.

Este libro fue escrito teniendo en cuenta las constantes consultas de los lectores de Saber Electrónica y larevista del Club SE. Se han incluido ítems de acuerdo con las encuestas que normalmente efectuamos en nue-stro portal de internet. Esto confirma que Ud. es parte de esta obra, ya que en ella están vertidas las ideas ycríticas que seguramente en alguna oportunidad nos habrá hecho.

CLUB SABER ELECTRONICA 1

ISBN Nº: 978-987-1116-92-8CDD 621.381

Director de la Colección Club SEIng. Horacio D. VallejoJefe de RedacciónPablo M. DoderoAutor de esta edición:Ing. Horacio Daniel Vallejo

Club Saber Electrónica es una publicaciónde Saber Internacional SA de CV de Méxicoy Editorial Quark SRL de Argentina

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Club Saber Electrónica Nº 31. Fecha de publicación: Julio de 2007. Publicación mensual editada y publicada por Editorial Quark, Herrera 761 (1295) CapitalFederal, Argentina (005411-43018804), en conjunto con Saber Internacional SA de CV, Av. Moctezuma Nº 2, Col. Sta. Agueda, Ecatepec de Morelos, México(005255-58395277), con Certificado de Licitud del título (en trámite). Distribución en México: REI SA de CV. Distribución en Argentina: Capital: Carlos Can-cellaro e Hijos SH, Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942 - Interior: Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. – Distribución en Uruguay: Ro-desol SA Ciudadela 1416 – Montevideo, 901-1184 – La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcasque se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total oparcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionadostextos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial.Revista Club Saber Electrónica, ISSN: 1668-6004

Capítulo1.Sistemas de SeguridadTraductores mecánicos . . . . . . . . . . . . . .4Traductores optoelectrónicos . . . . . . . . . .4Traductores ultasónicos . . . . . . . . . . . . .5Circuito cerrado de TV como alarma . . . .5Sistema detectores de emergencia . . . . . .5El equipo intermedio . . . . . . . . . . . . . . .6Cómo actúa un sistema . . . . . . . . . . . . .6Composición de un conjunto de la alarma 6Emisores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6Osciladores de baja frecuencia . . . . . . . .7Osciladores de alta frecuencia . . . . . . . .8Osciladores senoidales . . . . . . . . . . . . .8Osciladores senoidales de realimentación 9Osciladores recomendados . . . . . . . . . .13Receptor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14Distintos tipo de sensores . . . . . . . . . . . .14Cómo es un antirrobo para vehículo . . . .14Cómo es un captor contra incendios . . . .14Cómo es un sensor de inundación . . . . . .15Cómo es un sensor de escape de gases . .15

Capítulo 2. Sietemas Sencillos conCircuitos IntegradosSistemas que operan con luz . . . . . . . . .17Detector de luz sencible . . . . . . . . . . . . .18Otro detector menos sensible . . . . . . . . .18

Alarma activada por cargas estáticas . . .19Alarma activada por luz . . . . . . . . . . . .20Detector crepuscular . . . . . . . . . . . . . . .20Alarma por interrupción de luz . . . . . . . .20Antirrobo para autos . . . . . . . . . . . . . . .21Alarma para moto . . . . . . . . . . . . . . . .21Sistema de alarma para negocios . . . . . .22Sensor de toque con rearme . . . . . . . . . .23Alarma de presencia . . . . . . . . . . . . . . .23Barrera infarroja . . . . . . . . . . . . . . . . . .24Central de alarma . . . . . . . . . . . . . . . . .25Sensor de nivel líquido . . . . . . . . . . . . .27

Capítulo 3. Sistemas Específicos deDetensiónSistema detector de temperatura inadecuada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29Sistema para sensar distintos eventos . . .31Uso de un micrófono . . . . . . . . . . . . . . .32Detectores de humo y gas . . . . . . . . . . .32Captor TGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33Sistemas detectores de subtensión . . . . . .35Sistema de aperturas y cierre de puertas .37

Capítulo 4. Circuitos de AplicaciónPrácticaDestellador con aviso sonoro . . . . . . . . .39Protector de objetos valiosos . . . . . . . . . .41

Detector de proximidad . . . . . . . . . . . . .42Seguridad para las puertas . . . . . . . . . .43Sensor de luz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43Alarma antirrobo . . . . . . . . . . . . . . . . .44Baliza a LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46Detector de movimientos bruzcos . . . . . .47Iluminación automática . . . . . . . . . . . . .48Detector de movimientointeligentes . . . . .49Detector de intrusos en automóviles . . . . .51Funcionamiento del VF1010 . . . . . . . . . .51Circuito práctico de aplicación . . . . . . . .53Circuitos opcionales . . . . . . . . . . . . . . .56Optimización de proyectos . . . . . . . . . . .56

Capítulo 5. Sistema de alarma domiciliaria inteligenteAlarma multipopósito con PICAXE paraaprendizaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60Algunos conceptos para recordar . . . . .61Prueba del funcionamiento del transistor 61La central de alarma inteligente . . . . . . .66Programación de la central . . . . . . . . . .69El programa inteligente . . . . . . . . . . . .70Funete para sistema de alarma con controlautomático de baterías . . . . . . . . . . . . .72Teclado microcontrolado . . . . . . . . . . . .74Sirena para alarma con habilitación lógica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78

2 CLUB SABER ELECTRONICA


Un sistema de seguridad es aquel que permite protegerun determinado elemento o grupo de elementos, a unser humano, animal, etc, frente a determinados even-

tos que pueden ocasionar perturbaciones indeseadas. Mientras tanto, un sistema de alarma, permite detectar al-

guna perturbación o anomalía que necesariamente debe seravisada.

Al detectar en la zona protegida el elemento que la per-turba, se actúa sobre un dispositivo traductor (detector, cap-tor, sensor) provocando una alteración o cambio de estado enel dispositivo electrónico, emitiendo, entonces, una señal eléc-trica que podría llevarse por cable hasta un elemento de avi-so (luminoso o sonoro), dispuesto creca de la “víctima o resi-dente” de esa perturbación. La trasmisión de señal de alarmade baja frecuencia (audible, continua, etc.) deberá hacersepor hilo para que la unión de los aparatos sea lo más senci-lla posible, sin descontar que, muchas veces, este tipo de co-municación resulta prohibida, imposible o muy cara. Esto seda cuando la distancia entre el local del siniestro es granderespecto del residente, o existe espacio público entre los dospuestos, lo que no permite la instalación de cable alguno.

Los elementos que se encuentran en cualqueir sistema dealarmas son tres:

a) traductor de entradab) equipo intermedioc) avisador o alarmaSe comprende que los ítems b y c pueden utilizarse para

distintas cosas, tomando en cuenta que el equipo intermediodebe recibir la anormalidad que se trata de señalar. El tipo detraductor (o “captor”) se determinará según la naturaleza dela anormalidad detectada.

Según sea la anormalidad (humo, calor, etc.), una vez tra-ducido ese fenómeno, provocará la activación del equipo in-termedio a través de una señal eléctrica que, a su vez, poneen movimiento la alarma o sistema de aviso.

Veamos ahora algunos traductores (a veces llamadostransductores):


Traductores Mecánicos

Estos son los más sencillos y, al producirse un evento inde-seable o intrusión, puede provocar la apertura o cierre de uncontacto eléctrico, lo que ocasionaría el funcionamiento delequipo intermedio tal como podemos apreciar en la figura1.

En este modelo de circuito se aprovecha la presencia delintruso quien, sin quererlo, accionará, al entrar en el área pro-tegida, un elemento apropiado. Cabe destacar que puederomperse un contacto eléctrico al abrirse o cerrarse una ven-tana, según lo indica la figura 2.

Al estar la puerta cerrada, ese contacto está cerrado en-tre dos elementos de un interruptor, que se interrumpe cuandose abre la puerta protegida. La interrupción de un circuito eslo que provoca el accionamiento de la alarma en este mode-lo de dispositivo, lo que implica el paso continuo de corrientepor el interruptor que está cerrado normalmente. Este procedi-miento se aplica a casos específicos. Para que el intruso nopueda desactivarlo, hay que tomar la precaución de tener ele-mentos del equipo de alarma bien disimulados. Es más, mu-chas veces será conveniente que éste ni se dé cuenta de quesu presencia fue advertida. Los sensores mecánicos resultanmás baratos, son más sencillos que todos lo demás y son másfiables. También podrían ponerse varios captores repartidospor diferentes puntos del local que se tratará de proteger, co-

nectándose en serie, como lo indica la figura 3, o en parale-lo (figura 4).

Cuando se trata de la elección de los sensores deben con-siderarse dos puntos:

1) Al haber interruptor de corriente eléctrica, se producela señal de alarma que va circulando entre los puntos a y b,donde normalmente los contactos deben estar estrechos en se-rie (figura 3).

2) Al establecerse dicho paso de corriente, se provoca laactivación de la alarma. Para ello deberán estar conectadosen paralelo los interruptores S1, S2, S3 y S4 (figura 4).

Traductores Optoelectrónicos

De los dos sistemas, antes descriptos, los traductores op-toelectrónicos, constituyen un perfeccionamiento, citando co-mo ejemplo las resistencias, diodos, transistores fotoconducto-res, células fotoelectrónicas, circuitos integrados excitado porun dispositivo optoelectrónico y fototiristores.

Para la actuación del traductor hay que hacer interveniren estos dispositivos, la interrupcón de un rayo luminoso, loque correspondería funcionalmente a la apertura de un inte-rruptor mecánico.

Figura 1

Figura 2 Figura 4

Figura 3


Este principio se indica en la figura 6, donde L es el emi-sor, siendo un sistema óptico simple que consta de una lám-para asociada a un lente o varias. Esta lámpara produce unhaz de rayos infrarrojos (invisibles a simple vista) que, con lalente, permite la obtención de un haz de rayos paralelos.

En el más sencillos de todo los sistemas (figura 6), se veque la lámpara esta dispuesta en el foco de la lente convexa,lo que permite producir rayos paralelos.

En la figura 5, el haz de rayos paralelos atraviesa el tra-yecto que debería recorrer el intruso o cualquier objeto que secruce, provocando la interrupción del haz luminoso en el tra-ductor T, produciendo el corte de la señal eléctrica. T es unelemento optoelectrónico, sensible a determinadas frecuenciade los rayos que en él inciden.

Traductores Ultrasónicos

Las señales ultrasónicas exceden en frecuencia, como sunombre lo indica, a los sonidos audiovisuales, siendo el lími-te superior del audio del orden de 20kHz (según cada perso-na). Todas las señales que estén por encima de estas frecuen-cias son clasificadas como ultrasónicas, pasando lo mismo enel caso de los rayos luminosos, infrarrojos, o ultravioletas (queson de muy alta frecuencia). Estas ondas ultrasónicas estánproducidas por generadores “adhoc”, técnica que ha sido de-sarrollada en diversos campos.

En las alarmas ultrasónicas se emiten señales ininterrumpi-das supervisando lo que se trate de detectar, lo que es deriva-do hacia un receptor que cuenta con un captor adecuado.

Estos detectores tienen un costo superior a los anteriores(mecánicos) y sólo sería lógico utilizarlos para protección deefectos de gran valor.

Lo principal de un sistema de alarmas es la fiabilidad,siendo elemental que sea robusto y que no se averíe, resultan-do importante en los equipos de alarma de alto costo, la ubi-cación de varios puntos dispositivos de alarma, basándose enprincipios diferentes y cuyas alimentaciones sean indepen-dientes.

Circuito Cerrado de TV Como Alarma

El circuito cerrado o televisión industrial que enlaza porcable al tubo de imagen con el receptor, es muy utilizado enmuchos tipos de alarmas, siendo un sistema muy caro.

En la figura 7 se esquematiza el sistema de alarma men-cionado, donde se puede incluir sonido pudiendo efectuar,además, numerosas variantes.

El principio es el siguiente: la zona está vigilada por unacámara disimulada lo mejor posible, con lo que esa imagenintrusa se va transmitiendo por cable a un receptor de TV y,de allí, aparece en pantalla.

Todo ello tiene sus inconvenientes; por ejemplo: -constante y permanente vigilancia de la pantalla de tele-

visión, siempre y cuando no se utilice otro sistema que aviseal vigía la presencia del intruso que aparece en cámara.

-hay que tomar en cuenta la iluminación de la zona, yaque se emplean tubos de cámaras sensibles a rayos infrarro-jos e invisibles al ojo humano.

Si la zona es amplia, la cámara no sería suficiente paraesa área, por lo que se necesitaría más de una.

Sistemas Detectores de Emergencias

Estos son aplicables a la detección de incendios ya quecaptan la presencia de humo o fuego, constando de elemen-tos sensibles a la temperatura, en el caso de fuego focaliza-do, o de dispositivos optoelectrónicos, en el caso de humo.

Figura 5

Figura 6

Figura 7


Como ejemplo tomamos un dispositivo análogo al de la figu-ra 8 en el cual el humo, una vez que invade el espacio atra-vesado por los rayos luminosos, produce una alteración deesa señal de salida del circuito optoelectrónico T, el que, a suvez, dispara la alarma.

Evidentemente, existen innumerables cantidades de siste-mas que cumplen con esa finalidad.

El Equipo Intermedio

Cuando el cambio de estado eléctrico del traductor es de-terminado, deberá atacar a un equipo intermedio figura 9compuesto, generalmente, por un oscilados de alta frecuenciaque comúnmente está bloqueado.

Esa información que brinda el traductor permite desblo-quear el oscilado que provoca que la alarma que es excitadapor la señal de baja frecuencia funcione.

Cuando esas alarmas son muy potentes, al oscilador de-be seguirle un amplificador de audio para proporcionar unaseñal suficiente, con el fin de activar un parlante.

Cómo Actúa un Sistema

Al detectar en la zona prevista el elemento que perturbauna condición de normalidad, se actúa en forma inconscien-te a un dispositivo traductor (que puede ser un detector, uncaptor o simplemente un sensor), provocando una alteracióno cambio de estado en un dispositivo electrónico emitiendo,entonces, una señal eléctrica, que podría llevarse por cablehasta un elemento de aviso (luminoso o sonoro, etc.), dispues-to cerca de la “víctima o residente” de esa perturbación. Latransmisión de señal de alarma deberá hacerse por hilo (ca-ble) de baja frecuencia (audible, continua, etc.) para que launión de los aparatos sea lo más sencilla posible, sin descon-tar que muchas veces, este tipo de comunicación resulta pro-

hibida, imposible o muy cara. Esto se da cuando la distanciaentre el local del siniestro o la intrusión se hallan lejos del re-sidente, o si hay espacio público entre los dos locales, lo queno permite la instalación de ningún cable.

Composición del Conjunto de la Alarma

Podemos decir que una alarma se divide en emisor y re-ceptor, siempre y cuando el receptor esté estudiado para cap-tar fácilmente las señales de audiofrecuencia transmitidas porel emisor.

Estos dos aparatos son muy parecidos al de los llamadoswalkie-talkie, pero sólo se necesitará un emisor y un receptorque deberán estar separados mecánicamente. Debido a quesu uso es personal, estos aparatos no tienen gran potencia(principalmente el emisor) y no deberá causar molestias en losreceptores de su alrededor. Respetando esto, no hay imposi-ción destacada para que la frecuencia de la señal de audio,del modo de modulación o de la duración de la transmisiónque será corta.

El captor es quien pone en marcha al emisor, situado enel lugar o zona a vigilar, siendo el captor el más apropiadopara cada caso (incendio, robo, etc).

Convengamos en que el trasmisor y el receptor pueden es-tar vinculados por cables conductores o a través de un siste-ma de radiofrecuencia.

Emisores

Daremos una pequeña introducción teórica sobre distintosequipos transmisores. Si el sistema se une por medio de ca-bles, el emisor es simplemente el captor de anomalías, por elcontrario si se trata de un sistema de radiofrecuencia el emi-sor consta de cinco partes a saber:

1) captor (gobierna las señales que serán moduladas)2) modulador3) oscilador4) antena 5) alimentación

Figura 8

Figura 9

Figura 10


La figura 10 muestra la esquematización de un sistemaemisor. Se desprende de dicha figura que según la estructura,el captor pone en funcionamiento al modulador, que tranqui-lamente podría ser un oscilador de baja frecuencia. Luego laseñal de baja frecuencia es transmitida al oscilador con el finde modular a la señal de RF y, al encontrarse ya modulada,se aplica a la antena, quien se encarga de emitirla por la on-da a la antena del receptor. El estado normal del circuito esel de reposo (siempre que su funcionamiento sea el adecua-do) y se tratará de ver cómo mantener la instalación en eseestado; para ello podemos considerar varias formas:

1) En estado de alarma: sólo ahí se conectará la alimen-tación, mientras que en el estado de reposo, esa alimentaciónquedará desconectada. El estado de reposo es casi perma-nente, puede desconectarse de los dos dispositivos electróni-cos (modulador u oscilador) o ambos a la vez.

2) Como la alimentación tiene conexión permanente, encaso de alarma, el captor sensibilizará al modulador o al os-cilador.

Al no funcionar el oscilador de RF, se obtendrá el estadopermanente, por lo tanto se podrá elegir, entonces, entre ali-mentar ese oscilador o actuar sobre el conjunto de emisor. Esecaptor estará provisto para:

a) En caso de alarma conectar la alimentación al emisor.b) Desconectarla en caso de estado permanente de repo-

so.Los puntos A y B de la figura 11 indican lo que hay que

unir para que haya contacto entre A y B en posición de alar-ma y no en reposo. Este dispositivo se basa en el conmutadorS1, montado en serie con la alimentación del emisor.

Generalmente será el hilo “+” (el “-“ estará a masa) el queestará bajo la acción de S1, pero para todo hay excepciones.Veamos la figura 11 en la que se muestra otra conexión delconmutador S1, que está en paralelo con el emisor el que sealimenta desde la fuente a través de un divisor resistivo. Estees un sistema en principio poco común, pero en ocasiones esnecesario aplicarlo, especialmente cuando la fuente debe ali-mentar a varias partes de un sistema electrónico. En el casode la figura 11, el divisor de resistivo provee al emisor, unatensión de valor inferior a la que suministra la fuente.

Como ejemplo pongamos el caso de un emisor para 9V,con lo que se dispone de una batería de 18V y que el emisorconsume una corriente de 20mA. Supongamos querer sabercual es el valor de los resistores del divisor, para ello supon-gamos que R2 = 90Ω

Si se está en posición de contacto vea la figura 12, R2quedó en cortocircuito, de ahí que R1 estará atravesada poruna corriente

VI1= –––--------

R1

Para determinar R1, suponemos que S2 está abierto (po-sición corte), alimentándose el emisor con 9V. La corriente queatraviesa R1 es la de R2 con 9V, o sea:

912=---------------= 0.1A

90Ω

Y la consumida por el emisorI1=0,02ª

Por lo tanto, la corriente que pasa por R1 es:I= I,+I2 = 0,1+0,02 = 0,12ª

Por consiguiente, el valor de esa resistencia es:

9R1= ----------–––– = 75Ω

0,12

La fuente de alimentación, en estado permanente, propor-cionará por R, una corriente:

18I3= -------------–––– 0,24A = 240mA

75Ω

Como ejemplo, los diagramas dados en la figura 11 seutilizarán en caso de elevación de un líquido, mientras que elejemplo de la figura 11 se utilizará en caso antirrobo, incen-dio o reducción del nivel de un líquido.

Osciladores de BF

Los más sencillos son del tipo Rc figura 12, indicándoselos valores de los elementos en el esquema. Este es un multivi-brador astable con dos transistores como elementos activos.

Figura 11


Según la frecuencia que desea, se elige convenientemente elvalor de R5=R6. Por ejemplo, realicemos el cálculo de loscomponentes para las siguientes frecuencias:

F1=600Hz aproximadamente R5=R6=240kΩF2=1000HZ aproximadamente R5=R6=150kΩ

El ajuste puede hacerse con R1. Cuando se dan frecuen-cias más altas, se va reduciendo proporcionalmente el valorde C1 y C2. Como ejemplo, si f3=2f1 se debe tomar el valormitad de esas capacidades, si f4=f1/2, C1=C2 deberán te-ner un valor doble. Se pueden utilizar los siguientes semicon-ductosres:

Q1= Q2= BC548, 2A238, 2N2222, etc.Tenemos otro oscilador de baja frecuencia en la figura

13, hecho según un circuito clásico LC, tratándose de un trans-misor Q1 en conjunto con un transformador cuyos devanadosP están conectados a los circuitos de colector y de base, la to-ma media de este devanado está conectada al + de la alimen-tación y R3 a la masa (lugar donde también va el - de la ali-mentación). Para páctica se utiliza un transformador de BF

con primario de 50Ω A 200Ω y toma media, con secundariode 8Ω, con señal de salida que se obtiene en el secundario Sdel transformador T. La capacidad C1 (que ha de elegirse en-tre 10nF y 0,5µF) y la resistencia del bobinado y de realimen-tación, fijan la frecuencia de la señal de bja frecuencia pro-ducida, para la alimentación basta con una batería de 6V yel transistor puede ser poca potencia como el BC548 o el2N2222.

En la figura 14 se diagramó el circuito de un oscilador debaja frecuencia del tipo RC con red de desfasaje, esta red(RC) que sale del colector y llega a la base de Q1 excede de180º, a lo que se debe la oscilación. Tamando todos los va-lores indicados en el esquema con C= C1= C2= C3= 1µF, en-tonces, la frecuencia de oscilación será del orden de los10Hz. Hay que tomar en cuenta que para otras frecuenciasse debe aumentar C si hay que reducir, f o disminuirlo si f tie-ne que ser mayor. Ejemplo: si f = 1000Hz, se reducirá C 100veces, lo que nos dará C= 10/100µF. siendo f =1Hz, C seríade 2 x 10 = 20µF

No hace falta que en los circuitos de alarma la frecuenciasea muy exacta.

En la figura 14, el diagrama dispone de una salida y unajuste a nivel de señal que se lleva a cabo con R2, de valorde 100kΩ.

Osciladores de Alta Frecuencia

La mayoría de los sistemas de seguridad poseen algún sis-tema transmisor de información, basados en el envío de unaseñal a través de una portadora de alta frecuencia

Creemos conveniente desarrollar este tema con un pocomás de profundidad, dado que el lector puede encontrarsecon distintos esquemas en una central de alarma o cualquierdispositivo de comando remoto.

Osciladores Senoidales

Un oscilador es un circuito electrónico que entrega una se-ñal de salida sin que para ello haga falta aplicarle una señala la entrada. La señal de salida períodica (repetitiva) y conuna forma de onda determinada que puede ser senoidal,triangular, cuadrada o de cualquier otra forma). En una pri-mera clasificación podemos decir que los osciladores puedenser de audio o de RF, interesándonos los últimos en este cursoya que se usan para la mayoría de los receptores modernosde AM, FM, TV, etc.

Existen muchísimos circuitos osciladores de RF y numero-sas variantes de cada una, razón por la cual consideramoslos tipos más comúnmente utilizados en sus distintas variantes.

Figura 12

Figura 13

Figura 14


Los osciladores senoidales se dividen en dos grandes gru-pos los de realimentación se basan en que únicamente parauna frecuencia se cumplen las condiciones de oscilación. Lososciladores RC se basan en el hecho de que una celda RCprovocará un cambio de fase entre la tensión aplicada y lacorriente de circulación tal que, al combinar varias celdas RCconectadas en un amplificador, el circuito podrá comenzar aoscilar para la frecuencia en que el cambio de fase es el ade-cuado.

Los osciladores puente dan mayor estabilidad al sistema,ya que el lazo de comparación (realimentación) que hace os-cilar a un amplificador está compuesto por varias ramas quese compensan mutuamente.

La inclusión de cristales en circuitos osciladores ha permi-tido optimizar el desempeño de estos circuitos, dándole ma-yor estabilidad y confiabilidad al sistema.

En general, los osciladores LC se construyen para frecuen-cias superiores a 1000kHz; los osciladores RC se utilizan pa-ra bajas frecuencias relativamente elevadas.

Otro grupo de osciladores senoidales se basan en el prin-cipio de la resistencia dinámica negativa que presentan algu-nos componentes electrónicos. Esta resistencia “negativa”compensa las pérdidas que producen algunos elementos pa-sivos (que poseen resistencia -resistencia positiva-), tal que, aligualarse los efectos de resistencias positivas y negativas pue-de conseguirse una oscilación que, bajo ciertas condiciones,tendrá forma de onda senoidal.

Existe, también, una forma de conseguir una onda senoi-dal a partir de una onda triangular de igual frecuencia utili-zando circuitos formadores, que si bien no producirán una se-ñal perfecta, tendrá bajo contenido armónico.

Dentro de los osciladores no senoidales de relajación en-contramos a los multivibradores que pueden conseguirse pormedio de transistores o utilizando el famoso temporizador in-tegrado 555, que puede generar una señal permisible de se-ñal modulada. Otro integrado oscilador es el CI 566 que esun oscilador controlado por tensiones.

En el grupo de los osciladores de relajación también seencuadran los generadores de pulsos, rampas, etc. de muy al-ta velocidad, aprovechando también el efecto de resistencianegativa que presentan los semiconductores tales como el dio-do túnel o el transistor unijuntura.

Osciladores Senoidales de Realimentación

Básicamente están compuestos por un amplificador conlos que estamos acostumbrados a tratar (común), que posseun lazo de realimentación positiva.

Recuerde: realimentar significa tomar una parte de la señalde salida de un circuito y reinyectarla nuevamente a la entrada.

En general, responde al diagrama en bloques de la figu-ra 15.

Este diagrama, en principio, sirve para ejemplificar acualquier oscilador y muchas veces no son distinguibles lostres bloques, ya que pueden confundirse con uno solo.

El amplificador posee un elemento activo que opera en suzona lineal de funcionamiento y no es selectivo (trabaja parauna amplia gama de frecuencias).

“L” es un limitador que trabaja en conjunto con el ampli-ficador para controlar la amplitud de las oscilaciones. Es unbloque no lineal, ya que si la señal aumenta debe reducir suganancia y viceversa, tampoco es selectivo.

β es el lazo de realimentación lineal y selectivo. Es el quefijará la frecuencia de operación del circuito.

Aclaremos que todos los bloqueos son funciones y no unsólo componente aislado.

Los circuitos en cuestión no deben ofrecer resistencia a lafrecuencia de operación.

¿Cómo se logra que el amplificador realimentado oscileal aplicarle alimentación?

Para contestar la pregunta supongamos que la transferen-cia del bloque L es igual a 1 (no existe), luego, el circuito deloscilador será el de la figura 16.

El amplificador, posee en su entrada la tensión de entra-da y una porción de la señal de salidad dada por el bloquede realimentación; luego, la tensión de salida será:

VSAL= (Vent+ β VSAL) x A

Aplicando la propiedad distributiva.VSAL = Vent x A + β x VSAL xA

Figura 15

Figura 16


Operando matemáticamente:VSAL - VSAL x β x A = Vent x A

VSAL (1 - β x A ) = Vent x A

VSAL A--------–– = ---------––Vent 1 - β A

Vea que el signo (-) del denominador surge de consideraruna realimentación positiva.

Analizando esta última expresión, se puede observar quecuando el producto A x β denominado “ganancia de tensióndel sistema realimentado” es igual a 1, se produce una inde-terminación ya que cualquier cifra dividida por “cero” da unnúmero indeterminado (la cifra es tan grande que se dice quees igual a infinito).

Realizando un análisis de la teoría de circuitos se puededeterminar que esta indeterminación (polo de una ecuación)hace que el circuito que presente esta transferencia oscile.

Por lo tanto, para que un circuito amplificador realimenta-do oscile, se deben cumplir simultáneamente dos condiciones:

a) Realimentación positiva.b) Ganancia de tensión del sistema realimentado igual a 1.Estas condiciones suponen que el circuito amplificador

funciona linealmente y que dicho amplificador o la red de rea-limentación (o los dos), poseen elementos reactivos con locual la onda que se mantendrá, tendrá forma senoidal.

Este criterio, recién enunciado, recibe el nombre de crite-rio de BARKHAUSEN y se lo puede enunciar de la siguientemanera:

1) “Dado un amplificador realimentado que constituye unoscilador, la frecuencia a la cual mantendrá una oscilación se-

noidal, es aquella para la cual el desfasaje total introducidodesde los terminales de entrada del amplificador y la red derealimentación hasta volver de nuevo a la entrada, es igual acero o un múltiplo entero de 2. π (2 pi); o sea, la frecuenciade un oscilador senoidal está determinada por la condiciónde que el cambio de fase de lazo sea cero.

2) “Para que las oscilaciones se mantengan, la magnituddel producto de la ganancia de transferencia del amplificadorpor el factor de realimentación de la red debe seer igual a launidad”

Estas dos condiciones establecen que: -A x β = 1

Se denomina, entonces, “CRITERIO DE BARKHAUSEN”.La teoría de circuitos se encarga de detallar el funciona-

miento de los mismos, razón por la cual nos detendremos aexplicar el funcionamiento de los tres tipos de osciladores se-noidales clásicos, que se basan en circuitos resonantes comobloque de realimentación:

a) Realimentación a transformadorb) Realimentación por divisor capacitivoc) Realimentación por divisor inductivo

a) Oscilador realimentado a transformadorEl circuito amplificador que emplea un transformador sin-

tonizado como bloque de realimentación es el osciladorMEISSNER BASICO.

