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Alarma de Aproximación (ART442S)

  El circuito que describimos en este artículo dispara un relé cuando alguien se acerca a un sensor. Podemos utilizarlo en la protección de objetos o lugares, disparando una alarma o un sistema de advertencia. El circuito puede funcionar con fuente o pilas y en la condición de espera, su consumo es muy bajo.

   Los sensores de toque son circuitos simples, normalmente operando por la resistencia que el cuerpo presenta.

   Sin embargo, los sensores de aproximación pueden funcionar según principios diferentes.

    Tenemos aquellos que consisten en osciladores en los que la frecuencia se cambia cuando alguien se acerca a una antena, funcionando como la placa de un condensador y el circuito detecta este cambio.

   También tenemos los que se basan en la transferencia de señal captada del ruido de la red de energía que se transfiere a una antena cuando una persona se acerca a la antena.

    Este es nuestro caso, donde tenemos un circuito sensor que capta el ruido de la red de energía cuando una persona se acerca a funcionar como las placas de un capacitor.

   Utilizando circuitos CMOS que son extremadamente sensibles, podemos desarrollar este circuito con facilidad.

 

   Como funciona

   La base de la alarma es un circuito integrado CMOS 4093 que tiene cuatro puertos NAND de dos entradas.

   Una de las entradas de una de las puertas está conectada a una placa de metal de unos 10 x 10 a 20 x 20 cm que funciona como antena.

   El ruido captado cuando nos acercamos a esta placa es amplificado digitalmente y aplicado a un diodo.

   Este diodo tiene un circuito integrador cuya función es impedir el disparo con señales muy rápidas que la placa pueda captar, lo que instabilizar el circuito.

   Entonces obtenemos una transición al nivel bajo de la señal que se aplica a las entradas de las otras tres puertas que se conectan en paralelo cuando se produce la captura de la señal.

   Con ello, el nivel de estas puertas se invierte, pues ellas se conectan como inversoras y el transistor se polariza en el sentido de conducir la corriente.

   Con la conducción, el relé conectado en su colector dispara accionando un circuito externo.

   En la figura 1 tenemos una posibilidad de utilizar resistores en la entrada para reducir la sensibilidad, si el circuito se vuelve inestable en la aplicación.

 

   Figura 1 - Reducción de la sensibilidad
   Figura 1 - Reducción de la sensibilidad

 

   El cable hasta el sensor debe ser corto (máximo 1 metro).

   Si es mayor, se debe utilizar el cable blindado con la malla conectada a la alimentación negativa.

  

Montaje

   En la figura 2 tenemos el diagrama completo de la alarma.

 

Figura 2 - Diagrama completo de la alarma
Figura 2 - Diagrama completo de la alarma

 

   En la figura 3 tenemos una sugerencia de placa de circuito impreso con relé DIL para el montaje.

 

   Figura 3 - Placa de circuito impreso para el montaje
   Figura 3 - Placa de circuito impreso para el montaje

 

   Si el relé es de otro tipo, el diseño de la placa debe ser modificado.

   Los capacitores son para 16 V o más de tensión de trabajo.

   En la figura 4 tenemos una sugerencia de fuente de alimentación para alimentar la alarma.

   El transformador es de 6 o 12 V, según el relé, con corriente de secundario de 200 a 500 mA.

 

   Figura 4 - Fuente de alimentación para el circuito
   Figura 4 - Fuente de alimentación para el circuito

 

   Dado el bajo consumo, el circuito integrado regulador de tensión no necesita disipador de calor.

   

Prueba y uso

   Sólo tienes que conectar el aparato y tocar el sensor. La alarma debe dispararse.

     Si se alimenta el circuito por batería se puede aumentar la sensibilidad conectando el 0 V de la batería a tierra.

   

CI-1 - 4093 - circuito integrado CMOS

Q1 - BC548 - transistores NPN de uso general

D1, D2 - 1N4148 - diodos de silicio

X1 - sensor - ver texto

K1 - Relé de 6 o 12 V con corriente de 50 a 100 mA

R1, R2 - 1 M ohms x 1/8 W - resistores - marrón, negro, verde

R3 - 4k7 ohms x 1/8 W - resistor - amarillo, violeta, rojo

C1 - 1 uF a 10 uF - electrolítico

C2 - 100 uF - electrolítico

 

Varios:

Placa de circuito impreso, material para la fuente de alimentación, caja para montaje, placa de metal para el sensor, hilos, soldadura, etc.

 

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