En el circuito de la figura 18, L1 en paralelo con C1 (yaque VCC es un cortocircuito debido d CBP) fijan la frecuenciade oscilación.

En este circuito el capacitor C1 variable sirve para variarla frecuencia de oscilación. R1 se ajusta para que la polariza-ción del transmisor impida que se corte el mismo cuando laoscilación alcanza al pico positivo.

Variando R1 puedo lograr que la amortiguación del cir-cuito sea automática (significa que entregue una señal de on-da senoidal y no recorte por saturación).

Como vemos, parte de la señal de salida (colector) sereinyecta a la entrada (base), tal como si la Ic varía, produceun cambio en la Ib, de tal modo que si la realimentación estácon la fase adecuada, una disminución de Ic, contrarrestandoel efecto de Ic; por lo contrario, si aumenta Ic, disminuye Ib,bajando de esta manera la corriente de salida.

Como Re y Ce se colocan a los fines de estabilidad, de-be cuidarse el valor de la constante de tiempo que forman, yaque es un factor importante dentro del oscilador.

Comercialmente, los osciladores con realimentación atransformador sintonizado, se emplean cada vez que se re-quiere garantía de funcionamiento para una gama ancha defrecuencias, pero no posee gran estabilidad y casi siempre,genera un ruido interno elevado, lo que no lo hace el másadecuado para equipos de buena calidad.

Figura 17

Figura 18


Suele encontrárselo con ligeras modificaciones respectodel circuito anterior. Esta nueva configuración recibe el nom-bre de oscilador ARMSTRONG (figura 18)

b) Oscilador realimentado por divisor capacitivoUn amplificador realimentado positivamente a partir de

un divisor capacitivo en una rama del circuito oscilante, daorigen a un oscilador Colpitts.

Note en el circuito de la figura 19 que la frecuencia deresonancia puede variarse actuando sobre C1, C2 o L1. Loscapacitores de realimentación pueden seer variables o ajusta-bles dentro de un rango determinado perfectamente calcula-ble. La bobina L1 puede variarse si si modifica la posición delnúcleo de ferrite que hay en su interior.

Para que el oscilador funcione, el transmisor debe ubicar-se en su punto óptimo de trabajo; esto se consigue con el di-visor resistivo R1 y R2. Si no se está en el punto correcto, laseñal de salida presentará un porcentaje de distorsión y varia-rá el rendimiento.

Es necesaria, también, una estabilidad aceptable frente avariaciones de temperatura, ya que esto podría provocar co-rrimientos en el punto de trabajo y perjudicar la señal de sa-lida. Dicha estabilización se consigue con R3 desacopladocon R4. La señal de salida a reinyectar en la entrada se ob-tiene a través de CBP2 que llega al tanque de oscilación a tra-vés del divisor capacitivo.

De esta manera, se puede hacer una simplificación del ca-mino de realimentación como se muestra en la figura 20.

Note que el circuito se monta a partir de una configura-ción en emisor común donde en general, el valor de capaci-dad de C1 es mucho mayor que el de C2 para poder mante-ner una relación de adaptación de impedancias entre la sali-da y la entrada del circuito recuerde que la impedancia de en-trada del emisor común es mayor que la de salida, por lo tan-to, XC2 debe ser mayor que XC1.

La frecuencia de oscilación queda determinada por la in-ductancia de la bobina y por la capacidad total del divisor.Dado que para la oscilación C1 y C2 están en serie, la capa-cidad total se calcula:

C1 . C2CT=-------------------------

C1+ C2

Por lo tanto, la frecuencia de oscilación se calcula

Si se analiza el circuito simplificado de la figura 20, de-ducimos que cuando la base se hace positiva el colector de Qse hace negativo, ya que esta configuración desfasa 180º.

Si el colector se hace más negativo que antes, se comen-zará a cargar negativamente la placa superior de C1 siendopositiva la placa inferior referida a masa. Siguiendo con elanálisis, al estar el punto central de los capacitores a masa,la placa superior de C2 se hará más negativa y la otra pla-ca, conectada a la base, se hará positiva. De este modo,cuando la base se hace positiva, la señal realimentada, tam-bién lo es.

La señal oscilante puede obtenerse de varios puntos, perolo más normal es obtenerla a partir del colector del transistoro por acoplamiento magnético con L1, mediante el uso deotro bobinado sobre el mismo núcleo.

Si los capacitores son fijos y se mantiene inmóvil el valorde L1, la frecuencia de oscilación se mantendrá constante, pe-ro si algún componente se hace variable, pueden obtenerseseñales de frecuencia distinta dentro de un gran rango del es-pectro de radiofusión.

Figura 19

Figura 20


Precisamente, el choque CH de figura 19 se coloca paraimpedir el paso de la señal de radiofrecuencia hacia la fuen-te de alimentación.

La práctica ha podido determinar que la inclusión de uncapacitor pequeño en serie con L1 mejora notablemente la es-tabilidad en frecuencia del oscilador. De esta manera, se

mantienen los mismos componentes y la verdadera importan-cia radica en que ahora la frecuencia de resonancia está fija-da prácticamente por L1 y C, ya que este capacitor es muchomás pequeño que los del divisor resistivo. C1 y C2 se modifi-can casi exclusivamente para eliminar la distorsión de la se-ñal de salida.

Al realizar esta modificación, el circuito recibe el nombrede OSCILADOR CLAPP figura 21.

Estando en resonancia, la impedancia del circuito serieL1C es muy reducida, lo que hace que la frecuencia de osci-lación sea casi independiente de las variaciones que sufre eltransistor, mejorando la estabilidad en frecuencia.

c) Oscilador realimentado por divisor inductivoSe denomina oscilador HARTLEY a todo aquel circuito que

toma la realimentación a partir de un divisor inductivo, ya seaen serie o en paralelo con el tanque de oscilación LC.

En el oscilador Hartley serie, la realimentación formadapor L2 y C1 en el circuito de la figura 22, queda acoplada enserie con la alimentación VCC.

El circuito se construye a partir de un transisor NPN enconfiguración emisor común, polarizado a través del divisorresistivo R1 - R2 y estabilizado térmicamente a través del con-junto R3 C2.

La relación de espiras entre L1 y L2, debe ser tal que laimpedancia de cada sección esté adaptada con las del tran-sisor y XL2, con la de entrada.

La señal reinyectada a la entrada debe sufrir una inver-sión de fase (en el transistor) ya que la toma en el punto me-dio del bobinado provoca una nueva inversión. Precisamenteel porcentaje de señal realimentada debe ser tal que la ga-nancia total del sistema sea la unidad.

El capacitor C1 impide una tensión continua en la basedel transistor, que lo llevaría al estado de saturación.

La fórmula que determina la frecuencia de resonancia de-pende de los componentes del circuito tanque (L1 y L2 en se-rie y el capacitor C3). El capacitor C3 suele ser variable pa-ra poder sintonizar el circuito a la frecuencia deseada.

En realidad esta fórmula es incompleta, ya que habríaque considerar el acoplamiento o industancia mutua entre lasbobinas, pero en la práctica este efecto es despreciable.

La polarización del transistor determinará tanto su rendi-miento como el porcentaje de distorsión en la señal obtenida.

La figura 23 muestra un esquema simplificado del oscila-dor Hartley, donde se grafica el símbolo del amplificador y elcircuito tanque de oscilación.

Figura 21

Figura 22

Figura 23

Figura 24


En esta figura se ve que la señal realimentada se envía alamplificador a través del 1.

La importancia de este oscilador radica en el hecho deque la inyección de una señal externa no modifica la frecuen-cia de oscilación del conjunto. Una variación sobre la confi-guración anterior sería disponer el circuito tanque a la entra-da del transistor y con la toma intermedia a masa, como lo su-giere la figura 24.

Vea que ahora la corriente de colector no pasa directa-mente por el circuito tanque con la cual habría una alimenta-ción del tipo paralelo, de ahí que este circuito reciba el nom-bre de oscilador Hartley paralelo.

La corriente continua no pasa por el circuito tanque yaque es bloqueada por C4, que sólo permite el paso de la se-ñal de oscilación.

Aquí se ha incluido una bobina de choque para que la se-ñal de RF de oscilación no pase por la fuente de alimentación,lo que provocaría inestabilidad en el sistema.

Aquí también es necesaria la adaptación de impedanciasentre el circuito oscilador y el transistor. La frecuencia de osci-lación sigue siendo la misma que la de la versión anterior.

Los que explicamos hasta ahora, son sólo algunos de lososciladores senoidales que se denominan OSCILADORES SIN-TONIZADOS, otros como los osciladores RC, osciladores puen-te u osciladores a cristal, serán considerados oportunadamen-te.

Osciladores Recomendados

El oscilador de alta frecuencia es el corazón del emisor.Para su funcionamiento se debe elegir la frecuencia de funcio-namiento “fh” ya que será el elemento principal del emisor,que produciría la señal que será tansmitida por ondas hastala antena del receptor, sintonizando también la frecuencia fh.No es recomendable, para esta frecuencia usar la misma queadoptan los emisores de radio del estado o de organismos au-torizados. Puede asimilarse a un “walkie-talkie” si el osciladores de potencia muy pequeña, eligiendo para fh una frecuen-cia de la banda de 7,27,72 ó 144MHz.

Aquí se pueden adaptar dos clases de osciladores: los defrecuencia muy estable (se obtiene utilizando un cristal decuarzo o los senoidales vistos, de menos estabilidad).

En la figura 25 tenemos esquematizado un oscilador deRf utilizando un transistor de efecto de campo, del tipo3N139, 3N128, 3N143 o 2N2646. La reacción que permi-te la oscilación se efectúa a través de R2C2, que une la fuen-te S (pata 2) con la grilla, también llamada compuerta, o sim-plemente puerta (pata3). El drenaje (pata1) se une por R3 al+ de la alimentación y se desacopla con C4 hacia la línea demasa.

L1 y L2 dependen de la frecuencia fh elegida. En la tablaI, se indican las características de L, que constituye una solabobina con toma no central (figura 26).

Aquí se observa que si C está bien ajustado, se obtendránlas frecuencias siguientes:

Fh = 72MHz, para L = 0,16µHFh = 27MHz, para L = 1,7µH Fh = 7MHZ, para L = 25µH

Figura 25

Figura 26

Valor frec. ∅ hilo Nº de esp. ∅ bobina Long. Toma desdeµH MHz mm mm C espiras280 2,5 0,2 120 38 25 3025 8 0,3 46 33 19 121,7 32,5 0,8 11 25 19 3,120,16 110 2 3 12,5 9,5 1

TABLA 1


En las bobinas se debe usar alambre desnudo estañado oplateado. Se puede aplicar la señal procedente del oscilador(señal de modulación) de audio de cualquiera de los circuitosdisponibles, de rejilla (pata 3), de fuente (pata 2) o de drena-je (pata 1), a la vez que el cable de masa (m), se pone a lamasa del oscilador de audio; pudiendo la capacidad C4 re-ducirse. La unión a la antena se hará por intermedio de unabobina fuertemente acoplada a L (L2).

La bobina L2 tendrá una cantidad de espiras aproximadade N2 = N1/5, siendo N1, las espiras de L1.

La antena puede ser construída con cable común de unoo varios metros de largo, según las posibilidades, sirviendopara el caso, una antena de auto radio, al igual que una te-lescópica usadas en los receptores portátiles.

Receptor

Nos queda ahora por explicar la otra parte de la cade-na: el receptor. Por supuesto, el trabajo es muy sencillo, sólobasta con que esté sintonizado a la frecuencia fin,6 a la quese ha ajustado el emisor, siendo preferible que el receptor seadel tipo de cambio de frecuencia con el finde sensibilizar,compensando así, la falta de potencia del emisor. La alimen-tación del receptor se hará por red, estando conectado y fun-cionando permanentemente o, por lo menos, durante unas ho-ras determiandas. Para la antena se buscará el lugar más ap-to para captar la señal transmitida por la antena del emisor.

Distintos Tipos de Sensores

Los sensores o captores son los encargados de localizaruna perturbación y dar el correspondiente aviso.

Sus características dependerán del empleo de la alarma:antirrobo, contra incendios, en prevención de inundaciones,etc.. para el primero de los casos (antirrobo), la disposición“sin cables” es la más indicada para un vehículo cualquiera;en los otros dos casos (contra incedio o inundaciones) podráusarse esa solución si no se puede usar una instalación por

cable (esta última es más confiable porque no necesita man-tenimiento) en forma práctica y económica como sucederá,por ejemplo, si se tratase de un sótano de edificio y el lugardel residente es un apartamiento de ese mismo inmueble.

Cómo es un Antirrobo para Vehículo

Aquí la alimentación es la propia batería del vehículo quesuele ser de 12V, entonces deberá adaptarse para el equipoantirrobo una alimentación de esa tensión o menos, reducién-dola previamente por medio de un circuito RC que puede almismo tiempo, actuar de filtro.

Como captor puede utilizarse simplemente un interruptorgeneral del conjunto de alimentación, para esto es necesarioque la apertura de una puerta o el cierre del contacto del mo-tor, corresponda a la conexión del emisor a la alimentación(véase el principio de este capítulo). Además, otro interruptoren serie con el anterior, irá en la puerta del dueño del vehícu-lo, que lo pondrá en corte al entrar él, con el fin de que nosuene la alarma. Lo importante es que al salir el vehículo sevuelva a cerrar el interruptor para dejar la alarma en funcio-namiento. Según el sistema “sin cable” de alarmas instaladasen vehículos, el receptor podría ser también un super hetero-dino pequeño, con alimentación a pilas, donde el conductorlo llevaría en el bolsillo para ir a un lugar no muy lejano delvehículo. También el disparo de alarma podría instalarse almismo tiempo, debajo del asiento del conductor, que siendoelástico, el contacto de alarma se cerraría en cuanto se sien-te el extraño/a.

Cómo es un Captor Contra Incendios

Para este fin se recomienda, como ejemplo sencillo peroeficiente, el empleo de un hilo de metal fácilmente fusible conpoca temperatura, sirviendo un simple hilo de fusible o esta-ño que se fundirá al elevarse la temperatura, determinandoasí, la ruptura del hilo con lo cual podrá dispararse un relé ysus contactos servirán para dar el correspondiente aviso dealarma.

En la figura 27 se grafica lo que podría ser un sencillo sis-tema contra incendios. El relé se encuentra, en condicionesnormales, operando, ya que la bobina L se alimenta a travésde R, que tiene un valor que es apropiado para las caracte-rísticas del relé.

El emisor no está alimentado es estas condiciones.Al subir la temperatura el fusible se interrumpe, la bobina

L deja de estar alimentada, el contacto del relé pasa a la po-sición de reposo, con lo que se le aplica alimentación al emi-sor que hará operar a la alarma.

Figura 27


Cómo es un Sensor de Inundación

Para la separación de un sistema de seguridad contrainundaciones suele utilizarse la propiedad conductora deagua, es decir, el captor podría ser simplemente, un par decontactos separados tal que al estar en contacto con el líqui-do dará el correspondiente aviso de alarma.

En la figura 28 se esquematiza el dispositivo transmisorbásico. Si el nivel del líquido sobrepasa un determinado nivel,se producirá el contacto entre A y B a través de la resistenciadel líquido.

Vemos entonces, que en situación normal los electrodos Ay B están aislados entre si, por lo tanto, el elemento no estáalimentado y la bobina L tampoco.

En situación anormal, al alcanzar el líquido el nivel A y B,queda incluída entre esos dos electrodos, una resistencia R,circulando corriente por L, cerrándose los contactos que daránalimentación al emisor.

Cómo es un Sensor de Escape de Gases

No es recomendable confeccionar captores caseros de es-cape de gases debido a que los riesgos son muchos.

De todos modos, en otro capítulo de esta obra vamos aabordar el tema utilizando sensores electrónicos que pueden

conseguirse en comercios del gremio. En principio, podría de-tectarse la diferente ionización que los gases producen en elaire cuando éstos se mezclan; luego, por acumulación o node cargas electromagnéticas, es posible activar a un receptorque daría el aviso de alarma.

Evidentemente, el tema no se agota aquí, podríamos nom-brar otros sensores y dispositivos específicos para ser emplea-dos en sistemas de alarmas, cosa que haremos en el transcur-so de la obra en la medida que expliquemos el funcionamien-to de los circuitos electrónicos que los contienen. En capítulossucesivos, los diferentes temas serán desarrollados sobre ele-mentos concretos, los cuales podrán poner en práctica sin in-convenientes. ******************

Figura 28

Sistemas que Operan con la Luz

La información que sigue a continuación tiene por objetodarle al lector un panorama sobre la simplicidad con que sepueden montar barreras luminosas, lectores de códigos de ba-rras, detectores de umbral lumínico, etc, cuando se cuenta conun circuito integrado específico, fabricado para aplicacionesen sistemas de alarma. Los circuitos que detallamos se hanconstruído en base a aplicaciones propuestas por Siemens pa-ra su circuito integrado monolítico TPV 63, resultando esque-mas didácticos de fácil comprensión.

Recomendamos al lector que antes de armar un circuitode esta sección que emplee el mencionado integrado, prime-ro lo localice en los negocios del ramo de su localidad ya quepor tratarse de un componente de uso específico puede ocu-rrir que su fabricación haya sido discontinuada a la hora deque este libro llegue a sus manos.

Figura 1a


Las aplicaciones principales del TPV 63 de Siemens sonlas siguientes:

a) Construcción de barreras luminosas.b) Circuitos detectores de intensidad lumínica.c) Lectores de banda de papel, etc.

El TPV 63 constituye, conectado con un fotodiodo, sensorde luz, produciendo conmutaciones cuando se alcanzan de-terminados niveles preestablecidos. Los circuitos construídosen base a este integrado suelen seer muy superiores a los queemplean fototransistores ya que la salida puede operar conmayor carga. Por ej., en estado de conducción maneja 10Vcon 65mA. Las dimensiones del TPV 63, así como también uncircuito eléctrico equivalente reducido, se muestran en las fi-guras 1a y 1b.

Detector de Luz Sensible

El siguiente circuito detecta la presencia de una fuente deluz muy pequeña, activando un relé que puede utilizar paradisparar un sistema de control o el dispositivo que Ud. creanecesario.

El relé dispara con una iluminación umbral de 0,04 lux,que corresponde a una resistencia de 109Ω (1000MΩ) delfotodiodo. Vea el circuito de la figura 2 (no debe conectarsenada en el circuito), la corriente inversa de D1 y la del Dar-lington son lo más tenues posible, teniendo la tensión necesa-ria en 3V lo que se consigue con el divisor de tensión R3, R4,R5, cuyos valores pueden ser alterados para ambos umbralesde disparo. El punto común de R3 y R4 está unido al cátododel diodo y a los colectores Darlington del integrado que co-

rresponde a la pata 7. De esta manera, la tensión de polari-zación del fotodiodo es levemente superior a 1V.

Otro Detector Menos Sensible

En la figura 3 se da el circuito de un detector lumínico quetiene un umbral de funcionamiento de 0,4 lux sin compensa-ción de la capacidad del fotodiodo.

Las conexiones del circuito integrado están indicadas porlos números del 1 al 8, donde el 2 queda sin conexión aligual que el terminal 6 , siendo notables, además, los pocoselementos externos que hacen falta (fotodiodo D1 y tres resis-tencias, un diodo de uso general y un relé). En el interior deC1, el punto 8 da acceso a la base de un transistor NPN co-mo puede observar en la figura 2, que junto con otro transis-tor NPN forman un circuito Darlington, con colectores en elterminal 7 y emisor de Q2 en el terminal 6. La salida de Dar-lington se une a la entrada no invasora del amplificador ope-racional (marcado +), siendo accesible desde el exterior porla entrada 6, la inversora 1 y la salida 4, disponiéndose laalimentación (entre 4V y 12V) en los terminales 5 (al positivo)y 3 (al negativo).

Esta alimentación es la que se utilizará en todos los mon-tajes producidos para este estudio. Partiendo del terminal 8para llegar a la salida, no habrá ninguna inversión, por lotanto, el conjunto CI no es inversor. La polarización del termi-nal 8 en el circuito de la figura 3 está asegurada por el foto-diodo D1, que une el punto a la línea positiva y R1, R5, quelo ponen a masa. Así, la entrada inversora 1 queda polariza-da positivamente al punto común de R1 y R5. Por el divisor detensión pasará una corriente muy pequeña, siempre y cuandono haya aplicada luz alguna, siendo la tensión R prácticamen-te nula, de lo que resulta una corriente por el relé casi nulaque lo mantiene desactivado.

Si el fotodiodo quedase expuesto a la luz, por R circularáuna corriente, creando una caída de tensión, en esa resisten-cia. Si ésta es lo bastante alta (superior a 0,7V) la tensión delterminal 6 (entrada no inversora del amplificador operacio-nal) se hará más positivo que la de entrada inversora, anulan-do así, la corriente de salida que circula por R2. Con un foto-


Figura 1b

Figura 2 Figura 3

diodo BPW 42, para que se active el sistema con una ilumi-nación de 0,4 lux, la resistencia entre pata 1 y pata 8 seráaproximadamente100MΩ

Se puede observar el montaje del fotodiodo, con el catá-logo al + de la alimentación, lo que permite conseguir unaelevada sensibilidad, ya que el amplificador incluido en el CIfunciona con una corriente de entrada 20pA (picoamper).

Alarma Activada por Cargas Estáticas

Las cargas estáticas del cuerpo humano, por menores quesean, pueden ser detectadas a distancia por esta sensiblealarma. La simple aproximación de una mano o de un cuerpocargados es suficiente para dispararla con la emisión de unfuerte sonido por parlante. El circuito está alimentado total-mente por pilas, y sirve como interesante detector portátil. Elcorazón del circuito es un sensible transistor de efecto de cam-po, cuya corriente principal puede ser afectada por la cargaestática de cuerpos próximos.

Este transistor acciona como un amplificador operacionalque dispara un oscilador de audio.

Mientras que un transitor común es la corriente de base,la que controla la corriente entre colector y emisor, en estecomponente es la tensión de compuerta la que controla la co-rriente entre drenaje y fuente. Esa diferencia hace que tenga-mos un dispositivo de elevadisíma impedancia de entrada y,por lo tanto, capaz de percibir mínimas cargas estáticas.

En verdad, el dispositivo es extremadamente sensible alpunto de romper el aislamiento entre la compuerta y el sustra-to, si una tensión muy alta aparece en este punto.

En nuestro circuito, lo que hacemos es conectar una “an-tena” o placa sensora a la compuerta, de modo que la co-rriente entre el drenaje y la fuente puede ser controlada porla presencia de cargas estáticas próximas.

Si una persona, que contiene siempre algunas cargas acu-

muladas, se acerca al sensor, ocurre la inducción de una pe-queña tensión eléctrica, lo que es suficiente para alterar la co-rriente controlada. El resultado es que esta tensión puede seerfuertemente amplificada por el operacional y, con esto, poneren funcionamiento un simple oscilador de audio.

Una modificación de este circuito será cambiar el oscila-dor por una etapa amplificadora con relé.

Observe, en el circuito que el sistema opera como dispa-rador en el que sólo tenemos la tensión que acciona el oscila-dor cuando la misma sobrepasa el valor del diodo zener, típi-camente de 2,7 volt.

El ajuste de P1 permite llevar el circuito a su máxima sen-sibilidad en función de las cargas ambientales. La frecuenciadel sonido emitido depende básicamente de R6 y de C2, quepueden ser alterados en una amplia gama de valores.

En la figura 4 tenemos el diagrama esquemático del apa-rato.

El transistor de efecto de campo recomendado es elMPF102, pero se puede experimentar con equivalentes.

Cuidado al manipular este componente, pues una cargaestática mayor en su cuerpo puede dañarlo.

El integrado es el 741, y le recomendamos el uso de zó-calo.

El zener de 2V7 no es crítico, y en algunos montajes sepuede experimentar uno de 3V3 o, incluso, 3V9.

Los resistores son todos de 1/8 ó 1/4W y los capacitoresson cerámicos o de poliéster, excepto C3 que es un electrolí-tico para 6V o más.

El capacitor C1 es optativo, pudiendo usárselo si hubieratendencia al disparo errático.

El sensor es una pequeña placa de metal de no más de5 x 5 cm, ya que dimensiones mayores pueden afectar la sen-sibilidad del aparato. El cable de conexión al sensor debe serbien corto.

Si es largo, se debe usar cable blindado.Una idea interesante para obtener mayor directividad y

así tener una especie de “radar” electrostático, aparece en lafigura 5.


Figura 4

Figura 5

La pantalla de metal es una tela de alambre que debe serpuesta a tierra o conectada al negativo de la fuente de ali-mentación.

El ajuste de la sensibilidad se hace en el trimpot P1.Para experimentar el aparato, frote un peine o lapicera

contra un trozo de lana o seda y ajuste P1 para que se pro-duzca el disparo de la alarma al acercar el peine.

Alejando el peine o lapicera, la alarma debe dejar de so-nar.

Para activar con la mano, en caso de no haber sensibili-dad por motivos de humedad ambiente, forte los zapatos con-tra la alfombra y aproxime las manos al sensor, deberá pro-ducirse el disparo.

Alarma Activada por Luz

Este circuito consiste en un transistor que entrará en satu-ración cuando deja de incidir luz sobre una fotorresistenciaque es parte del circuito de polarización; en ese caso, se dis-parará un monoestable con compuertas digitales que permiti-rá la acción de un relé.

Para desactivar el circuito, basta con pulsar el botón S.Si Ud. intercambia las posiciones del LDR y el resistor R1,

podrá usar el equipo para proteger algún objeto, ya que siese objeto tapa al LDR no recibirá luz y la alrma no se activa-rá; al retirar el objeto (un jarrón, por ejemplo) el elemento fo-toelectrónico será iluminado y el relé será activado.

Con R1 se regula la sensibilidad y con R2 el punto ópti-mo de disparo para evitar las interferencias por ruido.

En la figura 6 se da el esquema eléctrico de ese dispositi-vo. Como elemento sensor puede utilizarse cualquier tipo deLDR, mientras que es conveniente que el circuito integrado seaun CD4001BP.

Detector Crepuscular

Este proyecto resulta ideal para aquellos casos en que esnecesario avisar el inicio de un proceso con la salida del Sol;

incluso puede emplearse como despertador crepuscular. Aquíse conjugan las características de un fotorresistor con las deun temporizador con el 555 operando como oscilador bies-table, tal como se muestra en la figura 7. Es sabido que paraque un 555 funcione, el terminal 4 debe tener una tensión po-sitiva; por tal razón, si se alimenta dicha patita con un divisorresistivo donde uno de los componentes es un LDR, la tensióndependerá pura y exclusivamente de la ausencia o presenciade luz.

En oscuridad, el LDR presenta alta resistencia y la tensiónen el terminal 4 será tan baja que el temporizador no podráoperar. “Cuando sale el Sol” el fotorresistor será iluminado yel oscilador comenzará a funcionar haciéndose notar en elparlante. No hablaremos del temporizador y sus componen-tes porque ya es bien conocido, pero tenga en cuenta quepuede variar la frecuencia del sonido emitido por el parlantecambiando el capacitor conectado entre pata 2 del 555 y ma-sa. Valores aconsejables se ubican entre 0,0047µF y 0,1µF.Si se desea mayor potencia de audio, en lugar del parlantepuede colocarse un amplificador.

Alarma por Interrupción de Luz

Este proyecto es el mismo que el anterior, sólo que ha in-vertido la posición del LDR con el potenciómetro para que eloscilador comience a funcionar cuando el LDR no está ilumi-nado. Para entender el principio de funcionamiento se reco-mienda la lectura de la explicación del proyecto anterior.

Cabe aclarar que el lector puede darle a este circuito múl-tiples aplicaciones; por ejemplo en negocios donde puede ac-tuar como avisador de la llegada de un cliente si se conectaen forma de “barrera”, ubicando el LDR en un tubo opaco ycolocando, en el otro extremo de la puerta de acceso, un fo-co del tipo mignón de 5W apuntando hacia el LDR. De estamanera, cada vez que sea interrumpida la barrera, el oscila-dor generará una señal reproducida por el parlante indican-


Figura 6 Figura 7

do la llegada de la persona. El circuito eléctrico se muestra enla figura 8.

De la misma manera que en el caso del circuito anterior,puede conectarse un amplificador de audio si se quiere obte-ner un sonido de mayor potencia.

Antirrobo para Autos

En el circuito que proponemos, un interruptor escondidoacciona el circuito cuando el auto es estacionado. En ausen-cia del propietario, el ladrón llega y penetra en el vehículo, ycon una llave especial o la famosa conexión directa, partetras poner en marcha el vehículo. Pero, para su sorpresa, des-pués de 8 segundos de funcionamiento, el motor se detiene.Si se hiciera una nueva tentativa de partida, vuelve a ocurrirlo mismo: 8 segundos de funcionamiento y el motor se para.El circuito tiene por base un sencillo timer con el 555. Este ti-mer funciona con un ciclo activo igual al de reposo.

Se genera una onda cuadrada, que mantiene en funcio-namiento al motor durante 8 segundos, y después 6 segundosde detención. El CI exita directamente un relé con bobina de12 volts que actúa sobre el sistema de encendido. El relé de-be tener contactos capaces de soportar una corriente del or-den de 4 amper, para lo que elegimos el RU101012 de Sch-rack.

En la figura 9 tenemos el circuito completo del aparato.En la figura 10 damos el modo de hacer la conexión en

el sistema eléctrico de su auto. Observe que el aparato actúa directamente sobre el en-

cendido del auto, desconectándolo después de los intervalosdeterminados por el circuito.

La alimentación de 12V para el circuito es retirada delmismo punto que también alimenta la bobina.

El cable C debe ser conectado en cualquier punto de ma-sa (chasis) del vehículo.

Alarma para Moto

Usando un interruptorde mercurio, esta alarma detecta pe-queños balanceos de la mano y, con esto, dispara temporal-mente una carga externa de aviso, el que puede ser una sire-na o bocina.

El circuito es compacto y está alimentado por la propìabatería de la moto.

Una de las maneras más eficientes para proteger una mo-to es aprovechar el balanceo que debe ocurrir si alguien in-tenta sacarla del lugar. El circuito descripto usa un interruptorde mercurio que, si bien es un componente algo “raro”, pue-de ser encontrado entre materiales de rezago. Para los que nolo consigan existe la alternativa del sensor de péndulo, quetambién será visto en el artículo, viabilizando el montaje encualquier condición.

La alarma, una vez disparada, actúa de modo intermiten-te sobre un relé por un tiempo que puede ser ajustado entrealgunos segundos hasta cerca de media hora.

En la condición de espera, el consumo de energía es ex-tremadamente bajo, no afectando la carga de la batería.

Los componentes usados son todos los comunes y de fácilobtención, con excepción del interruptor de mercurio para elcual daremos alternativas.

El elemento básico de este proyecto, poco conocido pormuchos lectores, es el interruptor de mercurio.

Cuando el interruptor está en posición normal, la gota demercurio se queda lejos de los contactos en el interior de laampolla y la llave está abierta.


Figura 8

Figura 9

Figura 10

Cuando el interruptor es inclinado, la gota de mercurio -que es conductora de electricidad (ya que es un metal líqui-do)- toca los contactos y cierra el circuito.

Estos interruptores pueden controlar corrientes relativa-mentes elevadas, pero en nuestro caso sirve simplemente pa-ra disparar un monoestable.

Este monoestable tiene por base un integrado 555 cuyatemporización está dada por R3 y C2.

La salida de este integrado se mantiene en el nivel bajohasta el momento en que su entrada (pin 2) es llevada, mo-mentáneamente, al nivel bajo por la acción del interruptor demercurio. Cerrando el circuito, este interruptor pone momen-táneamente a tierra a C1, haciendo que el pin 2 del integra-do tenga su tensión prácticamente reducida a cero.

Con el disparo, la salida de 555 (pin 3) va al nivel altopor intervalo de tiempo dado por R3 y C2. Este intervalo esde, aproximadamente:

t = 1,1. R3 . C2

El valor máximo recomendado para C2 es de 100µF ypara R3, 1MΩ, caso en el que obtenemos algo de alrededorde 17 minutos. Sin embargo, se tolera un resistor de 2,2MΩ.Para su temporización de hasta media hora.

Con la salida del 555 en el nivel alto, se habilita el osci-lador formado por la puerta NAND CI-1a que opera en fre-cuencia dada por R4 y C3.

Este oscilador determina el ritmo de apertura y cierre, pu-diendo el lector alterar sus componentes a voluntad.

La señal rectangular con un ciclo activo del 50% del osci-lador es amplificada digitalmente por las otras tres puertas delmismo integrado 4093B y aplicada a un transistor (Q1) quetiene como carga la bobina de un relé.

Este relé va, entonces, a abrir y cerrar sus contactos en elritmo de oscilación de CI-2ª.

Observe que cuando la salida de 555 se encuentra en elnivel bajo en la condición de espera, el pin 3 del mismo CIpermanece en el nivel alto, y con esto las tres puertas ampli-ficadoras que funcionan como inversoras mantienen sus sali-das en el nivel bajo.

El resultado es que Q1 permanece cortado con un míni-mo consumo de energía de la batería.

Para los lectores que no tengan posibilidad de encontrarun interruptor de mercurio, existe la posibilidad de usar unsensor de péndulo.

Con este sensor, la argolla no toca la parte móvil (flexible)que pasa por su interior a menos que se balancee. El brevecontacto que se produce es suficiente para disparar el mo-noestable por el tiempo determinado por R3 y C2.

El diagrama completo de la alarma se muestra en la figu-ra 11.

Recomendamos usar zócalo DIL para los integrados. Loscapacitores electrolíticos son para 16V y los resistores de1/8W o más tolerancia de 5% o mejor. El diodo y el transis-tor admiten equivalentes y C1 tanto puede ser de poliéster co-mo cerámico.

El relé usado fue el G1RC2 para 12V, de bajo costo , pe-ro pueden emplearse equivalentes sensibles que exijan co-rrientes de bobina hasta 100mA para el disparo.

La prueba de funcionamiento puede ser hecha en un ban-co de pruebas con fuente de alimentación de 12V.

Coloque el fusible en el soporte y alimente el circuito.Balanceando levemente el sensor (X1) debe producirse el

disparo de alarma, con el funcionamiento del relé de modointermitente por cierto tiempo.

Al fijar X1, encuentre una posición en la que al estacionarla moto permanezca abierto, sólo cerrando los contactoscuando la moto se mueve.

Sistema de Alarmas para Negocios

Es muy común que determinados comerciantes quieranproteger su local de trabajo con un sistema sencillo de bajocosto. Utilizando un pulsador normal cerrado, tal como semuestra en la figura 12, que quede presionado cuando se cie-rre la puesta, se puede instalar un sistema simple de alarmaque se active instantáneamente cuando se produzca la aper-


Figura 11 Figura 12

tura de dicha puerta. Pueden colocarse tantos pulasadores enparalelo como aperturas se quieran proteger.

Si el sonido producido por el parlante resulta bajo, pue-de conectarse un amplificador con su entrada entre pata 6 delAO 741 y masa, intercalando un capacitor de 10µF entre lasalida del amplificador operacional y la entrada del amplifi-cador. Note que en este circuito el AO funciona como oscila-dor, que se activa con el cierre de, al menos, un pulsador.

Como advertencia podemos decir que si vuelven a abrirsetodos los pulsadores, dejará de funcionar el sistema de aviso.

Sensor de Toque con Rearme

Cambiando las características de un transistor de efectode campo con las de un amplificador operacional, como po-demos observar en la figura 13, se pueden obtener resultadossatisfactorios como sensor de toque.

Regulando la señal de referencia en la entrada no inver-sora del amplificador operacional, se puede lograr una altainmunidad de ruido.

En el circuito de la figura 14 se complementan las carac-terísticas del sensor de toque recién descripto con las de unmonoestable contruído con compuertas CMOS. Con un toqueen la placa se dispara el relé, mientras que accionando el pul-sador se logra rearmar el circuito para que quede en las con-diciones iniciales. Posee innumerables aplicaciones y, segura-mente, Ud. le encontrará el uso apropiado a sus necesidades.

Alarma de Presencia

Este circuito, que detecta la presencia de luz disparandoun oscilador de potencia intermitente, posee diversas utilida-des: una de ellas es la detección de intrusos o el aviso de lle-gada de personas, produciendo un sonido tan luego la luztenga acceso. Otra de las utilidades es que funciona comodespertador solar, disparándose al salir el Sol.

Cuando la luz incide en un sensor, el circuito se disparay produce un tono intermitente en un buzzer de buen rendi-miento.

Damos algunas posibles aplicaciones para el equipo, lasque seguramente le serán de utilidad:

• Dejándolo conectado sobre una mesa, durante la no-che, si alguien entrara en la habitación y encendiera una luz,o si la iluminara con una linterna -en el caso de un ladrón-, laalarma comenzará a sonar.

También sirve, en estas circunstancias, para el aviso dellegada de algún miembro de la familia.

• Junto a una ventana avisará cuando amanece, dispa-rándose con el alba, como si fuese un despertador diferente.

• En un ambiente oscuro puede dispararse si se origina-ra alguna llama, actuando, en este caso, como detector de in-cendios.

• En la oficina puede utilizarse para detectar el acciona-miento de luces indicadoras en un panel, cuando éstas estu-vieran en una posición desfavorable para su vizualización.


Figura 13

Figura 14

Figura 15

En fin, las aplicaciones del aparato dependen exclusiva-mente de la imaginación de cada uno.

Más de una vez, en diferentes proyectos publicitados enSaber Electrónica, utilizamos como base el circuito integrado4093 por su versatilidad y bajo costo. Este circuito integradoestá formado por 4 puertas NAND disparadoras Schmitt de 2entradas. La primera de ellas (CI1a) está conectada como in-versor, siendo accionada por el sensor del circuito, que con-siste en un LDR. P1 hace el ajuste de sensibilidad.

De esta forma, en la oscuridad, cuando el LDR está con suresistencia elevada, la entrada del inversor está en el nivel al-to y la salida en el nivel bajo.

Con la salida en el nivel bajo, el segundo bloque del apa-rato, que consiste en dos osciladores con las puertas CI1b yCI1c, está inhabilitado.

Estos osciladores, que conforman el segundo bloque, ope-ran en frecuencias diferentes. El primero, formado por CI1b,opera en una frecuencia de fracción de Hz, lo que da la ca-dencia a los bips sonoros que serán producidos. El segundoopera en una frecuencia de audio de alrededor de 7kHz, quees la resonancia del buzzer y corresponde a los bips.

Así, cuando incide luz en el LDR, el nivel de tensión en laentrada de CI1a cambia, pasando a bajo, y la salida va alnivel alto, lo que produce el disparo de los dos osciladores.

Sus señales, entonces, se combinan en la cuarta puertadel circuito integrado (CI1d), originándose los bips que sonreproducidos por el transductor.

El transductor utilizado es del tipo piezoelectrónico (Meta-loplástica MP10 o equivalente) con buen rendimiento, peropuede usarse cualquier otro de más intensidad que puedenser agregados al proyecto original.

El primero utiliza un parlante común, y la alimentación delcircuito puede hacerse con tensiones de hasta 12V. El transis-tor, mientras tanto, necesitará un disipador de calor.

Observe que tanto en esta versión de potencia como enla que explicaremos a continuación, el consumo de corrienteaumenta cuando está activada, exigiendo una fuente un pocomás potente, como pilas medianas o grandes. La segunda ver-sión utiliza un FET de potencia y un buzzer que será alimen-tado con una tensión que podrá superar los 300V, lo que ha-ce que produzca un sonido realmente intenso.

En la figura 16 tenemos el diagrama completo del apara-to.

Para el circuito integrado sugerimos la utilización de unzócalo DIL de 14 pines. El LDR es del tipo redondo común, de1 a 2,5cm de diámetro, aunque cualquier tipo sirve, inclusolos de Tecnowatt, que son los más comunes en el mercado.

El buzzer no es nada más que un transductor cerámicopiezoeléctrico del tipo MP10 (Metal o plástica) o equivalente,aunque podemos utilizar con muy buen desempeño una cáp-sula de teléfono de cerámica.

Para la alimentación de esta versión básica pueden utili-zarse pilas o batería, y el potenciómetro puede ser sustituidopor un trimpot.

Para probar el equipo, colóquelo en un sitio poco ilumina-do y, después de conectarlo a la alimentación, ajuste P1 has-ta que no se escuche sonido alguno.

Encienda la luz del ambiente, o deje entrar más luz en ellugar. La alarma deberá dispararse.

Para usar el aparato basta dejarlo en un lugar poco ilumi-nado, pero en una posición que pueda recibir la luz del am-biente para activar el sistema en caso de que alguien entraraen el recinto o encendiera la luz principal.

Para detectar el encendido de la luz de un panel, es sufi-ciente con apuntar el LDR hacia el lugar necesario (para esopuede ser dotado de un tubito) y ajustar P1 para que no seactive el sistema sonoro en ausencia de luz.

Barrera Infrarroja

Este circuito consiste en un sistema de detección de inte-rrupción de una barrera que opera en base a un haz infrarro-jo invisible, con un alcance promedio de 4 metros.

Se trata de un circuito receptor, estableciéndose entre am-bos un enlace infrarrojo. Cuando se interrumpe el enlace, seactiva un relé que operará el dispositivo deseado (una alar-ma, por ejemplo).


Figura 16

Figura 17

El LED emisor actúa en forma de pulsos con un circuitotransmisor como el de la figura 17.

Se trata de un oscilador biestable de onda cuadrada cu-ya frecuencia se fija por P2. Q2 se encarga de entregar la co-rriente necesaria al Led para que éste emita.

El receptor consiste en un amplificador sintonizado de 3etapas con amplificadores operacionales, que permitirá la ac-ción de un relé cuando no se reciba la señal de transmisión.

El circuito se muestra en la figura 18.La función del LED DL1 es mantener iluminado el fototran-

sistor para que el equipo pueda trabajar en la oscuridad ab-soluta, dándole una pequeña polarización para que puedaoperar correctamente.

El amplificador A01 trabaja con corriente alterna, conuna ganancia que depende de la relación R14 y R15, tenien-do que superar un valor fijado por el divisor R16 y R17.

A02 es un amplificador-filtro activo selectivo cuya frecuen-cia central está dada por R8 - C6 - C5 - R11, pudiendo variarla ganancia del mismo y la frecuencia de recepción a travésde P1.

El A03 proporciona una ganancia adicional para luegoconvertir la señal de C.A. en otra de corriente continua pormedio de D4 y sus componentes asociados.

Esta señal dispara un Schmitt trigger formado por A04, loque hará que desactive el relé al ir Q3 al estado de corte.

De esta manera, cada vez que se interrumpe el haz infra-rrojo se acciona K1, que puede poner en marcha un sistemade alarma, provocar la apertura y el cierre de un portón, etc.El circuito se alimenta con 12 volt provisto por una fuente cual-quiera que tenga una capacidad superior a los 500mA. Elmontaje de los distintos componentes se efectúa sobre un cir-cuito impreso como el que muestran las figuras 8 y 9.

Una vez armado el equipo, el fotodiodo y fototransistorque se coloque por medio de cables preferentemente malla-dos, deben colocarse a una distancia inferior a los 4 metros.

En la misma placa se encuentran el transmisor y el recep-tor, no así el relé k que debe conectarse cerca del dispositivoa activar.

Sólo se requieren dos ajustes del aparato:1) Sin enfrentar el LED y fototransistor (barrera inte-

rrumpida), se gira P1 en sentido antihorario, hasta que el re-lé deje de estar operado (si no estaba operado al aplicar ten-sión, obvie esta parte). Luego, gire suavemente en sentidocontrario el trimpot (multivuelta) P1, hasta que el relé opere.

2) Restablezca la barrera para que los sensores que-den separados a un metro. El relé deberá liberarse indicandoque se restableció la barrera.

Coloque la punta de un osciloscopio en TP1 y gire P2 has-ta un lado y hacia el otro hasta que la amplitud de la señalsea máxima.

Si no tiene osciloscopio, aleje los sensores lentamenteajustando P2 hasta conseguir máxima distancia de activa-ción. El proceso será lento y laborioso.

Una vez montado el equipo en un gabinete y fijado eltransistor y el receptor en el lugar adecuado, se debe cubrirambos sensores con algún acrílico -preferentemente oscuro-para que ningún reflejo intenso provoque interferencias y, a lavez, para disimular el sistema.

Un adicional interesante: puede operarse la apertura ocierre del portón de un garage en forma automática a travésdel circuito propuesto.

Para ello se debe separar el transistor del receptor de laplaca de C.I., acoplando este último al servomecánico que ac-cionará dicho portón.

Central de Alarma

Un sistema de alarma domiciliaria debe poseer, como mí-nimo, una central que reconozca la activación de los sensoresubicados en posiciones estratégicas y que, luego de un pro-ceso, accione un sistema de alarma, un sistema de puerta enfuncionamiento de la central, una fuente de alimentación quepermita el suministro de corriente a través de la red eléctricay que conmute a baterías cuando ésta sea interrumpida, lossensores y el sistema de alerta. La central que proponemos daun tiempo de unos 30 segundos (regulable) para abandonar


Figura 18

la vivienda por la zona de entrada/salida, luego de acciona-da la central, y de 20 segundos para desconectarla al regre-sar a la vivienda, antes de que se accione el sistema de aler-ta. Superados estos tiempos, al conectarse el sensor, se dis-parará el sistema de alerta.

En la figura 19 se muestra el esquema completo de la cen-tral de alarma que posee una zona de disparo por positivo,que activa el sistema de alerta luego de 30 segundos de colo-car un potencial de 12V en dicho Terminal, una zona de dis-paro por negativo, que activa el sistema de alerta luego de30 segundos de colocar un potencial de masa en dichoTerminal y una zona de disparo instantáneo que hace fun-cionar al sistema de alerta inmediatamente cuando en esecontacto se detecta un potencial de masa.

Las compuertas 1, 2 y 3 componen un sistemamonoestable que inhabilita las zonas de disparo demoradodurante 30 segundos luego de darle alimentación a la central.

Al aplicar tensión al circuito, el capacitador C1 se cargaa través de R1 dando un “0” inicial en las entradas de la com-puerta 1, que dará un “1” lógico en la entrada de la com-puerta 2 presentando un “0” lógico a su salida con la cual C2se cargará a través de R3. Durante el período de carga deC3 en entrada de la compuerta habrá también un “0” lógicoque fijará un “1” a su salida, el que se aplica a una de lasentradas de la compuerta “4” estableciendo un “0” a su sali-da sin importar el estado de la otra entrada (de “4”), que esla que trae la información del estado de los sensores. En esteestado no se activará el sistema de alerta.

En la medida en que se carga C2 a través de R3, la ten-sión en la entrada de la compuerta “3” crece hasta llegar unmomento en que la interpreta como “1” lógico, cambiando elestado en su salida yendo a “0” y permaneciendo en esteestado en forma permanente dado la realimentación hacia lacompuerta 2. De esta manera, cada vez que se aplica ali-mentación, quedan inhabilitadas las zonas de disparo demo-radas por el espacio de 20 segundos, ajustables a través deR3 y/o C2.

Pasando el período inicial, en una entrada de “4” habráun “0” lógico y, en la otra, la tensión será fijada por los sen-

sores. Mientras los sensores estén en la operación, en la otraentrada 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” quese transmite a la entrada de “5” a través del filtro que formanR6 y C3; precisamente, este filtro evita señales espúreas quepodrían provocar disparos erráticos.

Volviendo al estado que estamos analizando, con un “1”en la entrada de la compuerta ”5” se dispara el monoestableque forma esta compuerta con la “6” y cuyo funcionamientoes similar al analizado con las compuertas “2” y “3”.Mientras se carga C4 a través de R7, la salida de la centralno cambia. Este tiempo se fijó en 20 segundos y está parapermitir la desconexión de la central antes de que se active elsistema sonoro. Pasado este tiempo, se activa el monoestableformado por las compuertas “7” y “8” que hará saturar altransistor T1 que activará el sistema de alerta.

Este último monoestable permanecerá en estado altodurante un tiempo de 3 minutos aproximadamente, fijadospor R9 y C7. O sea que la detección de un intruso hará fun-cionar el sistema de alerta durante 3 minutos; pasado estetiempo, el sistema vuelve a su estado normal en espera de unanueva interrupción en los sensores.

La alimentación se efectúa con 12 volt, por lo que tambiénpuede emplearse en la protección de automóviles.

Una vez seguro de haber interpretado el circuito, se acon-seja colocar primero los circuitos integrados (cuidado con suposición ya que, si se equivoca, podría provocar su destruc-ción) sin soldarlos, con lo cual ya tendrá puntos de referenciapara colocar el resto de los componentes; luego, coloque losresistores (no conecte R14 aún) y proceda a soldarlos, poste-riormente haga lo propio con los diodos respetando su pola-ridad (no conecte D6 todavía). A continuación, coloque loscapacitares: primero los cerámicos y, luego, los electrolíticosteniendo en cuenta que estos últimos también tienen polaridady 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 cir-cuitos integrados. Ahora su equipo está en condiciones defuncionamiento; sólo resta que suelde los cables de conexiónen los lugares indicados intentando colocar cables de distin-tos colores. Para la conexión del cable B se coloca unTerminal de R14 a la base del transistor T2 en la plaqueta delcircuito impreso, y en el otro Terminal que queda libre seconecta dicho cable B, aislándolos luego de soldarlos paraevitar choques accidentales.

Lo mismo ocurre con la conexión del cable A, ya que elánodo de D va en la plaqueta y el cátodo se conecta direc-tamente a dicho cable de color gris.


Figura 19

Una vez conectados todos los componentes sobre la pla-queta e instalados los cables, revise cuidadosamente el arma-do tantas veces como sea necesario hasta estar seguro de nohaber cometido equivocaciones; luego proceda a la pruebadel equipo. Para ello aplíquele alimentación, deje pasar unos30 segundos y conecte a masa unos instantes el cable blan-co: el LED se deberá encender y permanecerá así duranteunos tres minutos.

Apague el equipo, espere unos instantes y vuelva a encen-derlo; antes de que transcurran 30 segundos conecte a masael cable gris unos instantes y espere un minuto, no deberásuceder nada ya que la alarma temporiza su conexión paradarle tiempo a retirarse del área protegida. Transcurriendo elminuto, vuelva a tocar el cable gris a masa; al cabo de 20segundos se encenderá el LED indicando el disparo de la alar-ma. Tenga en cuenta que esos 20 segundos es el tiempo deUd. tiene para desconectar el equipo al retornar al área pro-tegida.

La operación con el cable naranja es igual a la que sehace con el cable gris, solamente que el disparo se producirácuando este cable toque el Terminal positivo en lugar del ne-gativo.

Si como sistema de aviso desea colocar una sirena, boci-na u otro aparato, conecte la bocina de un relé de 12 volt y220 ohm de impedancia entre los puntos M y N de la pla-queta, luego los contactos del relé úselos para activar dichosistema de aviso.

Si utiliza un relé del tipo MONICO 612, el mismo puedeconectarse directamente en la plaqueta de circuito impreso.

Sensor de Nivel de Líquido

Es de suma importancia tener conocimiento del nivel delíquido existente (o no) en un lugar determinado, para laactividad humana, tanto científica como industrial, etc.

A partir de una configuración primaria, se pueden con-struir esquemas con varios detectores, hasta incluso teniendocada uno acción independiente dedicándose uno a detectarla presencia de líquido, el otro a la ausencia y un tercero quetrabaje tratando de reconocer la distancia desde la superficieal sensor. A su vez sería posible reconocer a distancia cuál esel detector accionado (en forma sonora o visual).

En el caso de ser detector sonoro, cada uno dará un tonode frecuencia distinta (Ej.: si hay tres, se tomarán 100, 1000y 10000HZ).

El esquema básico del captor se muestra en la figura 20,siendo uno de los detectores del sistema. Todos los demás serealizarán igual, con distinta red de oscilación, es decir, cam-

biarán los valores de R, R1 y C para que cada captor fun-cione diferente. Los detectores poseen un punto conectado amasa, conectándose al circuito amplificador común represen-tado en la figura 21.

En la figura 20, del lado izquierdo se observa el depósi-to que contiene el líquido, disponiéndose dos electrodosmetálicos con sus extremos por encima del nivel del líquido.

Al subir el líquido, toma contacto con los electrodos yentre los puntos 1 y 2 de la primera compuerta de unCD4001BP, se pone en marcha el proceso que concluirá conla activación de la alarma (sonora o visual). Se observa queel electrodo 2 y el punto 2 de CD4001 van conectados al +de la alimentación por intermedio de la resistencia de 220kΩ.El circuito integrado CD4001 es una cuádruple NOR. Este cir-cuito puede tener las dos entradas al nivel cero o al uno,dando así, cuatro posibilidades (00, 01, 10, 11).

Según esta regla, la salida estará al nivel 0 o al 1.

ENTRADA ENTRADA SALIDA0 0 10 1 01 0 01 1 0

Tenemos entonces cuatro posibilidades que al sumarlasdará:

0+0=00+1=11+1=1Como la compuerta invierte estos valores, se tendrá:0+0=0, luego 10+1=1, luego 11+1=1, luego 1


Figura 20

Figura 21

Si las dos entradas (terminales 1 y 2) están al nivel “0”,se podrá obtener el nivel “1” de salida, siendo esto posible silos dos electrodos están en contacto con el líquido.

La compuerta A (patas 1-2-3) sirve de captor (sensor altoo bajo, según el caso). La señal que aparece en el Terminal 3(nivel alto o bajo, según el caso), se aplica a la compuertaNOR B, (patas 5-6-7). Las dos entradas 5 y 6 están unidas, loque permite que el elemento funcione como inversor.

La señal invertida de la salida 4 se aplica a una nuevacompuerta, la cual asociada a la D constituye un multivi-brador astable, cuya frecuencia de oscilación está determina-da por los valores de las dos resistencias R, R1, junto con lacapacidad C, según la fórmula:

1f=-------------------

1,4RC

Con f en Hz, C en F y R en Ω, siendo siempre R1 = 2R.El condensador Cp se determinará también en función de lafrecuencia, según la regla empírica: Cp = fL/1000

Con Cp en F y fL en hercios. La frecuencia fL es la másbaja que opera en el sistema.

Si el nivel del líquido es el adecuado para que la compuer-ta NOR C sea activada el multivibrador oscila, lo que se pro-duce cuando los electrodos entran en contacto con el líquido.

El nivel del Terminal 1 es bajo con respecto a masa y losniveles de los puntos 3, 5 y 6 son altos, mientras que las patas4 y 8 poseen tensiones bajas.

Si de modo opuesto el nivel del líquido queda por deba-jo de los extremos de los electrodos, la resistencia entre laspatas 1 y 2 será alta (mayor de 500kΩ y el elemento A ten-drá su Terminal 1 a un nivel alto, por lo tanto, según el fun-cionamiento de los circuitos NOR, habrá inversión, lo quehará que los terminales 3, 5 y 6 pasen al nivel bajo, y laspatas 4 y 8 al nivel alto. Así, el multivibrador se bloqueará.

Si está en oscilación, la frecuencia sonora se calculará así:1

RC = --------------- segundos1,4f

Por ejemplo, si f = 1000Hz se tendrá:1

RC = -------------- segundos1400

Tomando R = 100000Ω, se tiene:1

C = ---------------------------------------- F100000 . 1400

Pasando a nanofarad, C = 7nFComo el valor de f no es necesario que sea muy exacto,

se toma C = 6,8nF. Si tenemos otras frecuencias, la determi-nación será inmediata.

Sabiendo el valor de R (por ej. 100kΩ) se tiene que R1 =2R = 200kΩ.

En el circuito amplificador de la figura 6 se utilizó unCD4001 con lo siguiente: las tres compuertas NOR (B, C y D)se han montado en paralelo y forman un inversor, también lacompuerta A se montó como inversor. Así se consigue unamplificador de señal que ha proporcionado uno o variosmultivibradores, siendo los pines de alimentación: 7 a masa y14 al +.

Por lo tanto, la señal se amplifica con CI-2 y es transmiti-da por la resistencia de 3,3kΩ a al base del transistor Q1 quees PNP, del tipo BC558, montando con emisor común, conec-tado al + de la alimentación.

La unión del captor con el amplificador no deberá traerinconvenientes, sólo observar los puntos que deben serunidos.

Determinaremos el valor de L: supongamos que la fre-cuencia más baja del sistema sea de 50Hz. La fórmula decálculo será: L = 1600/fL, lo que nos da L = 32H. La corrientemáxima que pasa por L es del orden de 1mA, es decir muypequeña, por lo que L será de muy pequeñas dimensiones ybarata.

Sería conveniente de poder realizarlo, elegir fL de mayorvalor. Ej.: si fL = 500Hz, L valdrá 3,2H. Esto permitirá que seamenor y más fácil de realizar. El valor de Cp para cada cir-cuito detector dependerá del de fL y es dado por la fórmulaCp = 1/1000fL.

Ej.: si fL = 500Hz, se tendrá Cp = 2µF.Se puede conectar un indicador visual entre los terminales

4, 10 y 11 unidos de CI-2, el otro extremo del indicador visu-al se lleva a un punto de alimentación conveniente, adaptán-dose, por ejemplo, un diodo fotoemisor (LED). Este indicadorno permite saber cuál es el nivel de líquido que ha aumenta-do anormalmente, solo nos dirá que ha superado un valorlímite.

Infinidad de variaciones pueden suponerse de este cir-cuito, probándose partiendo de los siguientes datos:

a) Cuando la resistencia entre puntos 1 y 2 es inferior a100kΩ, el punto 1 estará en el nivel bajo.

b) Cuando la resistencia es superior a 500kΩ, el nivel de1 estará en el valor alto.

Los datos son sólo algunos de los sistemas sencillos dealarmas que pueden montarse con circuitos integrados. En lospróximos capítulos tendrá oportunidades de analizar otrosequipos más complejos.**********



En este capítulo describiremos algunos circuitos específi-cos tales como: termostatos, detectores de humo, detec-tores de gas, vigilancia, etc. El motivo radica en querer

familiarizar al lector con diferentes esquemas circuitales paradeterminados usos.

Sistema Detector de Temperatura Inadecuada

Nos referimos en esta sección a aquellos dispositivos ca-paces de detectar, tanto un incendio como el aumento de tem-peratura en una cámara frigorífica que conserva materialesde elevado costo.

Debido a la elevación de temperatura de un local (o zo-na particular del local) se provocan muchos accidentes o mo-lestias, el más común de todos es el incendio, siendo muchoslos dispositivos que se han fabricado para detectar esa situa-ción. No hay que olvidarse que la temperatura puede reducir-se por debajo de un valor dado y, así, ocasionar también mo-lestias o accidentes, como por ejemplo el mal funcionamientode la calefacción de un local de invierno, sufriendo las conse-cuencias tanto los seres vivos como ciertas sustancias (pro-ductos químicos o preparaciones biológicas).

En ciertas aplicaciones puede ser necesaria una gran pre-cisión. Describiremos por lo tanto, un termómetro electrónico

Figura 1

muy preciso, de fácil manejo, que se pueda adaptar a múlti-ples aplicaciones (desde industria a casa de familia).

En la figura 1 se da el esquema de un aparato en base apropuestas dadas por RCA.

Los semiconductores son:Q1, Q2, Q3, Q4, Q6 = SK3005 ó BC558Q5, Q7, Q8 = SK3020 ó BC548L = lámpara indicadoraTermistor = RCAKD 2108Este aparato se alimenta con 10V, que se obtienen con

ayuda de una alimentación regulada. Se realizará un ajuste:R15, de 15kΩ. Aquí se emplean varios transistores NPN yPNP, el esquema refleja que los grupos Q4, Q5, Q6 y Q7constituyen, conmutadores dependientes de la tensión. El nivelde disparo del grupo conmutador Q4 y Q5 está determinadopor el termistor T, mientras que la tensión de disparo del gru-po conmutador Q6 y Q7 está gobernada por el ajuste del po-tenciómetro de sensibilidad R15 y de la resistencia montadaen serie, R13. Estos dos grupos conmutadores son montadosen paralelo y regulados por el transistor Q3, partiendo de lamisma tensión intermitente generada por un multivibrador enbase a los transistores Q1 y Q2.

El disparo de los conmutadores se produce aproximada-mente una vez y media por segundo, debido a que la tensiónmás baja es conductor durante el ciclo siguiente.

De no producirse el efecto recién mencionado, el bloqueQ4 y Q5 sigue siendo conductor. Siempre que la resistenciadel termistor sea menor a la suma de R13 + R15, la tensiónde disparo del conmutador Q4, Q5, será menor que la de Q6y Q7.

Eso provoca que el conmutador gobernado por el termis-tor conduce con lo cual cortocircuitúa al segundo grupo con-mutador.

Si la tensión de disparo de Q6-Q7 disminuye hasta hacer-se inferior a la de Q4-Q5 significa que la resistencia del ter-mistor aumenta. Al disparase Q6-Q7, baja la tensión colector-emisor de Q6, con lo cual el conmutador Q4-Q5 se cortocir-cuito, lo que permite la polarización de Q8; así, este transis-tor se hace conductor y por la lámpara circula una corriente.

Por lo tanto, la lámpara se enciende cuando la tempera-tura baja más allá de un valor dado.

Si se quiere obtener el efecto contrario, hay que permutarR15 y el termistor, conectando R15 entre C4 y el terminal 5.Esta conexión deberá hacerse lo más corta posible, siendo lacorriente consumida por este aparato de 20Ma.

Note que los conmutadores son alimentados solamentecuando Q3 está saturado, hecho que ocurre en cada semici-clo de la señal generada por el multivibrador. Este hecho ga-rantiza una cierta inmunidad contra disparos erróneos y unmayor rendimiento del termostato.

Habrá que medir la temperatura con un termómetro du-rante el ajuste, para saber cuál es su límite. Se explicará la re-gulación de R15, de forma tal que la lámpara se apague alsobrepasar esa temperatura, siendo esta forma de ajuste váli-da para dos versiones en el uso del aparato, ya sea para de-tectar cuando la temperatura excede de un determinado valoro la versión consiste en detectar bajas de temperatura másallá de un valor predeterminado.

En la figura 2 se dan detalles de una fuente de alimenta-ción apropiada para este aparato, donde:

Q1 = BD139Q2 = BC548CR1 = CR2 = CR3 = 1N4007CR4 es un diodo Zener de un tipo de 12V, 1W.Este circuito es clásico, en el primario del transformador

se halla un interruptor S y un fusible de 1ª.Puede preveerse un primario para una sola tensión o con

dos tomas para varias, para poder adaptarse a la red de quese disponga; el secundario dará 15 + 15V, con 100mA omás.

En el circuito de regulación, Q1 es el transistor reguladory su resistencia estará gobernada por la variación de tensiónde salida, siendo esta última de 10V, conectándose el positi-vo al punto +V y el negativo a la línea negativa de masa. Losdiodos rectificadores CR1 y CR2, efectúan una recitificacióncompleta, dando una tensión cuyo positivo queda aplicado alcolector de Q1 y el negativo a la línea de masa (común).

A este circuito se le puede agregar una batería de 12V,uniendo el negativo de éste a la línea negativa y el positivode la batería como se indica en la figura 2 ( al colector de Q1por intermedio de CR3) del que se hace notar su orientación.Al comenzar a funcionar la red, la tensión catódica de CR3es superior a 12V, encontrándose su ánodo a 12V, teniendocomo consecuencia que CR3 queda bloqueado, desconectán-dose así la batería del lado positivo. Pero, si por una razóncualquiera, la red no funciona, la tensión catódica de CR3 esinferior a la de 12V del ánodo, conduciendo así el diodo yquedando la tensión de 12V aplicada al regulador, que da en


Figura 2

su salida 10V regulados. Hay que tomar en cuenta que el po-tenciómetro R15 de alarma, deberá ser lineal y de 2W, y to-dos los resistores serán de 0,125W con una tolerancia del10%.

Sistema para Sensar Distintos Eventos

El circuito que proponemos se ha desarrollado en base auna idea de General Electric para el sensado de diferentes es-tados en la detección de luz, humo, temperatura y humedad.En la figura 3 se da el principio de funcionamiento del siste-ma de aviso empleado en este caso, pero nada impide quese lo reemplace por otra configuración. Cabe acotar que ennuestra explicación iremos incluyendo los diferentes elementosnecesarios para el funcionamiento global del dispositivo.

La batería B (de 24V) se conecta con el negativo a la lí-nea negativa y el positivo a R1, aumentando la tensión entresus bornes con el paso del tiempo, de esta forma el ánodo delSCR (rectificador controlado de silicio) se va haciendo cadavez más positivo. Así, la tensión del electrodo de regulaciónEC, tomando del cursor de R2 va aumentando y al llegar undeterminado momento, el SCR se hace conductor.

Por intermedio del SCR, en el parlante se descarga el con-densador C1, lo que provoca un chasquido. En el control delSCR, la tensión es regulable con R2, siempre que se ajuste pa-ra una polarización de valor un poco inferior al de disparodel SCR, donde un aumento muy pequeño de la corriente pro-voca la conducción de este rectificador controlado y, por lotanto, la descarga de C1 se vuelve a cargar y la tensión decontrol aumenta hasta en valor de disparo, descargándosenuevamente C1. De esta manera se genera una secuencia dechasquidos que se repiten emitiendo un ruido de baja frecuen-cia, sirviendo de aviso.

Tenemos el circuito básico de aviso analizado. En la figu-ra 4, se le añadió una resistencia fotosensible del tipo LDR, de-signada por Pc, en el esquema, donde la fotorresistencia vamontada en serie con R2. La resistencia de PC disminuye, alaumentarle la luz resistencia es de 5MΩ en la oscuridad y de50Ω a luz del Sol o de una fuente intensa cercana, pasandopor 9000Ω con una iluminación de 20 lux. El contacto en PC,aumenta con la luz, siendo su fotorresistencia de sulfuro decadmio, montada en una cápsula de dos terminales, cuyo sen-tido de conexión es indiferente, alimentándose con corrientecontinua y alterna.

En la figura 2, la frecuencia del ruido de chasquidos que-dará modificada por la variación de la luz aplicada a la fo-torresistencia. Así, R, se puede ajustar de forma tal que la po-larización quede justo por encima de la de disparo, donde un

ligero aumento de la luz hará queel electrodo de control sea más po-sitivo produciéndose el sonido. Lafrecuencia irá creciendo a medidaque vaya subiendo la luz de lafuente luminosa, las causas pue-den ser por aumento de su lumino-sidad, bien por reducción de ladistancia entre la fuente y la foto-rresistencia, sea por la orientacióndel haz luminoso o por la capaci-dad del medio. (Ej.: humo). La cé-lula GE-X6 no es sensible a los ra-yos infrarrojos, se puede obteneruna buena sensibilidad mediante una célula de seleniuro decadmio en el infrarrojo próximo (por la radiación de la lla-mas).

Para poder realizar un esquema detector de humo nos ba-samos en el principio de que al producirse humo entre unafuente luminosa y la célula fotosensible, esta célula se va aquedar menos iluminada, aumentando su resistencia; de estaforma la frecuencia de los chasquidos se reducirá y el ruidopuede llegar a desaparecer. Este detector de humo se podrárealizar en un recipiente cilíndrico abierto por sus dos extre-mos, como se grafica en la figura 5, teniendo como diámetro180 mm con su pared interna.


Figura 3

Figura 4

Figura 5

En su interior hallaremos:L = lámpara de 15W por la batería.D = disco de 100 mm de diámetro con un orificio circular

de 3,1 mm de diámetro para alimentar el LDR.PC = célula fotoeléctrica o LDR, colocado de tal forma que

pueda recibir a través de un agujero, la luz de la L.Este cilindro tendrá una altura aproximada de 1m y el ai-

re y humo, circularán de abajo hacia arriba. Al haber humo,penetrará en el cilindro y reduciéndose la luz que recibe elelemento fotosensible, provocará el disparo del avisador.

La figura 6 representa el aparato en su totalidad, en don-de vemos la batería de 24V en la izquierda, el parlante a laderecha, el potenciómetro R2 en la parte superior que se ha-lla asociado al interruptor S1 de marcha y parada, el diodoSCR, la célula PC, el condensador C1 y la resistencia R1 (so-bre R2).

Cuando se desea colocar varios sensores debemos recu-rrir al circuito completo como el que se muestra en la figura7. En la misma se puede observar un circuito del aparato dealarma con varios dispositivos sensibles (en este gráfico haycuatro), con captores montados del mismo modo, en serie conuna resistencia variable de ajuste de cientos de miles de ohm.El valor exacto de la resistencia, se determinará experimental-mente en función de las características del elemento captor.

En esta figura, todos los diodos del C1 al C5 son del tipo1N4148, el resto de los componentes son detallados a conti-nuación:

PC = resistencia sensible a la luz.DT = detector de humo.T = termistor sensible a la temperatura.H = elemento sensible a la humedadP = potenciómetro de sensibilidad que sirve para el ajus-

te general del aparato.Puede colocarse una serie diferente de captores (3, 4 ó

más) repartidos en distintos lugares.

Uso de un Micrófono

En la figura 8, el captor es un micrófono del tipo piezoe-léctrico que sirve como captor de ruido, donde el parlante de-berá estar colocado en el lugar donde se efectuará la vigilan-cia, alejado del micrófono y, con los dos traductores aisladosacústicamente.

El parlante podría sustituirse por un traductor no acústico,como por ejemplo un medidor de tensión. En dicho caso sedebe colocar en su lugar una resistencia de 8Ω Entre cuyos

bornes se conectará un voltímetro. Es convenien-te que, para detectar bien las vibraciones, el mi-crófono sea “captor de vibraciones”.

Detectores de Humo y de Gas

IntroducciónPara evitar catástrofes es indispensable que

en todos los sitios donde exista riesgo de des-prendimiento de humo y/o gas, exista un mediode detección. Este tipo de detectores pueden ytienen aplicación en fábricas, laboratorios, luga-res públicos, apartamentos, etc.


Figura 6

Figura 7

Figura 8

Hay diversos procedimientos para la detección de humoy gases como, por ejemplo optoelectrónicos, de ionización,con semiconductor, etc. Los optoelectrónicos se basan en unavariación de luz detectada por una célula fotoeléctrica, comosaldo de la presencia de humo y gas.

El equipo que describiremos se basa en circuitos de apli-cación de Motorola. Además, se describirán aparatos decomplicación creciente, analizándose previamente tres circui-tos de captor o sensor del semiconductor TGS (Taguchi - gas -sensor) inventado por Taguchi y la descripción de aparatos decámara de ionización. Hay que tomar en cuenta que en todosesos circuitos, la alarma será sonora.

Captor TGS

Es un semiconductor del tipo N, de dióxido de estaño, em-potrado en un filamento de metal viable que sirve de electrodo.Su funcionamiento se basa en la reacción adsortiva y desorti-va de los gases en la superficie del dispositivo, es importanteno confundirse con absorción. La función del filamento es la deconseguir una elevación de la temperatura del captor hasta unvalor fijo que establece su funcionamiento. Cuando un gas sepresenta en el aire, se absorbe por la superficie del semicon-ductor, con lo que aumenta la conductividad del dispositivo.Esa variación de conductividad puede medirse colocando elTGS en serie, con una asistencia de carga y aplicando una ten-sión de entrada (continua o alterna). Al estar en presencia delgas, la resistencia del TGS disminuye y la tensión en la cargaaumenta, ya que es lo suficientemente grande para activar so-noro. Los TGS se utilizan para la detección de óxido de carbo-no (CO), para localización de humo, detección de diversos hi-drocarburos como butano, probano, etano, metano, hidróge-no, etanol, etc. El sensor necesita un determinado tiempo paraalcanzar un estado estable que puede ser entre 1,5 y 5 minu-tos, según los modelos. Las falsas alarmas se evitan incorporan-do en el aparato un circuito retardador, ya que la falta de em-pleo del dispositivo puede originarse una falsa alarma mientrasno se ha alcanzado el retardado de la estabilización.

El detector de humo más sencillo con TGS es el que se in-dica en la figura 9 usando, en su salida, un rectificador con-trolado de silicio SCR, del tipo MCR106, TIC 106 o equiva-lente, dos diodos, un TGS del tipo 308 y un avisador sonoropara 24V alternos, tipo sirena.

Este aparato va provisto de un transformador cuyos secun-darios son S2, de 30V y S1 de 1,5V (que alimenta el filamen-to del TGS), funcionando con corriente alterna. La resistenciaR1 de 4,7kΩ, está atravesada por la corriente variable produ-cida por el TGS. La tensión que se obtiene, y que está regula-da por el sensor del potenciómetro, se aplica a D1 que la rec-tifica, mientras que la tensión continua aparece en C1 y se re-duce con R2 y R3, aplicándose después a la grilla de Q1.

La tensión alterna (de 30V de S2) se rectifica con D2 ycon ella se alimenta el ánodo de Q1 a través del avisador H.luego se activa Q1 y pasa una corriente por H, produciendoel ruido de alarma. El encendido del SCR (rectificador contro-lado de silicio) se regula con R1, en ausencia de gas la ten-sión alterna de salida de bornes de R1 es de unos 3V. En es-te captor, al detectar la presencia de gas o humo, la tensiónde salida aumenta y la resistencia del TGS disminuye en unvalor proporcional a la concentración del gas (ejemplo: 20Ven caso de una gran concentración). La señal filtrada, una vezrectificada, activa el SCR que está polarizada. Al desapare-cer el humo o gas se conmuta a la posición de bloqueo Q1,reduciéndose la corriente a cero. El diodo D2 impide la pro-ducción de una corriente de fuga excesiva cuando el ánodoes negativo y la grilla positiva.

Como detalle práctico se indicará que el SCR (de 4A) deltipo MCR 106 o equivalente no necesita radiador de disipa-ción térmica.

En la figura 9 se observan los inconvenientes de carecerde retardo, pudiendo ocasionar una falsa alarma al aplicar laalimentación. Además es necesario un transformador espe-cial, con devanado secundario de 1,5V.

Para solucionar parte de estos inconvenientes y obtenermayor rendimiento sonoro al trabajar con la onda completade la señal de entrada podemos referirnos al circuito de la fi-gura 10, donde se observa otro aparato que en vez de un ti-


Figura 9

Figura 10

ristor usa un transistor y un triac, pero cuyo funcionamiento esanálogo al anterior.

El avisador sonoro da un nivel del orden de 85dB a 90dBa 3 m de distancia, gracias a una excitación de onda comple-ta.

El transistor proporciona la corriente de activación deltriac que es del orden de los 15mA.

En la figura 11 se usa un detector TGS 308, diodos ze-ner, compuertas NAND y NOR e inversores, un triac y un avi-sador sonoro, obteniendo su alimentación partiendo de la redmediante un transformador TA, de secundarios S1 (24V) y S2(1,5V). Se ha utilizado el circuito integrado de seis compuer-tas tipo MC 14572, por tratarse de una sugerencia de Moto-rola pero nada impide el uso de otros circuitos CMOS que po-sean las mismas compuertas. Cuatro compuertas son inverso-res, una es NOR y otra NAND.

El triac 2N 6070B funciona con una corriente de com-puerta regulada de unos -15mA para obtener así el máximode sensibilidad en temperaturas escasas. Esta corriente seconsigue con ayuda de etapas reguladas que funcionan conuna alimentación negativa VDD = 0 y Vss = .15V, resultandofácil ver que esta tensión negativa (Vss) con respecto a la lí-nea de masa (VDD) es obtenida partiendo de la tensión alter-na de 24V del secundario S1.

La rectificación se efectuará con D3 y la tensión continuaaparece en los bornes de C2.

Después de su filtrado y estabilización se tiene -15V parasu aplicación punto -15V del circuito integrado MC 14572,teniendo la limitación de corriente de alimentación de -15V,asegurada por R6 (de 270Ω), necesaria para evitar corrien-

tes en exceso cuando las compuertas1,3 y 4 funcionen en sus regiones linea-les. Las compuertas 5 y 6 pueden consu-mir en conjunto unos 12mA. Además, elfilamento del captor TGS 308 se alimen-ta con 1,5V, se rectifica la señal alternade salida con D1 y filtra con C1 estabi-lizándose con D2. La señal continua seregula con R3 (de 100kΩ) siendo ésteajuste de sensibilidad del aparato. Latensión de salida del detector es aproxi-madamente de 0V, constituyendo así, elnivel bajo, suficiente como para accio-nar el elemento 2 (NOR) del circuito MC14572 y el diodo D2. Cuando se halleen el período de estabilización, el con-densador de temporización C4, estarápor debajo del umbral de sensibilidadde la compuerta 2 (nivel bajo) donde

sus dos entradas estarán en el nivel bajo, independiente delestado de la entrada del detector, evitando así una falsa alar-ma. Al cargarse C4, la salida del TGS gobierna el estado desalida de la compuerta 2, mientras que las compuertas 3 y 4con sus componentes asociados R9, R10, CS y DS, constitu-yen un multivibrador astable. La salida de la compuerta 3 es-tá unida a la entrada de la 4, mientras que la salida de éstalo está por C5 y R9 a una de las entradas de la NAND 3, es-tando la otra conectada a la salida de la NOR 2. Las cargasy descargas poseen diferentes períodos, habida cuenta de lapresencia del diodo D5, siendo la señal de salida asimétrica,donde se invierten los inversores 5 y 6, que sirven de mandoal triac, usándose no sólo para el encendido del triac, sino pa-ra el accionamiento del avisador. La señal repetitiva de esteaparato se distingue por sonidos de 2,5 segundos y espaciosde 0,3 segundos.

Otro circuito que realiza las mismas funciones que el an-terior pero utiliza transistores discretos en lugar de los opera-dores lógicos, es el que se muestra en la figura 12, ademásse encontrarán dispositivos análogos a los del presedente.

Su consumo en reposo es de tan sólo 70µA, produciendodos señales: una alarma de presencia de gas y otra de avisode descarga de la batería.

Los transistores Q1, Q2 y Q3 están montados como equi-valentes en la figura 11, donde al hacerse conductor Q3 pro-porciona una corriente de unos 80µA al Darlington MPS-A14,saturándose plenamente durante el período de arranque delavisador que por su parte, se alimentará de un modo continuoen cuanto el humo introducido en el detector exceda de un lí-mite previsto.


Figura 11

El circuito de aviso de descargade la batería lleva un transistor com-parador (Q6) que pone en marchaun multivibrador astable Q8 - Q9,que tiene las funciones de indicadorde umbral y actúa como fuente decorriente constante para poner enmarcha el multivibrador Q8 - Q9.

La gama de tensiones admisiblesentre 9,8V y 11,2V, es elegida porel potenciómetro R13, con una sali-da media de 10,5V.

Si la batería llega a una tensióninferior a la elegida, Q6 se haceconductor y proporciona una co-rriente constante de unos 3µA al con-densador C1 que se carga. En el es-tado de bloqueo de Q6 las dos eta-pas del multivibrador están bloquea-das y las únicas corrientes son las de fuga de 0,1µA comomáximo. Al funcionar, éste oscila con períodos parciales com-prendidos entre 1 segundo y 50 segundos, transmitiéndose deQ8 a Q3, incidiendo por último, en el avisador H, que indi-cará la descarga de la batería.

La corriente del avisador es de 0,8mA.

Sistemas Detectores de Subtensión

En muchas aplicaciones prácticas puede ser necesario unsistema que dispare una alarma, o bien, un dispositivo cual-quiera, cuando la tensión de una fuente cae por debajo decierto valor.

El circuito que describimos aquí hace justamente eso:cuando la tensión de entrada cae por debajo del valor deter-minando por las características de un diodo zener, es accio-nado un relé, controlando una alarma o también cualquierdispositivo externo que la aplicación exija.

Dependiendo del relé y del SCR usado, este circuito pue-de operar con tensiones en la banda de los 9 a los 30V, sinproblemas de alteraciones de valores de los componentes.

En la figura 13 tenemos un circuito sensor típico, en el quelos elementos básicos son el diodo zener, el transistor y elSCR. Su funcionamiento es el siguiente:

Cuando la tensión está por encima del valor zener deldiodo, éste conduce la corriente de modo de polarizar en elsentido directo la juntura base-emisor del transistor. En estascondiciones, se manifiesta una baja resistencia entre el colec-tor y el emisor del transistor, que impide el disparo del SCR.

En el momento en que la tensión en el circuito cae por de-bajo del valor zener del diodo referencia, éste deja de condu-cir la corriente y, consiguientemente, no se tiene más la pola-rización directa de la juntura emisor-base del transistor.


Figura 12

Figura 13

Figura 14

El resultado de esto es que pasa a manifestarse una altaresistencia entre su colector y el emisor, lo que permite la po-larización de la compuerta del SCR en el sentido de disparar-lo.

El SCR controla un relé que puede ser usado tanto paraaccionar una alarma, como el que se ilustra en la figura 14,o un circuito externo conectado o desconectado, como el quese muestra en la figura 15.

Está claro que existe la posibilidad de accionar directa-mente un dispositivo de aviso por el disparo del SCR, pero es-te dispositivo debe ser capaz de funcionar con la tensión quepuede aparecer en el circuito en sus condiciones de disparoo, también usarse una fuente separada, como sugiere la figu-ra 16. En este caso se economiza el relé.

El único componente que merece una atención mayor eneste circuito es el relé, que debe ser disparado por la mínimatensión que puede aparecer en el circuito en las condicionesde subtensión y que debe ser capaz de soportar la máximatensión de operación del mismo circuito.

Por ejemplo, si la tensión del circuito fuera de 12V y de-bemos disparar una alarma cuando la misma caiga por deba-jo de 10V, un relé de 9V puede ser usado perfectamente yaque éste normalmente puede disparar con tensiones tan bajascomo 7V.

En la hipótesis de que la banda de tensiones no sea co-mún, y por lo tanto, no sea posible hallar un relé para la apli-cación, sugerimos la utilización de fuente separada para sudisparo.

El relé debe, entonces, ser accionado por la tensión de lafuente separada menos 2V, que es la caída que normalmenteocurre en el SCR. Por ejemplo, si la tensión del relé fuera de9V, use una fuente de 12V. Si la tensión del relé fuera de 6V,use una fuente de 9V. Con relación al zener, observamos ape-nas que puede ser del tipo de 400mW para la tensión desea-da.

Los pocos componentes que forman este circuito puedenser montados en puente de terminales o en una placa de cir-cuito impreso, cuyo diseño no merece consideraciones espe-ciales.

En la figura 17 tenemos el diagrama completo de la ver-sión básica de un sistema detector de subtensión.

En el montaje debe tener en cuenta los siguientes cuida-dos:

a) El diodo zener es el componente que debe ser elegidode acuerdo con la tensión que se desea obtener el disparo


Figura 15

Figura 16

Figura 17

(con un margen de variación de 0,6V aproximadamente, quees la tensión de la juntura emisor-base del transistor). En la sol-dadura de este componente tenga cuidado y sea rápido envista de su sensibilidad al calor. Observe su polaridad.

b) El transistor tiene una posición determinada en la quedebe ser colocado, la cual es dada por su parte achatada.Sea rápido al soldarlo, pues este componente es sensible alcalor.

c) El SCR, que puede ser del tipo C106, IR106 oMCR106 para 50V o más, tiene una posición determinada enla que debe ser colocado. No será preciso usar disipador decalor en este componente si la carga que va a ser disparadafuera el relé, o bien cualquier dispositivo que exija menos de1A de corriente.

d) El capacitor C1 determina la velocidad de accionar delsistema, debiendo tener un valor mínimo de 1µF para que nodispare con la simple transición, y un máximo de 100µF pa-ra que su acción no sea excesivamente lenta. Este capacitortiene posición correcta para su colocación.

e) Los resistores son todos de 1/8W con 10% ó 20%de tolerancia y no tienen polaridad para su conexión. Obser-ve solamente sus valores que son dados por las bandas colo-ridas.

f) El relé puede ser del tipo Schark de gran sensibili-dad, de la serie RU101, donde los tres guarismos finales indi-can su tensión de operación. Por ejemplo, el RU101012 ope-ra con 12V, mientras que el RU101006 opera con 6V. Estosrelés pueden controlar cargas de hasta 6A de corriente en lared de alimentación de 110V o incluso 220V.

Sistema de Apertura y Cierre de Puertas

Un circuito destinado a la apertura y cierre de puertas porla acción de un sistema fotosensible selectivo, también consti-tuye un Sistema de Seguridad. El sistema detectala entrada del vehículo (o persona) abriendo lapuerta y, luego de su pasaje, vuelve a las condi-ciones iniciales.

Los elementos sensores son LDRs, y los relésdel tipo RU101006 que portan corrientes de has-ta 6A por contacto, lo que es suficiente no sólopara la alimentación de motores miniaturas (co-mo el prototipo) sino también de motores de ma-yores dimensiones para la abertura de una puer-ta verdadera.

El circuito opera por la acción de los relésque controlan el motor que abre y cierra el siste-ma de puertas. El relé es activado cuando circu-

la corriente por su bobina. Para que esto ocurra, con puestasen acción una serie de combinaciones de componentes.

El circuito requiere 5V de tensión de alimentación conse-guidos de una fuente convencional con regulación.

En la figura 18 tenemos los bloques lógicos por medio delos que analizaremos el funcionamiento del aparato. Comen-zaremos por analizar el conmutador operado por un haz deluz (1ª y 1B) que utiliza como elemento activo el transistorBC548. El sensor es un LDR y además de eso tenemos un po-tenciómetro de 10k que permite ajustar la sensibilidad.

Cuando hay un haz de luz que incide en el LDR su resis-tencia es baja, alrededor de 500 ohm, de modo que tendre-mos una corriente de base que lleve al transistor a la satura-ción. Con esto, en la salida del bloque tenemos una tensiónde alrededor de 0V. Cuando se corta el haz de luz, la corrien-te de base disminuye, y en esta condición el transistor es lle-vado cerca de la región de corte. No se llega al corte total,pues el LDR no es ideal, presentando una resistencia de alre-dedor de 15k, con lo que en la salida tendremos una tensiónde aproximadamente 3V, suficiente para activar la puerta ló-gica.

A continuación viene el conformador de pulsos que cons-ta de un CI17414 del cual se usan solamente dos Schmitt Trig-gers (con histéresis).

Cuando es cortado el haz de luz para abrir o cerrar lapuerta, existe el problema del ruido. Para solucionar este pro-blema se usó un comparador macho con los inversores conhistéresis. Si usáramos un 741 el empleo de fuente simétricatraería problemas de alimentación, de modo que se prefirió el7414 de la familia TTL. Este integrado además de eliminar elruido, también invierte el nivel de salida. El tercer bloque co-rresponde al comparador de nivel. Este consta de un CI7400(4 puertas NAND) del cual sólo se usa una puerta. Este blo-que comparará el nivel lógico de las entradas según la si-guiente tabla de verdad.


Figura 18

Entradas Salidas

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Luego se usa un multivibrador biestable con el CI7474que es un flipflop del tipo D doble, del cual sólo se usa uno.Este flipflop está montado en la configuración T, basándose enla transición de subida de señal de clock, o sea, cambia deestado en el pasaje del pulso 0 a 1. La salida Q del flipflopes realimentada para la entrada D. Des este modo, si D estu-viera en el nivel lógico 0, y aplicamos un pulso en el clock, lasalida Q va hacia 0 y Q para 1, y en ese instante como D es-tá conectado en Q irá para 1. Cuando hubiera un nuevo pul-so, como D está en 1, la salida Q cambiará para 1, forzan-do a Q a ir para 0. Siendo así, a cada pulso en la subida, enla entrada de clock, la salida cambiará de estado en relación

a la situación anterior.Finalmente tenemos el conmutador, que consta de un tran-

sistor BC548 como elemento básico y un relé. El diodo prote-ge el transistor contra tensión inducida en la conmutación delrelé y el resistor hace acoplamiento de base.

Los transistores son accionados por los niveles lógicos 1de las salidas Q y Q. El primer relé accionado por el LDR deentrada, hará la abertura de la puerta, mientras que el segun-do relé activado por el LDR de salida, hará el cierre de lapuerta. Vea que el sistema es reversible, operando tambiénnormalmente si el recorrido del vehículo o persona fuera inver-tido.

En la figura 19 tenemos el circuito completo del aparato,sin la fuente de alimentación y sin el sistema de abertura depuertas.

De esta manera damos por concluído este capítulo acla-rando que los dados son sólo algunos de los sistemas detec-tores de eventos específicos. ******************


Figura 19

Hemos seleccionado varios circuitos de aplicaciónpráctica para que el lector cuente con material sufi-ciente como para tomar sus propias decisiones en el

momento de elegir la lectura del Sistema de Seguridad nece-sario.

Muchos de estos circuitos son adaptaciones de otras ver-siones ya publicitadas en la revista Saber Electrónica razónpor la cual el lector puede estar familiarizado con algunos deellos.

Destellador con Aviso Sonoro

Este proyecto consiste en un circuito que permite encenderuna de dos lámparas a elección en forma intermitente con laparticularidad de que el guiño puede ir acompañado de unaviso sonoro.

Resulta ideal para las señales de giro en automóviles, re-sultando un sistema de seguridad necesario en motos y bici-cletas, ya que podrá dar aviso de giro lumínico cada vez quetenga que doblar o cambiar de carril.

El comando del destellador es realizado por medio deuna llave de tres posiciones, pero nada impide que el lectoradapte este proyecto para un comando digital.

El destello producido en la lámpara de posición corres-pondiente es seguido por un LED indicador, que puede mon-tarse en una ubicación propicia para el conductor. El sistemade aviso sonoro permitirá que el operador no olvide desco-nectar el aparato. El dispositivo propuesto permite además,agregar una segunda sonorización más potente, de formaque pueda escucharse a distancia con un sonido más agrada-ble. La figura 1 muestra el diagrama en bloques de este siste-ma, donde puede apreciarse que tanto el destellador como eldispositivo sonoro son circuitos separados unidos solamentepor la alimentación que puede ser un sistema de pilas o sim-plemente una batería de 9V (obviamente con menor autono-mía). Note que para la alimentación de las lámparas, la ba-tería no es aconsejable, dado que las mismas pueden llegar


a consumir 0,5ª con lo cual la batería sólo serviría para unoscuantos disparos del sistema.

El sistema de guiño posee una base de tiempo que co-mandará, tanto al equipo de activación de las lámparas co-mo al circuito de sonido.

La base de tiempo está compuesta por las dos primerascompuertas de un CD4011 con sus componentes asociadosque entrega pulsos rectangulares al circuito de potencia repre-sentados por los transistores BC548 y BD139 en configura-ción Darlington. Precisamente, la salida de esta configuraciónse utiliza para alimentar a las lámparas que dará el corres-pondiente guiño. Note que en paralelo con estas lámparas seconectan los LEDs indicadores.

Con los valores propuestos, el ciclo de intermitencia es deunos 3 segundos con un ciclo de actitud cercano a 0,3 o sealas lámparas estarán encendidas un segundo y descansarándurante dos segundos. Variando C3 puede cambiar estostiempos.

De la base de tiempo se entrega un pulso para el avisosonoro para otra compuerta del CD4011 la cual, en conjun-to con otra de un segundo integrado, forman un flip-flop queentrega un pulso de pequeña duración a un nuevo osciladorque se pondrá en funcionamiento cada vez que se produzcaun guiño.

Este nuevo oscilador genera una señal de frecuencia den-tro del rango audible, que es amplificada por otro conjunto


Figura 1

Figura 2a

Darlington formado por un transistor BC548 y un BD139 pa-ra luego ser presentada a un parlante encargado de producirel sonido de alerta.

El mismo montaje propone, como puede ver en el diagra-ma en bloques de la figura 1 o en el circuito eléctrico de la fi-gura 2, la generación de un sonido de aviso de mayor poten-cia y mejor calidad que puede ser empleado para alertar aun transeúnte de su paso y hasta como sistema de seguridadantirrobo.

El circuito genera dos señales de frecuencias distintas,que se mezclan brindando un sonido característico agrada-ble.

El circuito está compuesto por una base de tiempo cons-truida a partir de dos compuertas de un CD4093 que es mo-dulada por dos circuitos compuestos por las restantes com-puertas del mismo integrado. Con los valores dados, el ciclode la base de tiempo es de unos 0,2 segundos, pero puedenser alterados por el cambio del capacitor de 0,33µF.

Como puede notar, la etapa de potencia de este disposi-tivo está compuesta por otra configuración darlington a travésde un BC548 y un BD139.

La etapa de sonorización se pondrá en marcha cada vezque se aplique tensión al circuito por medio de un pulsador.Como sistema antirrobo podría colocar un interruptor accio-nable al tacto que se dispare cuando alguien toque el vehícu-lo. De esta manera el sensor debería estar conectado al cha-sis para que pueda detectarse la situación mencionada. Co-mo es costumbre, el alcance del circuito sólo tiene límites ensu imaginación.

Protector de Objetos Valiosos

Este circuito dará una señal de alerta cuando se quita unobjeto de un lugar determinado, pudiendo emplearse incluso,

para dar aviso cuando alguien le sustrae algo del bolsillo ohasta un bolso o cartera. Se trata de un equipo de pequeñasdimensiones que debe ser adosado al objeto que se deseaproteger tal que al ser movido a gran velocidad comienza aemitir un sonido persistente que dará aviso de esta situación.Incluso, empleado junto con un receptor apropiado puedeemitir la señal de robo a distancia brindando una efectividadmucho mayor. El principio de funcionamiento es tan sencillocomo efectivo; se trata de sirena que es alimentada por unapequeña batería de 9V al cual se le conecta una ficha paracortar la alimentación mientras la ficha esté colocada. La fi-cha debe estar unida a un lugar fijo, tal que al mover el obje-to se desprenda la misma con lo que quedará alimentado elcircuito emitiendo un sonido persistente. En caso de tratarsede la protección de una cartera, la llave puede estar unida aun brasalete en la muñeca de la persona que lo está portan-do a través de un hilo fino o una cadena. Para proteger obje-tos que estén fijos en un lugar se podría pegar la ficha al ele-mento donde se aloja dicho objeto.

La sirena, como puede apreciarse en la figura 3, basa sufuncionamiento en dos circuitos integrados 555 en configura-ción astable, mientras que la etapa de potencia se componede un transistor BD139 que puede ser reemplazado por unaconfiguración darlington para obtener un mayor rendimiento.

El primer 555 da a su salida una señal cuyo ciclo consti-tuye la frecuencia base para generar el efecto sirena con unperíodo de un segundo aproximadamente.

La señal de salida en la pata 3 es llevada a un transistorBC548 en configuración colector común, tal que al estar enestado alto la señal en pata 3 del primer CI permitirá la car-ga del capacitor de 47µF variando el período de carga delcapacitor de .1µF conectado en pata 6 del segundo 555. Conesto se consigue un efecto ululante que será amplificado porla etapa de potencia. Note que el transistor de salida tambiénse encuentra en configuración colector común.


Figura 2b

Detector de Proximidad

Este circuito permite detectar cuando un objeto de granvolumen esta próximo a colisionar con otro.

La detección está a cargo de dos transductores de ultraso-nido del tipo SQ-40T (transmisor) y Sq-40R (receptor) o equi-valente.

En el circuito de la figura 4 puede observarse que el dis-positivo consiste en un transmisor y un receptor con la mismaalimentación, pero nada impide que sean montajes diferen-tes. El transmisor está compuesto por un oscilador construídocon dos compuertas de un CD4069 con sus componentes aso-ciados y un amplificador formado por otras dos compuertasdel mismo integrado. La señal así amplificada es enviada altransductor-transmisor de ultrasonido.

La señal será recibida por otro transductor, esta vez recep-tor, conectado en base de un BC238 que amplificará la señalrecibida. La ganancia de este amplificador y por ende, la sen-sibilidad del circuito será regulada por el potenciómetro de47kΩ conectado en colector de transistor. La señal amplifica-da es rectificada y doblada en intensidad antes de ser condu-

cida a un amplificador operacional en configuración SchmittTrigger. El potenciómetro de 1MΩ permite regular el retardoen la activación de un relé y el tiempo que el mismo perma-necerá operado.

Como puede apreciar, si transmisor y receptor se constru-yen por separados, el dispositivo puede ser empleado en fun-ciones de telecomando.

Se trata de un circuito poco elaborado que resulta de su-ma utilidad para ensayos y como parte constituyente de un sis-tema más complejo.

Si no consigue los captores de ultrasonido recomendadospuede emplear cualquier otra pareja, con lo cual probable-mente deba cambiar algunos valores de resistencia y capaci-dad. Si los componentes a colocar funcionan con frecuenciascomprendidas entre 30 y 50kHz, con los valores dados notendrá inconvenientes.

Como conclusión podemos decir que resulta un detectorde pequeñas dimensiones muy útil para cortas distancias, quele permitirá ensayar otras constantes de tiempo con el objetode adquirir práctica en el manejo de circuitos que emplean ul-trasonido.


Figura 3

Figura 4

Seguridad para las Puertas

Proponemos ahora el armado de un dispositivo capaz dedetectar si las puertas de un vehículo, heladera, congelador,etc. Se encuentran cerradas; pudiendo aplicarse también pa-ra generar una señal de disparo temporizada, controlando elcierre de cualquier interruptor.

Cuando se abre la puerta que se está monitoreando se ali-menta el circuito propuesto, luego de un período regulable avoluntad un zumbador del tipo piezoeléctrico emitirá un soni-do de gran intensidad que alertará sobre la apertura de di-cha puerta. Como puede ver el circuito de la figura 5, se tra-ta de un montaje económico que casi no consume energía yaque sólo será alimentado cuando la puerta en prueba estéabierta.

Para este circuito hemos realizado la alimentación a par-tir del suministro de energía eléctrica, pero nada impide ali-mentarlo con 12V cuando la tensión se conecta en paralelocon el LED indicado en serie con el resistor de 470Ω en cuyocaso se deberá eliminar el circuito de rectificación y limitaciónde tensión.

En la fuente propuesta, la corriente fluye a través del ca-pacitor de 2,2µF y por el resistor de 33Ω, donde se produceuna caída de tensión limitando la que caerá sobre el zener de10V (debe ser eliminado en caso de alimentación por batería)que será el encargado de fijar la tensión de alimentación delzumbador.

Para evitar el choque eléctrico en técnicos desprevenidos,en paralelo con el capacitor de 2,2µF se ha colocado un re-sistor de 820kΩ con los cual el toque accidental en cualquierparte del circuito no traerá problemas.

Cuando el circuito es alimentado se pone en marcha unadisosiación como temporizador formada por las compuertasNAND de un CD4011 en configuración de oscilador astable.Desde el momento en que se recibe una tensión, se carga elcapacitor de 100µF en la entrada de la primera compuertahasta que alcanza un nivel que hace cambiar de estado a la

compuerta y ésta su vez a la segunda compuerta, con lo cualse cargará el capacitor conectado a su salida a través del re-sistor de 470kΩ. Cuando este capacitor llega a un determina-do nivel vuelve a cambiar el estado de la primera compuertarepitiéndose el proceso. Los diodos asociados a este primermultivibrador permiten obtener señales más cuadradas paraun mejor sonido de aviso.

Luego de completada la temporiazación, con cada esta-do alto de la salida del primer multivibrador se pondrá enmarcha el segundo circuito oscilador formado por las otrasdos compuertas del CD4011.

Los pulsos generados, que son del orden de los 5Hz, ha-cen vibrar a la membrana del transductor, produciendo unaserie de BIPS al ritmo de las oscilaciones del primer multivibra-dor.

Por supuesto el tiempo de espera, antes de que se produz-ca la señal de alerta, puede ser regulado por intermedio delpotenciómetro de 500kΩ conectado a la entrada de la prime-ra compuerta.

Para el accionamiento del circuito, cada vez que se abreuna puerta, puede emplearse un pulsador mecánico del tiponormal cerrado.

Sensor de Luz

Este circuito es una versión muy simple de un detector cre-puscular que puede ser empleado como despertador o bienpara detectar la apertura de un cajón.

Como despertador podría ir acompañado de un tempori-zador que se dispare con el alba y emita una señal agrada-ble luego de un determinado tiempo fijado por el usuario. Porejemplo, si el Sol despunta a la seis de la mañana y debo des-pertarme a las siete, el temporizador debe retrasar el sonidodurante una hora.

Cuando es detector de apertura de cajones el circuitoqueda como está y se grafica en la figura 6.


Figura 5

El dispositivo es un equipo muy compacto que hasta pue-de encerrarse en un armario que no debe ser abierto por unniño y cuando ello suceda deberá darse aviso inmediatamen-te. El sonido emitido es bastante desagradable como para daruna mayor alerta y puede ser alimentado con pilas pequeñaso por una batería de 9V ya que el consumo es pequeño, te-niendo una gran autonomía permaneciendo constante conec-tado.

El esquema eléctrico muestra el uso de las cuatro com-puertas de un circuito integrado CMOS CD4001BP. Dos deestas compuertas forman un oscilador de frecuencia audibleque se pondrá en funcionamiento cuando se detecte la aper-tura de un armario emitiendo un sonido por intermedio de unzumbador. La detección se produce por la incidencia de luzsobre un resistor de valor variable con la luz del tipo LDR.

Dos compuertas de este integrado forman undisparador Schmitt que hará cambiar su salidacuando se detecte luz en el LDR. El potencióme-tro de 220kΩ sirve para ajustar la sensibilidaden función de la intensidad de luz que será cap-tada. La salida del disparador permite el controldel oscilador tal que al haber una tensión eleva-da en la entrada de la tercer compuerta se pon-drá en funcionamiento el oscilador emitiéndosesonido por el zumbador. Si bien la potencia su-ministrada es baja, resulta suficiente para gene-rar una gran perturbación que puede ser escu-chada desde otra habitación.

Para el armado del equipo, tenga en cuen-ta que puede realizarlo dentro de una caja de fósforos alimen-tándolo con una batería de 9V o con pilas especiales de 12Vdel tipo de las utilizadas en los controles remotos de los auto-móviles.

El LDR puede ser de cualquier tipo ya que a través del po-tenciómetro podrá regular el dispositivo para obtener un fun-cionamiento óptimo.

Alarma Antirrobo

El equipo propuesto en este caso resulta ideal para la pro-tección de bicicletas, ciclomotores y motocicletas.

El funcionamiento se basa en un sensor de mercurio quehará contacto o dejará de hacerlo cuando se mueve la uni-

dad. Para que resulte efi-caz y no deba dejar elmóvil en una posición de-terminada se ha dotadoal dispositivo de cierta“memoria” para determi-nar en qué posición se de-ja el vehículo y accionecuando hay un cambio deesta posición.

Para tal caso se haimplementado el uso decuatro interruptores demercurio que se conecta-rán en las tomas del cir-cuito de la figura 8.

Para entender el fun-cionamiento, en la figura7 se da el diagrama enbloques de este antirrobo


Figura 6

Figura 7

donde puede observarse que, además, posee un sistema pro-bador del estado de la batería.

En el circuito de la figura 8, entre A y C se conecta un in-terruptor que pondrá en marcha el dispositivo. El diodo conec-tado en A está para evitar una conexión incorrecta de la ba-tería, ésta se aplica a una regulador LM317 que entrega a susalida una tensión de aproximadamente 9V regulables, si sequiere, a través del resistor conectado en pata 5.

Para saber si se está usando la batería se emplea un cir-cuito operacional CA741 como comprador de tensiones. Losvalores de los resistores son tales que si la tensión de bateríaes superior a la mínima requerida, la salida del operacionalqueda en estado alto siendo indicado este estado, por un LEDque permanece apagado. Si la tensión de la batería es bajael amplificador cambia de estada y el LED indicador se en-ciende.


Figura 8

Para saber en qué posición dejamos la unidad, los inte-rruptores de mercurio se conectan a las entradas de cuatrocompuertas NAND de un CD4001BP. Estas entradas se en-cuentran normalmente en estado alto debido a la acción delos resistores 10kΩ. Cuando un interruptor hace contacto, elvalor de la tensión baja, cambiando el estado de la salida dela compuerta asociada.

La información de “posición”, es enviada a un cerrojo decuatro entradas formado por un CD4042 que permite traspa-sar el estado de las entradas a las salidas correspondientessiempre que la tensión en pata 5 sea baja.

Las entradas y salidas del cerrojo a un comparador repre-sentado por un CD4585, mientras todas las entradas y sali-das coincidan, la salida (pata 3) permanecerá en estado al-to, de lo contrario, si existe alguna diferencia, cambia el esta-do de la pata 3.

Es lógico suponer que antes de activar el dispositivo, lapata 5 del CD4042 permanecerá en estado bajo para quelas entradas y salidas coincidan, luego cuando se ha estacio-nado el vehículo, el potencial en este terminal cambiará yahora las salidas no cambiaran por más que varíen las entra-das, luego si hay movimiento cambiarán las entradas, no ha-brá coincidencia en el CD458 y la tensión en su pata 3 cam-biará indicando que el vehículo ha sido movido. La salida delCD4585 se conecta a un flip-flop representado por unCD4098 (son dos flip-flop monoestables) encargado de fijarel tiempo que durará la alarma y que puede ser variado porintermedio del potenciómetro de 2,2MΩ conectado en pata2. Un segundo flip-flop se encarga de generar el tiempo me-diante el cual el usuario puede mover la unidad sin que se dis-pare la alarma. Este tiempo puede regularse por medio delpotenciómetro conectado en la pata 14.

Cuando se conecta la alimentación, la pata 12 delCD4098 recibe en pulso mediante la carga del capacitor de220nF para que se dispare este segundo monoestable. Su sa-lida resetea al primer flip-flop (pata 9 a pata 3) durante elarranque y envía una baja tensión a la pata 5 del cerrojo pa-ra que las salidas sigan a las entradas. Luego de transcurridoel tiempo de espera (que el usuario usa para acomodar al ve-hículo cuando activa al sistema), se liberan el primer flip-flopy el cerrojo. Si se moviera el vehículo, se dispara el primermonoestable y su salida (pata 6) envía la información a untransistor BC548 que comandará a una sirena electrónica.

El tiempo de inhibición del cerrojo (alarma activada) esdenotado en un panel por el encendido de un LED a través deotro BC548.

Note que en el circuito eléctrico de la figura 8 se encuen-tra un conjunto terminal de conexiones que representa lo si-guiente:

TERMINAL FUNCIONA + bateríaB - bateríaC interruptorD interruptorE LED de activado - ánodoF LED de activado - cátodoG + sirenaH - sirenaI LED batería - ánodoJ LED batería - cátodo

Como podrá apreciar se trata de un dispositivo que tienemúltiples usos, incluso puede emplearse en automóviles conóptimos resultados.

Balizas a LEDs

Este es un dispositivo de seguridad indispensable para to-do automovilista que ha sufrido un percance y debe detenersu vehículo en cualquier vía de circulación.

El circuito eléctrico se muestra en la figura 9 y la base delmismo es un integrado de múltiples aplicaciones: el CD4060que contiene un oscilador interno y varios divisores de fre-cuencia.

La frecuencia del oscilador es fijada por el capacitor de330nF y por el potenciómetro de 100kΩ. La señal del oscila-dor se aplica al bloque contador (pata 9) a través de un resis-tor de 82kΩ.

El circuito está diseñado para generar 16 estados diferen-tes por medio de las salidas 14,6,4 y 5, que serán las entra-das de un integrado CD4514.

Este integrado es un decodificador a sistema decimal queprovee 16 salidas con una capacidad de unos 18mA cuandose lo alimenta con 10V, suficiente para el encendido de unLED.

En nuestro esquema hemos utilizado dos LEDs en serie,pero nada impide que sea uno o más.

En función de la cantidad de LEDs que halla en serie, se-rá el valor que debe adoptar el resistor conectado a sus cáto-dos. Para dos LEDs, el valor óptimo es 100Ω.

El armado de la figura que va a servir como baliza de-pende del usuario, recomendándose la construcción de untriángulo de señalización teniendo en cuenta que solamenteuna salida a la vez del decodificador permanecerá en estadoalto.

La tensión de alimentación puede variar entre 6V y 14V,mientras que la velocidad de variación de la secuencia pue-


de ajustarse por intermedio del potencióme-tro de 100Ω conectado en pata 10 delCD4060.

Detector de Movimientos Bruscos

Este proyecto constituye un dispositivode seguridad importante para salvaguar-dar la integridad física de un conductor quepor cualquier motivo debe permanecer va-rias horas al volante. Se trata de un equipoque detectará estados de somnolencia emi-tiendo un sonido fuerte y desagradable pa-ra obligar al conductor a retomar el controlde la unidad en caso de que sea necesario.

Para explicar el principio de funciona-miento acotemos que todo conductor queentra en estado de alta fatiga produce movimientos bruscoscon su cabeza.

Se utiliza un interruptor de mercurio que el conductor lle-vará en el bolsillo de su camisa o sujetado de alguna mane-ra a alguna parte cercana a su cabeza. Como podemosapreciar en la figura 10 el contacto se encuentra en la entra-

da de un oscilador formado por dos compuertas de unCD4001BP. Cuando se detecta un movimiento el contacto secierra arrancando el oscilador que generará señales rectan-gulares, cuya frecuencia se ajusta por medio de un pre-set de1MΩ, mientras que el ciclo de actividad será variable por me-dio de otro pre-set de 50kΩ.


Figura 9

Figura 10

La salida de este oscilador se aplica a un CD4017 que asu vez recibe una habilitación desde un monoestable que fija-rá el tiempo durante el cual se tomarán muestras para sabersi hubo un movimiento circunstancial o es debido a un estadode alta somnolencia.

Dicho de otra forma, cuando se detecta un movimiento seaplica tensión a un contador CD4017 por intermedio de unoscilador monoestable. Durante el intervalo de habilitación secontarán todos los movimientos ocurridos y cuando se llegueal límite impuesto por el conductor mediante el seteo de llavesminiaturas conectadas en las salidas del CD4017, se dará elcorrespondiente aviso sonoro. Este aviso sonoro se activa pormedio de un oscilador compuesto por dos compuertas de unCD4093. Dicho oscilador es activado cada vez que se detec-ta un movimiento, luego de superador un determinado valorimpuesto por el conductor. Para obtener mayor rendimientose han utilizado las otras dos compuertas del CD4093 paraadaptar al circuito con el zumbador.

Si el conductor va por un camino deteriorado, la cantidadde pulsos a contar durante un determinado período antes deproducir la señal de alarma, deberá ser mayor. Esta cantidadde pulsos es seleccionable desde las salidas del CD4017 porintermedio de las llaves miniaturas. Note que sólo una de lassalidas debe estar conectada al circuito generador de aviso.

En resumen, es posible detectar pequeños movimientosdando pequeños avisos sonoros, pero si se supera una canti-dad preestablecida de antemano, la alarma sonará en formacontinua y el conductor deberá desactivarla.

Iluminación Automática

Muchos sistemas de seguridad emplean dispositivos quepermiten el encendido de luces cuando cae la noche en for-

ma automática y las desconectan luego de un tiempo de en-cendido. Como aplicaciones podemos mencionar: ilumina-ción de vidrieras, iluminación de pasos obligados, simuladorde presencia, etc.

El circuito de la figura 11 permite el disparo de un triaccapaz de alimentar lámparas de hasta 800W cuando cae lanoche y pone en marcha un temporizador cuya función es lade volver a apagar dichas lámparas cuando transcurrió uncierto tiempo.

La alimentación se realiza con transformador y la base defuncionamiento es un amplificador operacional en configura-ción de comparador de tensión. La tensión de referencia se re-gula por medio de un pre-set de 100kΩ conectado en pata 3de un 741. Cuando cae la noche, varía la resistencia del LDRconectado en la pata 2 y la salida del operacional cambia deestado. El resistor de 470Ω de realimentación cumple la fun-ción de acelerar el cambio de estado.

La salida del amplificador se conecta a una base de tiem-po formada por dos compuertas de un CD4001BP conecta-das como oscilador estable que genera señales cuya frecuen-cia se regula por intermedio de dos pre-set conectados en pa-ta 4 del mencionado integrado. La salida del oscilador co-manda a un transistor BC548 que permitirá el encendido deun led en forma intermitente al ritmo de la señal de entrada.De esta manera, dicho LED, de día permanece encendido yde noche titila indicando el funcionamiento del oscilador. Ca-be aclarar que el hecho de tener dos pre-set de ajuste de fre-cuencia se debe a la necesidad de efectuar un ajuste grueso(correspondería a horas) y otro fino (representaría a los minu-tos). La señal de la base de tiempo se aplica a través de unacompuerta, a un integrado CD4020 que funciona como con-tador. La pata 11 de este integrado actúa como reset e inha-bilita al contador durante el día, ya que recibe el aviso desdela salida del operacional comparador. Tal como está realiza-


Figura 11

da la conexión, la salida del contador dará unarespuesta luego de 16384 pulsos de la base detiempo (se toma la salida Q14 del contador, lue-go 214 = 16384).

Cuando finaliza la cuenta, se envía una se-ñal a la compuerta IV para inhabilitarla y dejarde contar los pulsos de reloj. Obviamente cuan-do llega el día el AO cambia de estado, se re-setea el contador y todo vuelve a las condicio-nes iniciales.

Note que el triac se disparará cuando se sa-ture el transistor 2N2613. Esto ocurre cuando lacompuerta III tiene en su salida un estado alto,caso que ocurre cuando es de noche ya que enese momento la salida del AO estará en estadobajo y además mientras no llegue a completarsu cuenta el CD4020 pues cuando ello suceda,la salida Q14 quedará en estado alto y el tran-sistor dejará de conducir.

Dicho de otra manera, el triac permaneceráoperado de noche y mientras el temporizadorno haya completado su cuenta.

El LED conectado en serie con el colector delsegundo transistor permanecerá encendido mientras el triacesté activado.

Debe regular los pre-set para obtener el tiempo de activa-ción requerido.

Detector de Movimientos Inteligente

El circuito que proponemos permite detectar el paso deuna persona a través de una barrera infrarroja y saber haciadónde se dirige. Su uso resulta atractivo en grandes tiendas,supermercados, empresas con varios operarios, controles decalidad, seguimiento de objetos, etc.

El principio de funcionamiento se basa en el uso de unabarrera infrarroja compuesta por un transmisor dirigido haciaun receptor que posee varios detectores infrarrojos separadosunos de otros, tal que el pasaje de una persona vaya interrum-piendo la recepción de distintos fotodiodos con lo cual se pue-de saber cuál es la dirección que sigue el individuo.

En la figura 12 se da el diagrama en bloques del dispo-sitivo donde se observa que hay dos canales de recepciónque son comparados por medio de un proceso lógico, cuyasalida detectará la dirección que sigue la persona y podráemitir diferentes sonidos conforme con la dirección seguida sise coloca un circuito adicional.

En la figura 13 se da el circuito eléctrico del transmisor

que alimenta a tres diodos emisores infrarrojos por medio deuna corriente pulsante de gran intensidad. Dos compuertasde un CD4011 forman un oscilador estable, cuyo principio defuncionamiento ya lo conocemos, generando una señal cuyafrecuencia es de alrededor de 120Hz.

Este oscilador pone en marcha (cuando los pulsos estánen estado alto) a un segundo oscilador de frecuencia muchomayor (cerca de 12KHz) tal que los pulsos enviados al tran-sistor BC548 consisten en ráfagas de 12KHz con una frecuen-cia de 120Hz.

De esta manera, la emisión infrarroja se produce en ráfa-gas que son amplificadas primero por el transistor BC548 yluego por un BD139 que se encuentra en configuración dar-lington con el anterior.


Figura 12

Figura 13

En la figura 14 se da el esquema eléctrico del receptorcompuesto por dos canales receptores (dos fotodiodos sepa-rados convenientemente), a los que se orienta el transmisor deforma adecuada. Los canales de amplificación de la señal re-cibida son idénticos y están compuestos por un amplificadoroperacional realimentado y un transistor en configuraciónemisor común. Debemos hacer notar que los pre-set de reali-mentación regulan la ganancia de estos canales amplificado-res.

En colector de cada transistor se tiene la señal recibida enforma de pulsos que es integrada por la red que forman doscompuertas NOR y sus componentes asociados (en realidadestas compuertas constituyen un oscilador monoestable que sedispara con la señal recibida).

La señal obtenida es rectificada y conformada luego porotra compuerta AND.

La recepción de esta señal es señalizada por el encendi-do de sendos LEDs que se instalan a la salida de cada confor-mador antes de que reciban un tratamiento lógico. Así, cuan-do cada LED está encendido, es indicio de que se está reci-biendo la señal del transmisor y nada interrumpe la barrera.

El tratamiento lógico es idéntico para ambos canales, laseñal se aplica a una compuerta NOR cuya salida es aplica-da a un circuito de memoria formado por dos compuertasNOR.

Si efectúa un análisis verá que al interrumpirse la barrera,la salida de la última compuerta pasa al estado alto y perma-nece en esta posición por más que se restablezca la barreradebido al cerrojo que impone la realimentación entre la sali-da de la última compuerta de memoria y la entrada de la com-puerta anterior.

Como la salida de la celda de memoria se conecta a tra-vés de un diodo a la compuerta de memoria del otro canal,por más que ahora se interrumpa la segunda barrera, en me-moria quedará la primera información ya que la última es blo-queada por la primera.

A la salida de éstas últimas compuertas podemos conec-tar un circuito discriminador de sonido, un procesador de in-formación o cualquier otro esquema circuital útil para nuestrospropósitos.

Muchas veces la instalación de un sistema de audio serásuficiente para anunciar la interrupción de la barrera.


Figura 14

Detector de Intrusos en Automóviles

El dispositivo que proponemos a continuación emplea uncircuito integrado específico que estaba llegando a nuestropaís en el momento de redactar este tema.

El principio de operación del VF1010 está basado en losultrasonidos y tiene semejanza con los usados por los murcié-lagos. Enviando pulsos de ultrasonidos de corta duración, loscuales pueden reflejarse en obstáculos dado su pequeña lon-gitud de onda, el murciélago percibe los ecos y consigue for-mar un “patrón” de imagen del ambiente que lo rodea. En elautomóvil, que es un ambiente acústico de características pro-pias, el VF1010 produce, por medio de un transductor, pulsosde ultrasonidos de modo repetitivo, los cuales “llenan” eseambiente y son reflejados según un patrón que depende nosólo de su forma, sino también de la disposición de los obje-tos en su interior.

Por medio de un segundo transductor (receptor), los ecosson captados y procesados por un complejo circuito internoque los transforma en una imagen fija del interior del auto enlas condiciones en que el mismo está. Esta operación de “fo-tografiar” el interior del auto se repite 23 veces por segundo.La invasión del vehículo produce alteraciones en el patrón deimagen que el circuito tiene registrado, lo que es suficiente pa-ra que haga la detección, enviando, entonces, un comandoexterno para accionamiento de los sistemas de seguridad, co-mo por ejemplo bocina, la inhibición del encendido, envío deun pulso de radio a la distancia, etc.

Es interesante observar que el análisis del patrón de ima-gen obtenido en el interior del vehículo es hecho con “inteli-gencia”. El sistema usado permite que el VF1010 diferencieuna verdadera invasión del auto de otras alteraciones quepueden ocurrir de modo natural en el patrón de imagen delinterior del vehículo, como variaciones de temperatura o lapresencia de un objeto inmóvil en un asiento o en otro lugardel auto, que en otras alteraciones que puede ocurrir de mo-do natural en el patrón de imagen del interior del vehículo, co-mo variaciones de temperatura o la presencia de un objeto in-móvil en un asiento o en otro lugar del auto, que en otras con-diciones podrán ser confundidos con un intruso. En fin, el cir-cuito se “adapta” al patrón de imagen creado en el interiordel auto cuando la alarma es activada y dispara si hubiera al-teración de ese patrón.

Cómo Funciona el VF1010:

El VF1010 es un detector sonoro de intrusos, que es dife-rente de los tipos ultrasónicos que disparan por la interrupciónde un haz de ultrasonido emitido en dirección a un receptor.

Según vimos, en el sistema sonar el ambiente es llenado porla emisión ultrasónica y son detectadas las variaciones de unpatrón de eco.

En el caso del VF1010, la empresa VSI - Vértice SistemasIntegrados, desarrolló un circuito integrado dedicado de bají-simo consumo y que exige poquísimos componentes externospara elaborar este sistema de detector de intrusos.

La versatilidad del circuito permite que incluso se lo use enotras aplicaciones que, analizando el principio de funciona-miento del circuito básico, los lectores podrán desarrollar. En-tre las mismas destacamos:

• Detección de intrusos en pequeños ambientes (hall deentrada, pequeños comercios, etc.);

• Detección de intrusos en vidrieras y lugares de exposi-ción de objetos;

• Accionamiento de trampas para captura de pequeñosanimales (en investigaciones científicas).

El VF1010 genera trenes de pulsos de 40KHz que sonaplicados a transductores piezoeléctricos instalados en el in-terior de los vehículos. Las señales reflejadas son captadaspor un segundo transductor y procesadas en el mismo circui-to integrado. Estas señales son digitalizadas y procesadaspor un DSP. Las señales obtenidas del DSP son llevadas a undiscriminador que puede diferenciar las variaciones en el pa-trón de imagen del interior del vehículo, diferenciándolo de al-teraciones naturales provocadas por el cambio de temperatu-ra, humedad, etc. Una característica importante de este com-ponente es que es autoadaptativo, o sea no necesita ningúnajuste. Cuando el sistema es colocado en el vehículo, formael patrón interno de este vehículo al ser conectado y para areconocer variaciones del mismo, sin necesidad de ajuste.

Este hecho es extremadamente importante en términos deinstalación, pues se sabe que el gran problema que encuen-tran los equipos para automotores es, justamente, dificultadde obtener una mano de obra competente para su correctainstalación. La realización de cualquier tipo de ajuste en unsistema es una verdadera catástrofe. Y no es necesario decirque si un equipo es mal instalado y no funciona bien, la cul-pa, en la mayoría de los casos, no va a caer sobre el instala-dor, sino sobre el fabricante.

Entre los recursos que podemos destacar en el VF1010 te-nemos los siguientes:

• Niveles programados de sensibilidad.• Autoadaptación al interior de diferentes tipos de vehículos.• Diferencia al intruso de las variaciones naturales de las

condiciones internas del vehículo causadas por la temperatu-ra y humedad.

• Posee una sensibilidad muy grande a los intrusos.


• Es inmune a las alarmas falsas.• Salida doble.• Posee detector de saturación.• Es compatible con transductores cerámicos comunes de

40KHz.• No precisa ajustes en la fábrica o en la instalación.• Opera en la banda de temperaturas de -40 a +85ºC.• Necesita pocos componentes externos.En la figura 15 vemos un diagrama en bloques del

VF1010. El VF1010 viene en cubiertas DIP de 20 pines oSOIC de 20 pines. En la figura 16 tenemos la identificaciónde los terminales, así como su función.

La descripción de los pines se da a continuación:• Pin 1 - TX1 - Salida 1 del generador de Bursa de 40KHz.• Pin 2 - OSCIN - entrada del resonador cerámico o cristal.• Pin 3 - OSCOUT - conexión del resonador cerámico o

cristal, no siendo usada si el Cloe fuera externo.• Pin 4 - COSC - salida del capacitor del oscilador. De-

be ser usada si el oscilador fue-ra del tipo RC.

• Pin 5 - VCAP - conexióndel capacitor del filtro pasaba-jos del detector de cubierta.

• Pin 6 - AGND - tierraanalógico.

• Pin 7 - AVDD - tensiónanalógica de alimentación.

• Pin 8 - RX - entrada deleco ultrasónico.

• Pin 9 - SEL40K - seleccióndel tipo de Cloe a usar - en elnivel 1 selecciona el clock de40KHz; en el nivel 0 seleccio-na clock de 400KHz.

• Pin 10 - ALEN - habilitación de la entrada de alarma(cuando en el nivel 0 las salidas ALARM, WARN y LED sondeshabilitadas).

• Pin 11 - SENSO - selección de sensibilidad - bit menossignificativo.

• Pin 12 - SENS1 - selección de sensibilidad - bit más sig-nificativo.

• Pin 13 - STDSNS - banda de selección de sensibilida-des. En el nivel 1 para aplicaciones en automotores y en elnivel 0 reservado para otras aplicaciones.

• Pin 14 - TP - pin de prueba - este pin puede ser dejadocon conexión o sin conexión al Vdd para operación normal.

• Pin 15 - VDD - alimentación digital de 5V.• Pin 16 - GND - tierra digital.• Pin 17 - LED - activa en el nivel bajo, excitando la sali-

da para un LED (drenado abierto).• Pin 18 - WARN - activa en el nivel bajo, sirviendo co-

mo salida auxiliar de alarma.• Pin 19 - ALARM - activa en el nivel bajo, accionando la

alarma principal (drenado abierto).• Pin 20 - TX2 - salida del generador de Burst de 40KHz

- salida 2.Los máximos absolutos del VF1010 son los si-

guientes:Condiciones:

a) Todas las tensiones en relación a GNDb) AVDD conectado al VDDc) AGND conectado al GND

* Tensión de alimentación .....................7V* Tensión de entrada ............................0,3 a VDD+0,3V* Tensión en el pin................................0,3 a VDD+0,3V* Disipación .......................................500mW* Banda de temperatura de operación .........40 a +85ºC* Banda de temperatura de almacenamiento ......65 a +150ºC


Figura 15

Figura 16

Aplicación Práctica

En la figura 17 tenemos un circuito de aplicación para es-te componente, quedando los dispositivos externos a ser ac-cionados por cuenta del proyectista, que puede elegirlos dela manera que mejor satisfaga sus necesidades.

Las recomendaciones en cuanto a los valores y tipos delos componentes usados en este proyecto son:

a) CR1 puede ser un resonador cerámico de 400KHz co-mo, por ejemplo, los siguientes tipos: Kyocera KBR400B, Mu-rata CSB400P o CSB400J. El consumo de las unidades afec-tadas por los capacitores C1 y C2, que deben ser los meno-res posibles, son comprometer, sin embargo, a oscilación delcircuito. Valores alrededor de 100pf son los recomendados.Es posible generar la señal de clock de otras formas (en la di-

ficultad de obtener el resonador, o incluso, por problemas decosto industrial). Estas maneras son:

- Por medio de un clock externo CMOS de señal cuadra-da, operando en 400KHz. La señal es aplicada en la entra-da OSCIN.

- Utilizando un cristal de 40KHz entre los pines OSCIN YOSCOUT, lo que posibilita, inclusive, una inicialización delVF1010 más rápida.

- Puede usarse un oscilador RC con la configuración mos-trada en la figura 18, bastando esto para contar con dos re-sistores y un capacitor externo. Los valores de estos compo-nentes, sin embargo, deben ser seleccionados para obtener lafrecuencia de 400KHz. El fabricante, no obstante, con estamodalidad de clock no garantiza la cobertura total de las ca-racterísticas indicadas en la introducción del artículo.


Condiciones de Operación Recomendadas

PARÁMETRO SÍMBOLO MÍN TÍP MÁX UNI.Tensión de alimentación VDD 4,5 5,0 5,5 VBanda de temp. De operación To -40 25 85 ºCFrecuencia de clock (SEL40k=1) Fck 39 40 41 kHzFrecuencia de clock (SEL40=0) Fck 390 400 410 kHzPico de tensión c.a. en la entrada Rx Vin 0,25 1,0 5,0 mV

Las características eléctricas son las dadas en la tabla 1

Tabla 1

PARÁMETRO SIMBOLO MÍN TÍP MÁX UNIDAD CONDICIONESTensión de entrada nivel bajo vil - - 1.5 V pines 2,9,11,12,13Tensión de entrada nivel alto vih 3.5 - - V pines 2,9,11,12,13Umbral bajo-alto Vt+ - 3.0 - V pin 10(Schmitt Trigger entrada)Umbral alto-bajo Vt- - 1.9 - V pin 10(Schmitt Trigger entrada)Histéresis Vh 0.6 - - V pin 10Corriente de entrada nivel bajo Iit -1 - - µA pin 2,9,10,11,12,13

(VDD = GND)Corriente de entrada nivel alto Iih - - 1 µA pines 2,9,10,11,12,13

(VDD = 5V)Resistencia de entrada Rin - 50 - kΩ pin 8Tensión salida nivel bajo Vol - - 0.5 V pin1,2 Iof = 3mA

- - 0.5 V pines 18,19 Iof = 4mA- - 0.5 V pin 17 Iof = 12mA

Tensión salida nivel alto Voh 4.0 - - V pines 1, 20 Ioh = -3mACorriente de salida alta impedancia Ioz - - 10 µA pines 17,18,19 Vo = 5VCorriente total de alimentación Idd - 0.5 1.0 mA SEL40K = 1, CRISTAL

- 1.0 1.6 mA SEL40K = 0, resonador de cristalC1 = C2 = 100pF

b) TX y RX son los transductores para la transmisión y re-cepción de las señales ultrasónicas, existiendo diversas posi-bilidades de uso de componentes comunes en el mercado.Entre los tipos indicados tenemos los siguientes pares de trans-misor/receptor para 40KHz:

Murata: MA40A5R/MA40A5SMA40B5R/MA40B5SMA40S2R/MA40S2S

Panasonic: EFR-RSB40K/EFR-OSB40KEFR-RHB40K/EFR-OHB4OK

Los resistores en serie con el transductor transmisor tienenpor finalidad evitar un exceso de corriente en el CI en la libreoscilación del componente.

En un sistema de cobertura mayor pueden utilizarse diver-sos pares de transductores, cada cual conectado a un CI, fi-jándose sólo un CI, para ser la unidad master. Como la se-ñal captada por el receptor es muy débil, del orden de 1mV,es importante evitar que se produzcan disturbios de funciona-miento por la captación de EMI (Interferencia Electromagnéti-ca).

Esto se consigue mediante el uso de cables cortos y blin-dados.

c) Los capacitares C4 y C5 tienen por finalidad el desa-coplamiento de las fuentes digital y analógica, y deben ser co-nectados tan próximos como sea posible de los terminales co-rrespondientes del integrado.

d) El capacitor C3 pertenece al filtro del detector de en-voltura. El mejor valor depende de la aplicación, pero está tí-picamente entre 220pf y 470pf.

Valores menores aumentan la sensibilidad, pero debenser usados con precaución.

e) En las entradas SENS y SENS 1 es posible programarla sensibilidad por los niveles lógicos según la siguiente tabla:

SENS1 SENS0 SENSIBILIDAD0 0 baja0 1 media-baja1 0 media-alta1 1 alta

La elección depende de diversos factores, como el mode-lo de auto y la posición de los sensores. Se recomienda queesta elección sea hecha por el fabricante y no por el usuario.


Figura 17

f) La entrada ALEN normalmente es conectada al Vdd.Sin embargo, la misma puede ser conectada al interruptor dela luz de cortesía de modo de deshabilitar la alarma en la sa-lida y entrada de pasajeros. Para eso, es necesario que ha-ya una temporización. Está dada por T= 0,92 . R3 . C6, co-nectados según muestra la figura 19.

Un jumper en este punto también permite la desactivacióndel detector por cualquier motivo (reparación en el vehículo,por ejemplo).

g) El circuito posee una rutina de auto-test que demoraaproximadamente 1 segundo. Durante este intervalo de tiem-po las salidas WARN, ALARM y LED deben ser ignoradas. Sitodo estuviera en orden, el LED pasará a guiñar periódica-mente, según el gráfico de la figura 20.

En caso contrario, el LED enciende (la salida LED va al ni-vel bajo) por 4 ó 5 segundos de modo de alterar al usuario,y la salida WARN va al nivel bajo. En el segundo período deayto-test, la salida LED no es deshabilitada por ALEN =0.

h) El LED es opcional, proporcionando la indicación visualdel auto-test y la operación de la alarma.

En ausencia de cualquier evento, el LED guiñará periódi-camente después del auto-test. Si ocurre una intrusión, el LEDquedará encendido por 980 ms y las salidas ALARM y WARNirán al nivel bajo durante por lo menos 200 ms.

En la figura 21 tenemos la representación de lo que ocu-rre.

i) Existen algunos casos de perturbaciones que puedenproducirse y provocar alteraciones en las salidas WARN yALARM. Estas perturbaciones son:

• Intrusión débil - las etapas iniciales de una intrusión oen una intrusión no crítica.

• Bloqueo - acto de eliminar el acoplamiento entre lostransductores, tanto bloqueando por lo menos uno de ellos co-mo cortando los cables.

• Saturación - acto de aplicar extremadamente una señalultrasónica intensa de modo de saturar el transductor de re-cepción.

En estas condiciones los siguientes serán los niveles en lasdiversas salidas en términos de pulsos:

LED ALARM WARN CONDICIONESEstrecho 1 1 sin perturbaciónEstrecho 1 0 intrusión débilLargo 0 0 intrusiónLargo 0 1 saturaciónEstrecho 0 1 bloqueo


Figura 18

Figura 19

Figura 20

El nivel 1 en las salidas ALARM y WARN significa ausen-cia de pulsos.

El ancho de los pulsos está indicado en las característicaseléctricas.

Circuitos OpcionalesEn la figura 22 tenemos diversos tipos de circuitos opcio-

nales que pueden ser agregados al circuito básico.El primero (a) consiste en un reductor que permite obtener

5V para la alarma, en condiciones de bajo consumo.En (b) tenemos un sistema que deshabilita la alarma por

la luz de cortesía, dando una temporización de aproximada-mente 6 segundos.

En (c) tenemos un preamplificador para el caso de nivelesde señales bajas con una ganancia de 10dB.

El circuito mostrado en (d) es interesante para alarma, conexcitación de 12V.

Un Match con el circuito integrado SDA555 se muestra enla figura (d).

Finalmente en (e) tenemos un circuito que permite el moni-toreo de la señal VCAP que corresponde a la forma de ondadel eco.

Optimizando un ProyectoVSI - Vértice Sistemas Integrados - que creó el VF1010, tie-

ne algunas recomendaciones que permiten optimizar el pro-yecto de una alarma de intrusión en vehículo.

a) Diversas son las posibilidades de localización delos sensores. Para una protección que incluya las ventanas, serecomienda su fijación en las columnas. Un sensor debe que-dar ligeramente vuelto hacia la parte de atrás del vehículo yotro hacia delante. Los sensores no deben, de modo alguno,quedar “mirándose” uno al otro. Las señales ultrasónicas emi-tidas por uno deben recorrer el máximo posible del ambientedel auto antes de volver al otro (receptor).

b) Evite que las señales ultrasónicas tengan que reco-rres regiones sujetas a variaciones de temperatura muy gran-de, como por ejemplo el panel, o bien superficies que seanpoco reflectoras para señales acústicas, como los asientos osuperficies acolchadas.

c) Asegúrese que el nivel de señal en el transductor dereopción esté dentro de lo recomendado por el fabricante, osea, entre 0,25 y 5mV. Si es necesario, puede utilizarse unpreamplificador o un atenuador.

d) Es normal que pequeñas alteraciones de posiciónde los transductores provoquen alteraciones acentuadas en elpatrón de señal captada. Lo ideal para la instalación es bus-car una señal adecuada, monitoreando la salida VCAP. Estasalida es de alta impedancia, debiendo usarse un buffer conresistencia de entrada mayor que 100MΩ y capacitancia deentrada menor que 10pF. Las mayores amplitudes en la señalen VCAP resulta con mejor sensibilidad. Se recomienda obte-ner picos de 3,2V y valles de 1,8V para el mejor desempeño.

e) El valor de C3 depende de la sensibilidad utilizada. Enla tabla a continuación tenemos las combinaciones de valoresque pueden ser usadas en la práctica:

C3-----> 470 390 330 270 220pf pF pF pF pF

SENS1/SENS01/1 X X1/0 X X0/1 X X0/0 X X

f) Evite proyectar una alarma con sensibilidad excesiva,ya que bajo condiciones extremas puede ocurrir el disparoerrático. Existe un compromiso entre la sensibilidad y la inmu-nidad al disparo errático, que debe ser observado.

g) En condiciones normales puede haber diferenciasde sensibilidad de un vehículo a otro, pero en un proyecto cui-dadoso la necesidad de ajuste no existirá. Esta diferencia en-tre vehículos no puede ser usada como pretexto para seguirajustes por parte del instalador.

InmunidadesEl principio de operación del VF1010 lo vuelve inmune a

una gran cantidades de sucesos que pueden causar el dispa-ro errático de alarmas comunes. Entre ellos, destacamos:


Figura 21

• Ruido ultrasónico externo, causado por máquinasen funcionamiento, pasaje de aviones, etc.

• Golpe de objetos contra las ventanillas.• Balanceo del vehículo.• Vibraciones.• Variaciones extremas de temperatura.Es importante observar que la actuación correcta de la

alarma ocurre cuando las ventanillas están cerradas y los ob-jetos dejados en el interior del auto no pueden ser sometidosa movimientos. Un objeto suelto en el interior del auto al caero sufrir un desplazamiento en su posición, por alguien que ba-lancea el vehículo inadvertidamente, o bien por otro motivo,puede causar el disparo del sistema.

La presencia de insectos de dimensiones razonables pue-den también ocasionar el disparo de la alarma, pero, en estecaso, el disparo sólo se producirá si el insecto está cerca delos sensores.

Un problema que afecta a todos los dispositivos electróni-cos usados en automóviles es la EMI (Interferencia Electromag-nética).

Si bien el circuito integrado tiene una buena inmunidad,se deben tomar las precauciones para blindar la alarma. Sonindispensables blindajes en los cables de los sensores.

Culminamos de esta manera con la presentación de circui-tos y sistemas que podrá poner en práctica de acuerdo a susnecesidades. **********


Figura 22

No caben dudas que con PICAXE, realizar diseños decircuitos electrónicos es más sencillo... en este capitu-lo describimos el funcionamiento de una alarma de 3

zonas de entrada y dos zonas de activación, pero lo más im-portante es que todos los parámetros pueden ser reprograma-dos a voluntad del técnico y/o del usuario. Una de las zonases de disparo demorado, para que le dé la oportunidad alusuario de desconectar la alarma cuando está ingresando ala propiedad, las otras dos zonas son de disparo instantáneo,lo que implica que una vez detectada una interrupción, las sa-lidas cambian de estado de inmediato. En cuanto a las salidas, una de ellas es de activación conti-nua, de modo que una vez disparada la alarma, sólo se de-sactivará esa salida si se desconecta la central y la otra sali-da es temporizada, es decir, una sirena sonará durante 3 mi-nutos y luego se apagará, quedando el sistema en “alerta”por si se produce una nueva interrupción en alguna de esaszonas, en cuyo caso la salida volverá a activarse. Y eso no estodo... el sistema detectará la posibilidad de fallos en algúnsensor de alguna de las tres zonas y si esto ocurre, la desha-bilitará para que no haya disparos erráticos del sistema, que-dando las otras dos zonas en estado normal para detectar lapresencia de intrusos.Proponemos el arma-do de una central dealarma multipropósitoque puede utilizarsejunto con otros bloquesfuncionales para reali-zar sistemas de seguri-dad inteligentes, cuyodesempeño dependandel ingenio y la habili-dad del técnico. Lacentral basa su funcio-namiento en un mi-crocontrolador PICA-XE-08.


Figura 1

Como somos conscientes de que muchos lectores aún nohan realizado proyectos con microcontroladores PICAXE, enprimer lugar describiremos el funcionamiento de una alarmamultiuso que fue presentada en el tomo 7 de la colección ClubSaber Electrónica (figura 1), destinado íntegramente a explicarel funcionamiento y programación de los microcontroladores PI-CAXE de 8, 18 y 28 terminales, brindando varios ejemplosprácticos.

Alarma Multipropósito con PICAXE para Aprendizaje

Hoy en día, casi todos los edificios modernos tienen algúntipo de alarma. Por ejemplo, un sistema contra incendios pue-de tener una serie de detectores de humo para actuar a tiem-po, si se observa el humo de un incendio.

Sin embargo, muchos sistemas de alarmas son también sis-temas de seguridad, por ejemplo el sistema de alarma de unaplataforma de perforación puede monitorear la temperatura ypresión del petróleo crudo a medida que es extraído y puede,automáticamente, apagar el sistema si se detecta una falla. Es-to favorece a la seguridad, tanto de los trabajadores como delmedio ambiente alrededor de la plataforma.

Todos estos sistemas están compuestos por dispositivos deentrada y salida. A menudo estos dispositivos están conectadosa un microcontrolador, el cual interpreta la información suminis-trada por los sensores y luego enciende o apaga las salidas enel momento correcto.

En el caso de un sistema de alarma contra incendios, lasentradas podrían ser los sensores de humo y el teclado numéri-co del frente del panel de control. Los dispositivos de salida se-rían la pantalla del panel de control, la sirena externa y lucesestroboscópicas. El microcontrolador es el “cerebro” del siste-ma. El “diagrama de bloques” utiliza un PICAXE-08 (figura 2).La traducción de las palabras que empleamos es:

Input = entrada Process = procedimiento

Output = salidaSmoke = detector de humoStrobe = luz estroboscópica Keypad = teclado numéricoSiren = sirenaMicrocontroller = microcontroladorLCD = pantalla o display LCD

El esquema electrónico del sistema de alarma para prácti-cas y aprendizaje se muestra en la figura 3.

El detector de humo y el teclado numérico proveen informa-ción al microcontrolador; por lo tanto se les conoce como “en-tradas”. Luego, el microcontrolador “decide” cómo reaccionary puede, en determinados casos, operar algunas de las salidas,por ejemplo encender la sirena y la luz estroboscópica o mos-trar un mensaje en la pantalla de cristal líquido (LCD).

Diseñar y construir un sistema de alarma puede resultarmuy fácil si Ud. sabe perfectamente qué es lo que quiere quehaga el circuito. La alarma debe programarse de manera quereaccione a las entradas y a las señales de los sensores. Las es-pecificaciones del diseño son:

1. El diseño utilizará un microcontrolador PICAXE-08 comosu cerebro.

2. El diseño incluirá una luz indicadora LED, un zumbadorpara generar ruidos y una alarma que podría ser una sirena oun motor.

3. El diseño será capaz también, de reaccionar a señalesde sensores analógicos tales como sensores de luz.

Esta alarma puede servir para cualquier propósito que us-ted elija. A continuación se mencionan algunos ejemplos:

1) Una alarma contra incendios. Se utiliza un sensor de luzpara detectar humo. Al detectar humo se activa una sirena.

2) Una alarma contra robos. Al activar el cable de unatrampa se activa una luz estroboscópica. Sin embargo, duran-


Figura 2

te el día la alarma es desactivada por un sensor de luz.3) La caja fuerte de un banco. Al activar el interruptor de

una alarma de “pánico”, un cerrojo solenoide electrónico cie-rra la caja fuerte del banco.

4) Una alarma para monitorear la recámara de un bebé.Cuando no se detectan movimientos o sonidos se activa un tim-bre de advertencia.

Algunos Conceptos para Recordar

¿Cómo se escriben los programas?Los programas se dibujan como organigramas o se escri-

ben como listados de comandos BASIC. Programar en BASICes fácil, en esta edición ya hemos dado varios ejemplos y con-tinuaremos haciéndolo.

¿Cómo se transfiere el programa al microcontrolador?El microcontrolador PICAXE-08 se programa conectando

un cable desde el puerto serie de la computadora a un conec-tor en el circuito impreso (PCB) a un lado del microcontrolador.Este conector (el cual se parece a los conectores de audífonosutilizados en los reproductores portátiles de CD) se encaja ados patas del microcontrolador y a la conexión de 0V desde labatería. Esto permite que la PC y el microcontrolador “hablen”para permitir la descarga de un nuevo programa en la memo-ria del microcontrolador.

El conector y el circuito de interface se incluyen en todo cir-

cuito impreso diseñado para utilizarsecon el microcontrolador PICAXE-08.Esto permite reprogramar al microcon-trolador PICAXE sin sacar el chip delcircuito impreso - ¡Simplemente conec-te el cable cada vez que desee descar-gar un nuevo programa!

¿Cómo era eso de la salida 0 y laprogramación del micro?

En el sistema PICAXE-08 la pata 7tiene dos funciones, cuando se está“ejecutando” un programa, la pata sedenomina salida 0 y puede controlarsalidas tales como LEDs y motores.

En cambio, cuando se está descar-gando un programa, la misma pataactúa como pin de salida serie de da-tos, comunicándose con la PC. Por lotanto, si durante esta operación tam-

bién tiene conectada a la pata una salida tal como un LED, sepercatará que el mismo se encenderá y apagará continuamen-te mientras se descarga el programa.

Nota: La mayor parte de las computadoras modernas tie-nen dos puertos serie, usualmente denominados COM1 yCOM2. El software Editor de Programación, utilizado paracrear los programas, debe configurarse con el puerto serie co-rrecto – seleccione Ver -> Opciones -> Puerto Serie para elegirel puerto serie correcto en su máquina.

Si usted está utilizando una nueva PC portátil, puede queésta sólo tenga un conector del tipo USB. En este caso para po-der utilizar el Sistema PICAXE deberá comprar un adaptadorUSB a serie.

Prueba de Funcionamiento del Transistor

En ediciones anteriores vimos cómo se prueban algunoscomponentes por medio del sistema PICAXE. Aprovechandoque la alarma posee un transistor, veremos cómo se lo puedeprobar.

Un transistor es un componente electrónico que controla elflujo de corriente en un circuito. El transistor actúa como un “in-terruptor electrónico” de manera que una pequeña corriente de“emisor” pueda controlar a una gran corriente. Esto permiteque dispositivos de poca corriente, como el microcontrolador,controlen dispositivos de grandes corrientes (como motores).

Los transistores se utilizan en radios, en juguetes electróni-


Figura 3

cos y en casi todos los dispositivos electrónicos. Los motores pueden generar “ruido eléctrico” cuando están

funcionando. Esto ocurre debido a que los imanes y las bobi-nas eléctricas, que están dentro del motor, generan señaleseléctricas a medida que el motor rota. Estas señales (ruido eléc-trico) pueden afectar la operación del microcontrolador. Algu-nos motores, como los motores solares, producen muy poco rui-do mientras que otros producen mucho ruido.

Para evitar que el ruido eléctrico afecte al circuito del mi-crocontrolador, se debe instalar siempre un condensador de220nF entre los terminales del motor antes de utilizarlo.

Adicionalmente, se debe conectar un diodo (por ejemploun diodo 1N4001) a un lado del motor. Este se utiliza para pre-venir daños al transistor cuando el motor comienza a desacele-rarse luego de haber apagado el transistor (por un corto perío-do de tiempo (mientras se desacelera y finalmente se detiene)el motor actúa como un dínamo y genera corriente eléctrica).Al conectar el diodo asegúrese que la “banda” esté conectadaen el sentido correcto.

Output device = dispositivo de salida

Otra buena idea es conectar un condensador electrolíticode 100µF a través del suministro de las baterías, para ayudara suprimir el ruido eléctrico. Para probar un transistor con el sis-tema PICAXE, se puede conectar un timbre como dispositivo desalida. La base del transistor recibirá una señal desde la salida4 (pata 3) del microcontrolador.

Después de conectar el timbre lo podemos probar utilizan-do un simple programa, como el que se muestra a continua-ción:

main:high 4wait 1low 4wait 1goto main

Este programa enciende y apaga cada segundo, el timbreconectado al pin de salida 4.

Para descargar el programa, siga los pasos que hemos ex-plicado en varias oportunidades a lo largo de este texto, em-pleando cualquiera de los circuitos (entrenador para PICAXE-08, mascota o la alarma que estamos describiendo y cuyo cir-cuito daremos más adelante). Si el timbre no funciona verifiqueque:

1) el diodo esté conectado en el sentido correcto2) se estén utilizando las resistencias correctas3) el transistor esté conectado en el sentido correcto4) el cable rojo del timbre esté conectado en el sentido co-

rrecto5) se esté utilizando el número de pin de salida correcto en

el programa6) todas las uniones estén bien soldadas

Entre los dispositivos de salida que se pueden conectar me-diante un transistor están los timbres, motores, solenoides, sire-nas y luces estroboscópicas. Sin embargo, algunos dispositivospuede que requieran transistores de alta potencia. En estos ca-sos se puede utilizar el transistor Darlington BCX38B en vez deltransistor estándar BC548B.

Según podemos observar en la figura 3, el proyecto dealarma utiliza un microcontrolador PICAXE-08, un LED y unzumbador como dispositivos de retroalimentación, y un dispo-sitivo de salida adicional elegido por el usuario (sirena o luz es-troboscópica).

Este proyecto también puede reaccionar a señales de sen-sores digitales y/o analógicos (por ejemplo a fotorresistencias).

Del circuito de la alarma debemos hacer las siguientes ob-servaciones:

Salida de la pata 7: el pin0 está conectado al LED.Salida de la pata 5: el pin2 está conectado al zumbador.Salida de la pata 3: el pin4 controla a los dispositivos de

salida.Entrada de la pata 6: el pin1 está conectado a la fotorre-

sistencia.Entrada de la pata 4: el pin3 está conectado al interruptor

de botón de presión.

¡Recuerde no confundir el número de pata delchip con el número de pin de salida/entrada!

La lista de materiales para la construcción de la alarma esla siguiente:

R1 y R2: resistencias de 10kΩ (marrón negro naranja dorado)


R3: resistencia de 22kΩ (rojo rojo naranja dorado)R4 : resistencia de 330Ω (naranja naranja marrón dorado)R5 y R6: resistencia de 1kΩ (marrón negro rojo dorado)LED1 : LEDs rojos de 5 mmTR1: transistor BC548BD1: diodo 1N4001C1: Electrolítico de 100uFIC1: conector de 8 pines para circuito integradoPX: microcontrolador PICAXE-08CT1: conector de descarga PICAXE de 3.5 mmBT1: conector de bateríaBT1: caja de baterías de 4.5V (3 x AA)PCB: tablero o placa de circuito impresoLa empresa Revolution Education ofrece la placa de circui-

to impreso, fabricada especialmente con una película resisten-te a la soldadura, para hacer el proceso de soldadura más sen-cillo. Esta película es la cubierta verde que cubre las pistas demanera que la soldadura no se pegue a las mismas. Para unaconstrucción correcta, el PCB se debe ensamblar y soldar muycuidadosamente.

En la figura 4 se reproduce el diseño de la placa de cir-cuito impreso. Una vez armado el circuito realice las siguientesverificaciones:

Paso 1 – Verifique las uniones soldadas.Verifique que todas las uniones estén conectadas tanto al

terminal como al cable, y que el cable esté sujeto firmemente. También verifique que la soldadura no haga accidental-

mente puentes entre terminales adyacentes. Esto es mucho másprobable en el LED y en el zumbador.

En el conector estéreo, los terminales cuadrados a cada la-do pueden unirse sin ninguna consecuencia, ya que de todasformas están unidos por una pista en el tablero. Sin embargo,éstos no deben unirse al agujero redondo central.

Paso 2 – Verifique los componentes.1) Verifique que el cable negro de la batería esté en el agu-

jero marcado 0V y que el cable rojo esté en el agujero marca-do V+.

2) Verifique que el chip PICAXE-08 esté insertado correcta-mente en el conector, con la muesca (que muestra el pin1)apuntando hacia el conector estéreo.

3) Verifique que el lado plano del LED esté conectado alagujero correcto del PCB.

4) Asegúrese de no haber olvidado unir, mediante un alam-bre, los agujeros marcados PX en el extremo inferior izquierdodel tablero.

5) Asegúrese de pegar el lado de bronce del zumbador altablero con cinta adhesiva de doble contacto.

6) Verifique que el conector esté soldado correctamente, in-cluyendo el terminal cuadrado central, el cual a menudo, es ol-vidado por equivocación.

Paso 3 – Conecte la batería.Verifique que las 3 pilas AA estén colocadas correctamen-

te dentro de la caja de baterías. Conecte la caja de baterías alcable de baterías y ponga su dedo sobre el microcontroladorPICAXE. Si comienza a calentarse desconecte la batería inme-diatamente, ya que debe haber algún problema (lo más segu-ro es que el chip o los cables de la batería estén conectados ensentido inverso).

Paso 4 – Descargue un programa para probar el LED 0Conecte el cable a su computadora y al conector PICAXE

en el PCB. Vea que el conector del cable quede completamen-te dentro del conector del PCB.

Asegúrese que el software esté en el modo PICAXE-08 yque haya elegido el puerto serie correcto.

Escriba y descargue el siguiente programa (figura 5):

main:high 0wait 1low 0wait 1goto main

El LED debe titilar a medida que se descarga el programa.Al terminar la descarga el LED deberá encenderse y apagarsecada segundo. Si el LED no hace esto verifique que esté conec-tado correctamente y que las resistencias de 330Ω estén en laposición correcta en el PCB.

Si el programa no se descarga verifique que la resistenciade 22kΩ, la de 10kΩ y el conector IC estén soldados correcta-mente. Utilice un voltímetro para verificar si hay 4.5V entre laspatas superiores (1 y 8) del microcontrolador.

Verifique que el cable esté firmemente conectado al conec-tor y que dentro del software se haya elegido el puerto serie co-rrecto.

Paso 5 – Pruebe la salida.Conecte un dispositivo de salida (por ejemplo un timbre) a

los cables de salida y luego escriba y descargue el siguienteprograma (figura 6):

main:high 4


wait 1low 4wait 1g o t o

main

El timbre de-berá sonar ca-da segundo. Sino lo hace, veri-fique que los ca-bles del transis-tor, del diodo ydel timbre esténconectados enla dirección co-rrecta.

Paso 6 –Pruebe elzumbador

Escriba ydescargue el si-guiente progra-ma:

main:sound 2,

(65,100)sound 2,

(78, 100)sound 2,

(88, 100)sound 2,

(119, 100)goto main

El zumba-dor debe emitir4 sonidos dife-rentes. Si nohace esto ase-

gúrese que los alambres estén soldados correctamente, que ellado de bronce esté firmemente pegado al PCB con una cintaadhesiva de doble contacto (no trabajará si está flojo) y que losterminales sobre las letras PX estén debidamente unidos me-diante un alambre soldado.

Paso 7 - Pruebe el InterruptorConecte un interruptor a la entrada digital. Escriba y des-

cargue el siguiente programa (figura 8):

main: 'hacer una etiqueta llamada “main”if input3 is on then flash 'salta a flash si la entrada está encendidagoto main 'sino regresar a inicio

flash: ' hacer una etiqueta llamada “flash”high 0 ' encender salida 0wait 2 ' esperar 2 segundoslow 0 ' apagar salida 0goto main ' regresar al inicio

El LED de la salida 0 deberá encenderse cada vez que sepresione el interruptor. Si no lo hace verifique que el interrup-tor y que las resistencias de 10kΩ estén soldadas correcta-mente.

Paso 8 – Pruebe la FotorresistenciaConecte una fotorresistencia a la entrada analógica. Escri-

ba y descargue el siguiente programa (figura 9):

main:readadc 1,b1if b1 > 100 then do4if b1 > 50 then do0low 0low 4goto main

do4:high 4low 0goto main

do0:high 0low 4goto main

Ambos LEDs deberán encenderseen momentos distintos cuando usted cu-bre y descubre la fotorresistencia con sumano (de manera que incidan sobre lafotorresistencia distintos niveles de luz).Si esto no ocurre verifique que la fotorre-sistencia y la resistencia de 1kΩ esténsoldadas correctamente.


Figura 4

Figura 5

¡Si ha ejecutado todas estas pruebas correctamente lo feli-citamos ya que ha construido y ensamblado correctamente sualarma! ¡Ahora es el momento de desarrollar y probar sus pro-pios programas para operar su sistema de alarma!

Ideas de ProgramaciónAhora que ha ensamblado y probado su alarma, es el mo-

mento de desarrollar su propio programa. Este puede hacerque la alarma reaccione de diferentes maneras a los sensoresanalógicos y digitales. Veremos ahora dos ejemplos de progra-mas. Estos están diseñados para darle un punto de partida pa-ra la creación de su programa. Usted puede modificarlos o co-

menzar a hacer un programa com-pletamente nuevo si así lo prefiere.

Programa 1 Este programa de uso general

contiene un bucle principal el cualenciende y apaga el LED, y tam-bién verifica el estado del sensoranalógico (fotorresistencia) y de laentrada digital (interruptor). Cuan-do se presiona el interruptor suenauna alarma por dos segundos.

Si la fotorresistencia se cubre,el zumbador emitirá un “pip” deadvertencia hasta que el nivel deluz vuelva a subir.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Programa 1

` ***** bucle principal *****` enciende y apaga el LED` y verifica el estado de los sensores

main:` encender LED y leer el valor de luz

high 0readadc 1,b1

` emitir un sonido si el valor analógico es bajo if b1 < 80 then beep

` si el interruptor es presionado ir a alarmif pin3 = 1 then alarm

` hacer una pausapause 500

` apagar LED y verificar nuevamente el estado ` de los sensores

low 0readadc 1,b1

` emitir un sonido si el valor analógico es bajo if b1 < 80 then beep

` si el interruptor es presionado ir a alarmif pin3 = 1 then alarm

` hacer una pausapause 500

goto main

` ***** emitir sonido *****

beep:sound 2,(120,50,80,50,120,50)pause 200goto main

` ***** encender alarma *****alarm:

high 4pause 2000low 4goto main

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Programa 2


Figura 6

Figura 7

Figura 8

Este programa está diseñado como si fuera un sistema dealarma contra incendios. En el mismo, la alarma se activa unavez que se detecta humo sobre el sensor de luz (cuando el sen-sor de luz indica un valor de luz menor de lo normal). Una vezque la alarma se ha activado, la misma se mantiene encendi-da y sólo es posible apagarla desconectando la alimentacióndel sistema. La entrada digital se utiliza como dispositivo anti-vandalismo. Mientras la caja de la alarma esté cerrada, el in-terruptor se mantendrá encendido (ésta es la condición normal).Si se abre la caja, el interruptor se abrirá y activará la alarmadel zumbador hasta que la caja vuelva a cerrarse.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Programa 2

` ***** bucle principal *****` verificar estado de los sensores

main:` LED apagado

low 0` leer valor de luz

readadc 1, b1

` activar la alarma si el valor analógico es bajoif b1 < 80 then alarm

` si el interruptor se apaga ir a tamperif pin3 = 0 then tamper

goto main

` ***** activar alarma anti-vandalismo hasta

` que el interruptor vuelva a cerrarse*****tamper:

high 0sound 2, (120,100)if pin3 = 1 then maingoto tamper

` ***** alarma encendida eternamente *****alarm:

high 4goto alarm

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Estos son simplemente dos de los muchos ejemplos que pue-

den utilizarse para la programación de su alarma.

Nota: Aclaramos que lo dado hasta aquí fue explicado enel tomo de Colección Nº 7 del Club Saber Electrónica con ma-yores detalles y que si a Ud. le interesa el tema, puede bajarlode nuestra web con la clave “alarma”.

Si ha leído atentamente estas páginas, habrá podido comprobarque trabajar con PICAXE es muy fácil y conveniente. Un PICAXE es unPIC normal al que se le ha grabado un programita interno (firmware)para que se lo pueda programar ultilizando una aplicación gratuitallamada Editor de Programas (que puede bajar de nuestra web) pormedio de diagramas de flujo o en BASIC y lo que es mejor aún: “nohace falta quitar el integrado del circuito para su programación”, esdecir, no precisa un cargador adicional.

La Central de Alarma Inteligente

Describimos el funcionamiento de una alarma de 3 zonas deentrada y dos zonas de activación microcontrolada en la quelas variables (tiempos de demora y activación, zonas instan-táneas o demoradas, salidas continuas o temporizadas, etc.)pueden ser reprogramados a voluntad del técnico y/o del usua-rio. Una de las zonas es de disparo demorado para que le dé laoportunidad al usuario de desconectar la alarma cuando estáingresando a la propiedad, las otras dos zonas son de dispa-ro instantáneo, lo que implica que una vez detectada una inte-rrupción, las salidas cambian de estado de inmediato. En cuan-to a las salidas, una de ellas es de activación continua de mo-do que una vez disparada la alarma, sólo se desactivará esasalida si se desconecta la central y la otra salida es temporiza-da, es decir, una sirena sonará durante 3 minutos y luego seapagará, quedando el sistema en “alerta” por si se produce


Figura 9

una nueva interrupción en alguna de esas zonas, en cuyo casola salida volverá a activarse.

El sistema podrá detectar posibles fallas en algún sensor dealguna de las tres zonas y si esto ocurre, la deshabilitará (a lazona) para que no haya disparos erráticos del sistema, que-dando las otras dos zonas en estado normal para detectar lapresencia de intrusos.

En la figura 10 podemos apreciar el diagrama en bloquesdel sistema de alarma inteligente.

Note que se compone de una central de alarma microcon-trolada, una fuente de alimentación, un teclado de activación,sensores de actividad (magnéticos, de movimiento, interrupto-res, ultrasonido, de humo, etc.) y sistemas de alerta (sirena, dis-cador telefónico, etc.).

El “corazón” de este sistema es la central que posee un mi-crocontrolador PICAXE-08. A los fines prácticos, en la figura 11se reproduce el circuito básico de funcionamiento de este cir-

cuito integrado. Para este integrado se recomienda una tensiónde alimentación de 5V y dos resistores para establecer la ten-sión necesarias en los datos a ser ingresados al PICAXE. Posee5 patas de entrada/salida de datos denominados PIN 0 a PIN4. El PIN 0 (pata 7) solamente puede ser salida de datos, el PIN3 (pata 4) sólo puede ser entrada y el resto pueden ser setea-dos como entrada o salida de datos.

Para programar el PICAXE se conecta un plug estéreo pe-queño en el conector denominado PROG y por medio de un ca-ble se conecta al puerto serial de la computadora (vea en la fi-gura 12 el armado del cable). El programa, ya sea en diagra-ma de flujo o en BASIC puede construirse en el utilitario “Editorde Programas” que puede bajar sin cargo de nuestra web conla clave PICAXE.

El circuito de la central es muy sencillo, en la tabla 1 en-contrará la correspondencia entre las patas del PICAXE y lasentradas y salidas de la placa. En los diagramas que explica-


Figura 10

remos, si se detecta un cambio de esta-do en la entrada demorada, el operadortiene 10 segundos para desactivar laalarma antes de que se accione el siste-ma sonoro. No importa que se vuelva areestablecer el circuito luego de habersedetectado una interrupción, ya queigualmente se activarán luego de 10 se-gundos de detectada la primera inte-rrupción. Cuando se aplica alimenta-ción a la central, hay un período derearme de 10 segundos durante los cua-les las entradas están inhibidas para dartiempo al usuario de abandonar la pro-piedad protegida luego de haber pues-to la alarma. Durante estos 10 segun-dos no serán reconocidas ningúncambio de estados en los sensores delas tres zonas. Pasados estos 10 se-gundos, si se detecta una interrupciónen las entradas instantáneas, de inme-diato se accionarán las salidas.

En cuanto a las salidas, propone-mos dos posibilidades. La salida 1 esde activación continua, lo que signifi-ca que una vez disparada la alarma,esta salida sólo se deshabilitará si seapaga la central (si se la desconecta)mientras que la salida 2 es temporiza-da y esto se debe a que muchas veces el usuario pretende queexista un sistema sonoro que suene durante un tiempo y luegose apague, de modo de dar la alerta a un sereno o a la poli-cía pero que no altere la “paz” a los vecinos durante muchotiempo. Esta salida puede estar activa en tiempos de algunossegundos hasta varios minutos y hasta horas.

En la figura 13 damos el circuito eléctrico de la central de

alarma y en la figura 14 se reproduce una sugerencia para laplaca de circuito impreso. Note que las entradas se han dis-puesto de forma tal, que hace falta un corto entre ambos cablespara que la zona se active. De esta manera, cualquier corte ointerrupción hará disparar al sistema. Por cada zona puede co-nectar más de un sensor siempre que los mismos estén en seriey que los mismos representen un corto (un cable) en estado dereposo.


Figura 11

Tabla 1: Definición de entradas y salidas del PICAXE

Pata Nº PIN Nº Función

3 E/S 4 Entrada 1 (demorada)4 E 3 Entrada 2 (instantánea)5 E/S 2 Entrada 3 (instantánea)6 E/S 1 Salida 2 (temporizada)7 S 0 Salida 1 (continua)

Figura 12

Sistema PICAXE de8 Terminales

En cuanto a las salidas, note que se han colocado transis-tores BC548, los que se saturarán cada vez que una salida seactive. En esta condición se podrán alimentar dispositivos conun consumo de hasta 150mA. Para el disparo de sirenas ocualquier otro dispositivo, recomendamos la colocación de re-

lés en las salidas, los cuales se conectan directamente (ten-ga presente que puede colocar cualquiera de 6V de ali-mentación con corriente de activación inferior a 150mA,cualquier relé de los usados en circuitos impresos sirve).

Programación de la Central

Usted puede generar el programa que quiera, tenien-do en cuenta las indicaciones que hemos dado a través dela tabla 1. Nosotros preparamos dos versiones, pero na-da impide que Ud. realice un programa a su medida.

La primera versión funciona como hemos explicadohasta recién sin ninguna restricción, por lo tanto “no es in-teligente”.

Se trata de un sistema común, con 2 zonas de dispa-ro instantáneo, una zona de disparo demorado, una sali-da continua y otra temporizada. En la figura 15 se puedever el diagrama de flujo construido en el Editor de Progra-mas y en la figura 16 el correspondiente programa en BA-SIC. El archivo para poder abrirlo en el Editor de Progra-mas se llama “sencilla.cad” y lo puede bajar de nuestraweb: www.webelectronica.com.ar, haciendo click en elícono password e ingresando la clave “alarma”. En di-cho sitio también encontrará un link para bajar el Editor

de Programación y un tutorial para aprender a usar el progra-ma.

Para programar la central, primero debe armar la placa,revisar que está todo correcto, colocar el cable entre la placa


Figura 13

Figura 14

y la computadora, abrir el editor deprogramas, abrir el archivo sencilla-.cad, convertir el programa a su co-rrespondiente BASIC y luego descar-garlo sobre la placa. Eso es todo...ahora tendrá una central lista paramontar su sistema.

Para este programa, hemos pro-gramado los siguiente datos:

Tiempo de rearme: 10 segundosTiempo de demora de zona: 10

segundosTiempo de salida temporizada:

4.6 segundos.

En la figura 15 indicamos cuálesson los tiempos que debe cambiar encada caso, antes de convertir el pro-grama a BASIC. Tenga en cuenta queel valor de la salida temporizada sedá con la instrucción sleep, lo que sig-nifica que cada unidad programadacorresponde a 2,3 segundos. Si Ud.quiere que esa salida esté activa du-rante 3 minutos, precisará demorar180 segundos, o sea, colocamos 80en el casillero de sleep.

El Programa Inteligente

Muchas veces, por desperfectosde un sensor, o porque suciedad inte-rrumpe un haz en un sensor externo, opor cualquier otro motivo, se disparauna alarma sin que ello signifique quehay intrusos... simplemente es un des-perfecto. La posibilidad de contar contres zonas de entrada permite que,aunque desconectemos una de ellas,exista protección por medio de las doszonas restantes. En la figura 17 mos-tramos el diagrama de flujo construidoen el Editor de Programas para un pro-grama que “va contando” la cantidadde veces que se dispara el sistema des-de una zona sin que se haya desco-nectado la central, de esta manera, siun sensor se daña, la alarma actuará


Figura 15

Figura 16

normalmente, pero al efectuar tres veces el ciclo de disparodesde la misma zona, el sistema “entenderá” que hay una fa-lla, deshabilitará la zona, pero la central continuará operandonormalmente, protegida por los sensores de las otras dos zo-nas. Es por este motivo que el instalador deberá colocar senso-res en lugares estratégicos, conectados a diferentes zonas, demanera que si un ladrón reconoce esta forma de operar el sis-tema, corta un cable externo dándose a la fuga “hasta ver” quésucede y si nadie acude al aviso vuelve, será detectado porotro sensor (conectado a otra zona) y la alarma volverá a daruna señal de aviso. De esta manera, si el dueño de casa salede vacaciones y la alarma se dispara por una falla, los vecinosno deberán soportar el sonido del sistema de aviso durante ho-ras... sólo 3 veces el tiempo programado para la salida tempo-rizada.

En la figura 17 se reproduce este programa en diagramade flujo y en la tabla 2 se lista el programa en BASIC. El archi-vo para poder abrir esta versión que llamamos “inteligente”

(porque en base a datos previos realiza diferentes cosas) en elEditor de Programa se llama “media.cad” y lo puede bajar denuestra web: www.webelectronica.com.ar, haciendo click en elícono password e ingresando la clave “alarma”.

En dicho sitio también encontrará un link para bajar el Edi-tor de Programación y un tutorial para aprender a usar el pro-grama.

También hay otras versiones para cargar al PICAXE-08 demodo que realice otras funciones e incluso, una opción que lla-mamos “complicada.cad” que verifica lo que está sucediendoen cada zona a cada instante y actúa en consecuencia. Esteprograma es demasiado grande y no entra en un PICAXE-08,por lo cual habría que utilizar un PICAXE18-A, en cuyo casohabría que adaptar el circuito impreso.

Cabe aclarar que hemos descripto la central de alarma,para completar el sistema hacen falta los sensores (magnéticos,de movimiento, ultrasónicos, barreras infrarrojas, etc.), la fuen-te con su batería, el teclado y el sistema de aviso.


Figura 17

Fuente para Sistema de AlarmaCon Control Automático de Baterías

Un sistema de alarma se tiene que poder alimentar a travésde una fuente de alimentación conectada a la red eléctrica odesde una batería, para que el conjunto siga operando pormás que exista un corte de energía.

Para el sistema de alarma inteligente que estamos descri-biendo, es preciso contar con una tensión de 5V (de 4,5V a6V) para la central y 12V para los dispositivos externos.

En la figura1 se puede apreciar el circuito correspondientea la fuente propuesta. Este diagrama precisa un transformadorcon primario de acuerdo a la red local y secundario de 15V +15V x 3A, de modo que sea posible alimentar elementos exter-nos relativamente potentes. El circuito es muy sencillo y emplea

un regulador de tensión de tres terminales para alimentar a lacentral de alarma.

Note que se tiene un conector que debe ser conectado alcargador automático de baterías y otro conector a donde de-ben colocarse los bornes de la batería. Debido a la acción delos diodos D5 y D6, como la tensión de la fuente es superior ala de la batería (aproximadamente 15V), mientras haya ener-gía eléctrica la batería estará en estado de espera y ésta pro-veerá la alimentación cuando se “corte” la corriente.

El circuito es muy sencillo y no admite consideraciones es-peciales. La tensión de 12V puede proveer una corriente dehasta 2A, mientras que la tensión de 5V puede proveer una co-rriente máxima de 1A.

El diseño para la placa de circuito impreso sugerida semuestra en la figura 2.

El cargador incluye un doblador de tensión, basado en el


Tabla 2: Programa para el sistema Inteligente

'BASIC converted from flowchart: 'C:\DOCUMENTS AND SETTINGS\HORACIO\ESCRITO-RIO\ALARMA\MEDIA.CAD'Converted on 7/23/2005 at 18:08:53

main:low 0

label_D: low 1let b0= 0let b1= 0let b2= 0wait 10 ; fija el tiempo de rearme

label_1B: if pin2=1 then label_76if pin3=1 then label_7Dif pin4=1 then label_3Cgoto label_1B

label_3C: wait 10 ; fija el tiempo de demora; de la “Entrada 1”

label_43: high 0high 1sleep 3 ; fija el tiempo de la salida

; temporizada en múltiplos; de 2,3 segundos

low 1if b0= 3 then label_A9if b1= 3 then label_C7

goto label_1Blabel_76: let b0=b0+ 1

goto label_43

label_7D: let b1=b1+ 1goto label_43

label_A9: if pin3=1 then label_B4if pin4=1 then label_BCgoto label_A9

label_B4: let b1=b1+ 1goto label_43

label_BC: wait 10 ; fija el tiempo de demora; de la “Entrada 1”

goto label_43

label_C7: if pin2=1 then label_E6if pin4=1 then label_DEgoto label_C7

label_DE: wait 10 ; fija el tiempo de demora; de la “Entrada 1”

goto label_43

label_E6: let b0=b0+ 1goto label_43

conocido circuito integrado 555. Estecircuito genera una señal oscilante deforma de onda cuadrada que hace quela salida en la pata 3 pase alternativa-mente, entre los estados de masa y 12V.

En el circuito de la figura 3, cuandola pata 3 del 555 está a nivel lógico ba-jo (conectada a masa), C3 se carga através de D2 y de D3 hasta que la ten-sión en sus bornes sea de una magnitudpróxima a 12V.

Si la pata 3 está a nivel lógico alto(conectada a la tensión de alimenta-ción), la tensión en el punto de unión deC3/D3 pasará a un valor dos veces másgrande, puesto que el polo negativo deC3 está ya a 12V y la tensión en los bor-nes de este capacitor cargado es tam-bién de 12V. Note que el diodo D3 estápolarizado en forma inversa y se blo-quea, mientras estará en estado de con-ducción, en estas condiciones, C4 debe-ría cargarse con una tensión superior a12V y llegar en teoría a los 24V. En lapráctica, la carga apenas sobrepasa al-gunos volt la tensión de fuente, que esmás de 12V, lo que resulta suficiente para nuestros propósitos.

A la salida del doblador de tensión nos encontramos conun regulador hecho a partir de un transistor NPN con un zenercomo referencia. Podría colocar un BC548 en lugar del TIP31,dado que la corriente de carga será pequeña, sin embargo,por seguridad, aconsejamos el empleo del transistor de poten-cia.

Se debe ajustar la tensión de salida por medio de VR1 pa-ra que sea levemente superior a los 14V, aunque si viera queen carga no hay corriente, deberá aumentar este valor. Lo ideal

sería que con una batería descargada y conectando un ampe-rímetro en serie, la corriente de carga sea del orden de los10mA a 20mA.

Cabe aclarar que la corriente que deberá entregar la fuen-te es superior a este valor (llega a unos 25mA), a consecuen-cia de que el integrado consume corriente.

Cabe aclarar que las baterías empleadas en sistemas deseguridad poseen una capacidad del orden de los 8 ampere-/hora, lo cual supone que si la cargamos a razón de 10mA-/hora tardaría unos 40 días en cargarse totalmente (si estuvie-


Figura 1

Figura 2

ra descargada por completo). Sin embargo, esto no ocurre da-do que el acumulador se encuentra en condiciones de carga las24 horas del día. Para baterías de capacidad igual a 500mA-/hora, el tiempo de carga sería de aproximadamente igual aun día.

Teclado Microcontrolado

Existen varios circuitos que pueden utilizarse como cerradurascon código, útiles para activar el sistema de alarma que esta-mos describiendo. En Internet es posible encontrar varios circui-tos, en particular me llamó la atención un proyecto extraído dela página de Carlos Díaz:

http://perso.wanadoo.es/chyryes/index.htm

En dicho sitio existen varios proyectos interesantes.Según la página de referencia, el proyecto fue propuesto

por Leonardo Román. Con este circuito puede poner una clavede acceso para entrar en una habitación o para abrir un arma-rio, sistema de alarma etc. El teclado activa una alarma quesuena cuando alguien introduce la clave mal tres veces.

La clave se introduce mediante un teclado de 16 teclas,también se visualiza el estado en una pantalla de cristal líqui-do (LCD) de 16 caracteres x 2 líneas.

El circuito acciona un relé el cual se conectará al dispositi-vo de apertura, en nuestro caso el sistema de alarma. El "cere-bro" de este dispositivo es un PIC16F876 y se lo puede cargarcon el Quark PRO 2.

El esquema se muestra en la figura 1. El programa para el PIC se llama “llave.asm” y se lo pue-

de bajar de nuestra web con la clave “alarma”.El diagrama de circuito impreso (PCB) es una modificación

que hicimos en base a un diseño cedido por Juan David Muri-llo L (según dice en la página de Carlos Díaz), y se muestra enla figura 2.

El funcionamiento del circuito es el siguiente:PARA ENTRAR:1. En la pantalla del LCD se muestra el mensaje "IN-

TRODUZCA CLAVE" entonces debe introducir la clave de acce-so, que inicialmente será 0000 y pulse la A para que se abray active el relé.

2. Cuando el código introducido no es el correcto, semuestra el mensaje "CLAVE INCORRECTA" y la puerta no seabre.

3. Cuando se acumulan tres fallos, al introducir la cla-ve suena una sirena por un parlante durante unos 15 segundos,después se puede volver a probar.

PARA CAMBIAR LA CLAVE:1. Pulse la tecla C de cambio de clave, entonces apare-

ce durante unos instantes el mensaje "CAMBIO DE CLAVE" 2. Después le pide la clave que tenía hasta ese momen-

to (inicialmente la 0000) con el mensaje "CLAVE ANTIGUA".Teclea la clave nueva y pulsa A

3. Si la clave es correcta le pide la "NUEVA CLAVE". Te-clea la nueva clave y pulse A

4. A continuación le pide que repita la clave para veri-


Figura 3

ficarla con el mensaje "VERIFIQUE CLAVE". Teclee de nuevo lamisma clave y pulse A. Si se equivoca le avisa el error, por loque deberá introducir la nueva clave

5. Si la verificación es correcta se cambia la clave y semuestra el mensaje "CLAVE CAMBIADA" durante unos segun-dos.

LA CLAVE DE ACCESO1. Inicialmente es la 0000 2. La clave se almacena en la memoria EEPROM de da-

tos del PIC, por lo que, cuando se desconecte la alimentacióndel circuito se conserva la clave

3. Consta de 4 códigos que pueden ser: números del 0al 9, asteriscos (*), y almohadillas (#). A diferencia de los có-digos tradicionales que sólo usan los números. Esto proporcio-na 20736 combinaciones posibles frente a las 10000 que seconsiguen solo con números, lo que se traduce en mayor segu-ridad. Para obtener más información puede recurrir a la pági-na del autor. En la tabla 1 se brinda el programa “asm” paraquienes deseen tipearlo en lugar de bajarlo de la web.


Figura 1

Figura 2


Tabla 1: Llave electrónica con alarma para apertura de puerta (por Carlos Díaz) -http://perso.wanadoo.es/chyryes/T_RELE EQU 20HPCL EQU 02HSTATUS EQU 03HPORTA EQU 05HDATO EQU 06H

;PUERTO BKEYB EQU 07HTRISA EQU 05HTRISB EQU 06HTRISC EQU 07HPUNTAB EQU 20HINTENTO EQU 21HTECLA EQU 22HCUENTA1 EQU 23HCUENTA2 EQU 24HCUENTA3 EQU 25HCOD1 EQU 26HCOD2 EQU 27HCOD3 EQU 28HCOD4 EQU 29HCUENTA4 EQU 2AHCOD1A EQU 2BHCOD2A EQU 2CHCOD3A EQU 2DHCOD4A EQU 2EHCODWRITE EQU 2FHEEADR EQU 10DHEECON1 EQU 18CHEECON2 EQU 18DHEEDATA EQU 10CHINTCON EQU 0BHPIR2 EQU 0DHPIE2 EQU 8DHF EQU 1W EQU 0

#DEFINE EN 05H,2#DEFINE RW 05H,1#DEFINE RS 05H,0#DEFINE ALA 05H,3#DEFINE PORTERO 05H,5

ORG 00HGOTO INICIOORG 04HBCF PIR2,4RETFIE

TABLA MOVWF PCLMEN_1 RETLW 'I'

RETLW 'N'RETLW 'T'RETLW 'R'RETLW 'O'RETLW 'D'RETLW 'U'RETLW 'Z'RETLW 'C'RETLW 'A'

MEN_5 RETLW ' 'RETLW 'C'RETLW 'L'RETLW 'A'RETLW 'V'RETLW 'E'RETLW 00H

MEN_2 RETLW 'P'RETLW 'U'RETLW 'E'RETLW 'D'RETLW 'E'RETLW ' 'RETLW 'P'RETLW 'A'RETLW 'S'RETLW 'A'

RETLW 'R'RETLW 00H

MEN_3 RETLW 'C'RETLW 'L'RETLW 'A'RETLW 'V'RETLW 'E'RETLW ' 'RETLW 'I'RETLW 'N'RETLW 'C'RETLW 'O'RETLW 'R'RETLW 'R'RETLW 'E'RETLW 'C'RETLW 'T'RETLW 'A'RETLW 00H

MEN_4 RETLW 'C'RETLW 'A'RETLW 'M'RETLW 'B'RETLW 'I'RETLW 'O'RETLW ' 'RETLW 'D'RETLW 'E'RETLW 00H

MEN_6 RETLW ' 'RETLW 'A'RETLW 'N'RETLW 'T'RETLW 'I'RETLW 'G'RETLW 'U'RETLW 'A'RETLW 00H

MEN_7 RETLW 'N'RETLW 'U'RETLW 'E'RETLW 'V'RETLW 'A'RETLW 00H

MEN_8 RETLW 'V'RETLW 'E'RETLW 'R'RETLW 'I'RETLW 'F'RETLW 'I'RETLW 'Q'RETLW 'U'RETLW 'E'RETLW 00H

MEN_9 RETLW ' 'RETLW 'C'RETLW 'A'RETLW 'M'RETLW 'B'RETLW 'I'RETLW 'A'RETLW 'D'RETLW 'A'RETLW 00H

MEN_10 RETLW 'L'RETLW 'A'RETLW ' 'RETLW 'C'RETLW 'L'RETLW 'A'RETLW 'V'

RETLW 'E'RETLW ' 'RETLW 'D'RETLW 'E'RETLW 'B'RETLW 'E'RETLW 00H

MEN_11 RETLW 'T'RETLW 'E'RETLW 'N'RETLW 'E'RETLW 'R'RETLW ' 'RETLW '4'RETLW ' 'RETLW 'D'RETLW 'I'RETLW 'G'RETLW 'I'RETLW 'T'RETLW 'O'RETLW 'S'RETLW 00H

MEN_12 RETLW 'I'RETLW 'N'RETLW 'T'RETLW 'E'RETLW 'N'RETLW 'T'RETLW 'E'RETLW 'L'RETLW 'O'RETLW 00H

MEN_13 RETLW 'D'RETLW 'E'RETLW ' 'RETLW 'N'RETLW 'U'RETLW 'E'RETLW 'V'RETLW 'O'RETLW 00H

INICIO CLRF DATOCLRF KEYBCLRF PORTABSF STATUS,5MOVLW 06HMOVWF 9FHCLRF DATOBCF ENBCF RWBCF RSBCF ALABCF PORTEROMOVLW 0F0HMOVWF KEYBBCF STATUS,5BCF PIR2,4MOVLW 03HMOVWF INTENTO

CALL INITLCDCALL INITLCD

PRINCI CALL CLEARL

MOVLW 00HCALL SITUCUMOVLW MEN_1CALL ESCMEN

MOVLW 44H

CALL SITUCU

ECOD12 CALL SUELKEYCALL ESPEKEYMOVWF COD1SUBLW 'B'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD12MOVF COD1,WSUBLW 'A'BTFSC STATUS,2GOTO INCORMOVF COD1,WSUBLW 'C'BTFSC STATUS,2GOTO CAMBIOCMOVF COD1,WSUBLW 'D'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD12MOVLW '*'CALL WRITEL

ECOD22 CALL SUELKEY

CALL ESPEKEYMOVWF COD2SUBLW 'B'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD1MOVF COD2,WSUBLW 'A'BTFSC STATUS,2GOTO INCORMOVF COD2,WSUBLW 'C'BTFSC STATUS,2GOTO CAMBIOCMOVF COD2,WSUBLW 'D'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD22MOVLW '*'CALL WRITEL

ECOD32 CALL SUELKEY

CALL ESPEKEYMOVWF COD3SUBLW 'B'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD2MOVF COD3,WSUBLW 'A'BTFSC STATUS,2GOTO INCORMOVF COD3,WSUBLW 'C'BTFSC STATUS,2GOTO CAMBIOCMOVF COD3,WSUBLW 'D'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD32MOVLW '*'CALL WRITEL

ECOD42 CALL SUELKEY

CALL ESPEKEYMOVWF COD4SUBLW 'B'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD3MOVF COD4,WSUBLW 'A'BTFSC STATUS,2GOTO INCORMOVF COD4,WSUBLW 'C'

BTFSC STATUS,2GOTO CAMBIOCMOVF COD4,WSUBLW 'D'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD42MOVLW '*'CALL WRITELCALL SUELKEY

FINCOD CALL ESPEKEYMOVWF TECLASUBLW 'A'BTFSC STATUS,2GOTO FINCOD2MOVF TECLA,WSUBLW 'B'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD4MOVF TECLA,WSUBLW 'C'BTFSC STATUS,2GOTO CAMBIOCGOTO FINCOD

FINCOD2 MOVLW 00HCALL LEECODSUBWF COD1BTFSS STATUS,2GOTO INCOR

MOVLW 01HCALL LEECODSUBWF COD2BTFSS STATUS,2GOTO INCOR



CALL CLEARL

MOVLW 02HCALL SITUCUMOVLW MEN_2CALL ESCMENMOVLW 03HMOVWF INTENTOBSF PORTEROMOVLW T_RELECALL DELAYBCF PORTEROMOVLW 10HCALL DELAYGOTO PRINCI

INCOR MOVLW 0CHCALL COMANDOCALL CLEARLMOVLW MEN_3CALL ESCMENDECFSZ INTENTO,FGOTO INCOR2GOTO ALARMA

INCOR2 MOVLW 20HCALL DELAYGOTO PRINCI

ECOD1 MOVLW 44HCALL SITUCUMOVLW ' 'CALL WRITELMOVLW 44HCALL SITUCUGOTO ECOD12




ALARMA MOVLW 1EHMOVWF TECLA

ALARMA4 MOVLW 03HMOVWF INTENTOMOVLW 00FHMOVWF CUENTA1MOVLW 030HMOVWF CUENTA2

ALARMA1 MOVLW 20HMOVWF CUENTA4DECF CUENTA1,FBTFSC STATUS,2GOTO ALARMA2

ALARMA3 BSF ALACALL FRECUBCF ALACALL FRECUDECFSZ CUENTA4,FGOTO ALARMA3GOTO ALARMA1

ALARMA2 MOVLW 01HCALL DELAYDECFSZ TECLA,FGOTO ALARMA4GOTO PRINCI

FRECU MOVF CUENTA1,WMOVWF CUENTA3

FRECU2 DECFSZ CUENTA3,FGOTO FRECU2DECFSZ CUENTA2,FGOTO FRECUMOVLW 030HMOVWF CUENTA2RETURN

CAMBIOC CALL CLEARLMOVLW MEN_4CALL ESCMENMOVLW MEN_5CALL ESCMENMOVLW 20HCALL DELAYCALL CLEARL


MOVLW MEN_5CALL ESCMENMOVLW MEN_6CALL ESCMENCALL SUELKEYMOVLW 44HCALL SITUCU

CALL COGECODMOVLW 00HCALL LEECODSUBWF COD1BTFSS STATUS,2GOTO INCORE

MOVLW 01HCALL LEECODSUBWF COD2BTFSS STATUS,2GOTO INCORE



MOVLW 03HMOVWF INTENTO

NUEVACL CALL CLEARLMOVLW 02HCALL SITUCUMOVLW MEN_7CALL ESCMENMOVLW MEN_5CALL ESCMENMOVLW 44HCALL SITUCUCALL SUELKEYCALL COGECODMOVF COD1,W

BTFSC STATUS,2GOTO INCORECMOVWF COD1AMOVF COD2,WBTFSC STATUS,2GOTO INCORECMOVWF COD2AMOVF COD3,WBTFSC STATUS,2GOTO INCORECMOVWF COD3AMOVF COD4,WBTFSC STATUS,2GOTO INCORECMOVWF COD4A

CALL CLEARL

MOVLW MEN_8CALL ESCMENMOVLW MEN_5CALL ESCMENMOVLW 44HCALL SITUCUCALL SUELKEYCALL COGECODMOVF COD1,W

SUBWF COD1A,WBTFSS STATUS,2GOTO NOVERIMOVF COD2,WSUBWF COD2A,W

BTFSS STATUS,2GOTO NOVERIMOVF COD3,WSUBWF COD3A,WBTFSS STATUS,2GOTO NOVERIMOVF COD4,WSUBWF COD4A,WBTFSS STATUS,2GOTO NOVERI

CALL CLEARL

MOVLW MEN_5CALL ESCMENMOVLW MEN_9CALL ESCMEN

MOVF COD1,WMOVWF CODWRITEMOVLW 00HCALL EEWRITE



MOVF COD4,WMOVWF CODWRITEMOVLW 03HCALL EEWRITEMOVLW 20HCALL DELAY

GOTO PRINCI

NOVERI CALL CLEARLMOVLW 03HCALL SITUCUMOVLW MEN_12CALL ESCMENMOVLW 43HCALL SITUCUMOVLW MEN_13CALL ESCMENMOVLW 20HCALL DELAYGOTO NUEVACL

INCOREC CALL CLEARL

MOVLW MEN_10CALL ESCMENMOVLW 40HCALL SITUCUMOVLW MEN_11CALL ESCMENMOVLW 20HCALL DELAYGOTO PRINCI

INCORE DECF INTENTO,FBTFSC STATUS,2GOTO ALARMACALL CLEARLMOVLW MEN_3CALL ESCMENMOVLW 20HCALL DELAYCALL SUELKEYGOTO PRINCI

COGECOD CLRF COD1CLRF COD2

CLRF COD3CLRF COD4

ECOD12C CALL SUELKEYCALL ESPEKEYMOVWF COD1SUBLW 'B'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD12CMOVF COD1,WSUBLW 'A'BTFSC STATUS,2RETURNMOVF COD1,WSUBLW 'C'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD12CMOVF COD1,WSUBLW 'D'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD12CMOVLW '*'CALL WRITEL

ECOD22C CALL SUELKEY

CALL ESPEKEYMOVWF COD2SUBLW 'B'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD1CMOVF COD2,WSUBLW 'A'BTFSC STATUS,2RETURNMOVF COD2,WSUBLW 'C'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD22CMOVF COD2,WSUBLW 'D'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD22CMOVLW '*'CALL WRITEL


CALL ESPEKEYMOVWF COD3SUBLW 'B'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD2CMOVF COD3,WSUBLW 'A'BTFSC STATUS,2RETURNMOVF COD3,WSUBLW 'C'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD32CMOVF COD3,WSUBLW 'D'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD32CMOVLW '*'CALL WRITEL


CALL ESPEKEYMOVWF COD4SUBLW 'B'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD3CMOVF COD4,WSUBLW 'A'BTFSC STATUS,2GOTO RETU4MOVF COD4,WSUBLW 'C'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD42CMOVF COD4,WSUBLW 'D'

BTFSC STATUS,2GOTO ECOD42CMOVLW '*'CALL WRITELCALL SUELKEY

FINCODC CALL ESPEKEYMOVWF TECLASUBLW 'A'BTFSC STATUS,2RETURN

MOVF TECLA,WSUBLW 'B'BTFSC STATUS,2GOTO ECOD4CGOTO FINCODC

ECOD1C MOVLW 44HCALL SITUCUMOVLW ' 'CALL WRITELMOVLW 44HCALL SITUCUCLRF COD2GOTO ECOD12C



ECOD4C MOVLW 47HCALL SITUCUMOVLW ' 'CALL WRITELMOVLW 47HCALL SITUCUGOTO ECOD42C

RETU4 CLRF COD4RETURN

LEECOD BSF STATUS,6BCF STATUS,5MOVWF EEADRBSF STATUS,5BCF EECON1,7BSF EECON1,0BCF STATUS,5MOVF EEDATA,WBCF STATUS,6RETURN

EEWRITE BSF STATUS,6BCF STATUS,5MOVWF EEADRBCF STATUS,6MOVF COD-

WRITE,WBSF STATUS,6MOVWF EEDATABSF STATUS,5BCF EECON1,7

BSF EECON1,2BCF INTCON,7MOVLW 55HMOVWF EECON2MOVLW 0AAHMOVWF EECON2BSF EECON1,1BSF INTCON,7BCF STATUS,5BCF STATUS,6

EEWRIT BTFSS PIR2,4GOTO EEWRITBSF STATUS,5BSF STATUS,6BCF EECON1,2BCF STATUS,5BCF STATUS,6BCF PIR2,4

RETURN

GETKEY MOVLW 0FHMOVWF KEYBNOPMOVF KEYB,WMOVWF TECLACALL REBOTEMOVF KEYB,WSUBWF TECLA,FBTFSS STATUS,2GOTO GETKEYSUBLW 0FHBTFSS STATUS,2GOTO HAYTECLRETLW 0FH

HAYTECL BTFSC KEYB,4GOTO ROW1BTFSC KEYB,5GOTO ROW2BTFSC KEYB,6GOTO ROW3BTFSC KEYB,7GOTO ROW4RETLW 0FH

ROW1 MOVLW 01HMOVWF KEYBNOPBTFSC KEYB,4RETLW 31H

;TECLA=1MOVLW 02HMOVWF KEYBNOPBTFSC KEYB,4RETLW 32H


;TECLA=3MOVLW 08HMOVWF KEYBNOPBTFSC KEYB,4RETLW 'A'

;TECLA=ARETLW 0FH

ROW2 MOVLW 01HMOVWF KEYBNOP

BTFSC KEYB,5RETLW 34H



;TECLA=6MOVLW 08HMOVWF KEYBNOPBTFSC KEYB,5RETLW 'B'

;TECLA=BRETLW 0FH

ROW3 MOVLW 01HMOVWF KEYBNOPBTFSC KEYB,6RETLW 37H



;TECLA=9MOVLW 08HMOVWF KEYBNOPBTFSC KEYB,6RETLW 'C'

;TECLA=CRETLW 0FH

ROW4 MOVLW 01HMOVWF KEYBNOPBTFSC KEYB,7RETLW '*'

;TECLA=*MOVLW 02HMOVWF KEYBNOPBTFSC KEYB,7RETLW 30H

;TECLA=0MOVLW 04HMOVWF KEYBNOPBTFSC KEYB,7RETLW '#'

;TECLA=#MOVLW 08HMOVWF KEYBNOPBTFSC KEYB,7RETLW 'D'

;TECLA=DRETLW 0FH

SUELKEY CALL GETKEYSUBLW 0FHBTFSC STATUS,2RETURNGOTO SUELKEY

Sirena para Alarma con Habilitación Lógica

El interesante circuito de sirena que presentamos se carac-teriza por la elevada potencia que puede entregar un parlantepor el uso de un transistor de efecto de campo de potencia (Po-wer FET).

Además de esto, esta sirena tiene ajustes de tono, modula-ción e intermitencia independientes, lo que posibilita al usuarioajustar el circuito para un mejor sonido.

Finalmente, esta sirena es habilitada directamente por unasalida lógica CMOS sin la necesidad de relé, y en la condiciónde espera su consumo es extremadamente bajo. Eso la vuelveideal para circuitos de alarma alimentados por batería o bienpara uso automotor.

La sencillez del proyecto permite también su montaje enuna caja de dimensiones reducidas.

Las características son las siguientes:• Tensión de alimentación: 6Vc.c. a 12Vc.c.• 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 de-sempeño, pocos circuitos integrados pueden ganarle al 4093.En verdad, sus cuatro puertas NAND independientes puedenresultar en hasta 4 osciladores diferentes, y con la posibilidadde comando externo.

En la figura 1 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 va-riaciones. En este circuito, VR1 determina la frecuencia junta-mente con C1, mientras que VR2 determina la profundidad dela modulación.

En verdad, podemos hasta modificar el efecto, "suavizan-do" la modulación con la conexión de un capacitor de 1µF a22µF entre la juntura de VR2 y R5 y el negativo (0V) de la ali-mentación. El oscilador de audio está formado por CI1b y tie-ne su frecuencia determinada por C2 y ajustada en VR3. Ob-tenemos en la salida de este oscilador un tono de audio modu-


ESPEKEY CALL GETKEYMOVWF TECLASUBLW 0FHBTFSC STATUS,2GOTO ESPEKEYMOVF TECLA,WRETURN

ESCMEN MOVWF PUNTABESCMEN2 CALL TABLA

ADDLW 00HBTFSC STATUS,2RETURNCALL WRITELINCF PUNTAB,FMOVF PUNTAB,WGOTO ESCMEN2

WAITLCD BSF STATUS,5MOVLW 0FFHMOVWF DATOBCF STATUS,5BSF ENBCF RSBSF RWMOVLW 0FFHMOVWF DATO

WAITLC BTFSC DATO,7GOTO WAITLCBCF ENBCF RWBCF DATO,7BSF STATUS,5CLRF DATOBCF STATUS,5RETURN

INITLCD MOVLW 38H

CALL COMANDO

MOVLW 0CH

CALL COMANDO

MOVLW 06H

CALL COMANDO

RETURN

CLEARL MOVLW 01HCALL COMANDORETURN

WRITEL BSF ENBSF RSBCF RWMOVWF DATOBCF ENCALL WAITLCDRETURN

COMANDO BSF ENBCF RSBCF RWMOVWF DATOBCF EN

CALL WAITLCDRETURN

SITUCU IORLW 80HCALL COMANDORETURN

DELAY MOVWF CUENTA1DELAY3 MOVLW 0FFH

MOVWF CUENTA2DELAY2 MOVLW 0FFH

MOVWF CUENTA3DELAY1 DECFSZ CUENTA3,F

GOTO DELAY1DECFSZ CUENTA2,FGOTO DELAY2DECFSZ CUENTA1,F

GOTO DELAY3RETURN

MOVWF CUENTA1REBO DECFSZ CUENTA1,F

GOTO REBORETURN

ORG 2100HDE

30H,30H,30H,30H

END

Figura 1

lado quees lleva-do a lasotras dospuertas,que fun-c i o n a ncomo unb u f f e r( a i s l a -dor) yampl i f i -cador di-gital. Lasseña le sentrega-das a es-te bufferpuedenser con-troladasexterna-m e n t epor elpin 5 delCI1b. Sieste pin

estuviera en el nivel bajo, lo que ocurre sin señal de habilita-ción (H), ya que R4 lo mantiene a tierra, el oscilador CI1b nofunciona. Si este pin fuera al nivel alto, a partir de una salidaCMOS por ejemplo, el oscilador entra en acción, siendo modu-lado por CI1a. Las señales amplificadas digitalmente son lleva-das a un transistor de efecto de campo de potencia del tipoIRF640 o equivalente. En realidad puede emplearse cualquier

FET de más de 1A de fuente, es por ello que en la placa de cir-cuito impreso identificamos dónde debe conectarse cada patadel transistor. Le recomiendo que consulte en la casa de electró-nica de su localidad qué transistor FET de potencia tiene, pída-le que le indique la disposición de los terminales y conéctelo ala placa de circuito impreso (figura 2) por medio de cables ydótelo de un disipador de calor.

La principal característica de este tipo de transistor es pre-sentar una resistencia extremadamente baja entre el drenaje (d)y la fuente (s) cuando está saturado.

Esto significa un excelente rendimiento en la excitación deparlantes y otras cargas en circuitos de baja tensión. De hecho,estos transistores pueden conducir corrientes muy elevadas (delorden de varios amperes) sin problemas, lo que significa unapotencia de decenas de watt en un parlante común.

La disposición de los componentes en una placa de circui-to impreso se muestra en la figura 2.

El transistor de efecto de campo de potencia necesita unbuen disipador de calor, y el parlante debe tener una potenciasuperior a 10W para soportar la intensidad de la señal gene-rada. Para obtener mayor rendimiento se debe usar una peque-ña caja acústica.

Para probar la sirena conecte la unidad a una batería ofuente de por lo menos 3A. Por un instante, conecte el punto Hal positivo de la alimentación. Esto habilitará el circuito y per-mitirá el ajuste en los tres trimpots. Para una versión con un po-co menos de rendimiento, en caso de dificultad de obtencióndel FET de potencia, se puede usar un Darlington NPN de porlo menos 4A, como por ejemplo el TIP 120 o TIP 121. En estecaso, el transistor de potencia también debe ser dotado de unbuen disipador de calor.

De esta manera, damos por finalizado este tema, espera-mos que cada circuito le resulte útil y que pueda montar un sis-tema de alarma a su medida. *****


Figura 2

Central de AlarmaR1: 22kR2: 10kR3, R4, R5: 1kR6, R7, R8 y R9: 330ΩIC1: PICAXE -08D1 y D2: diodos ledQ1 y Q2: BC548BD3 y D4: 1N4148Conector mini jack stereoConectores para las entradas y salidas.Fuente de 4 a 6V.

Fuente para AlarmaIC Reg 1: 7805D1, D2, D4, D5 y D6: diodos 1N5402D3: diodo Zener 15V x 1WC1: 470pF

C2: 100µFR1: 470ΩR2: 1kQ1: TIP31CTransformador con primario según red localy secundario de 12 +12V por 3A.

Teclado MicrocontroladoQ1: TIP31CQ2: BC547Cristal de cuarzo de 10MHz1 PIC16F8762 capacitores de 22pF4 resistores de 1k5 resistores de 10k1 resistor de 470Ω1 resistor de 680Ω1 preset de 10k

1 módulo LCD 16X21 teclado HEX de 4 filas y 4 columnas1 diodo 1N40071 relé

Sirena para AlarmaIC 1: 4093BQ1: IRF640R1: 10kR2, R3, R4, R5, R6 y R7: 1kVR1, VR2: 1MΩVR3: 100kΩC1 y C2: 1µF x 25VC3: 100µF x 25VBatería de 12V

Varios: cables, estaño, etc.

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