Montaje de un sistema de alarma contra ladrones

1ALARMA CONTRA LADRONES
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN PAG
OBJETIVOS 4
• ALARMA CONTRA LADRONES 5
• Descripción de los elementos 6
• Teoría de Funcionamiento 10
• JUSTIFICACIÓN 12
• MONTAJE Y ESQUEMA 13
• MATERIALES 15
• PROCEDIMIENTO 16
• ANÁLISIS DEL CIRCUITO 18
CONCLUSIÓN 19
BIBLIOGRAFÍA 20
INTRODUCCIÓN
Actualmente, la experimentación con aparatos electrónicos es mucho más simple que hace algunos
años. La evolución de los componentes y la reducción de sus precios nos permite hoy en día presentar
este proyecto.
Todos tenemos la necesidad de prevenirnos contra cualquier intruso, y que mejor forma que una
alarma que sea activada con su presencia y no pueda ser desactivada por el ladrón; una alarma contra
ladrones debemos tener todos en nuestras casas, pues bien, su circuito es sencillo de manera que está al
alcance de todos.
En el presente, se dará a conocer el diseño de un circuito capaz de suplir esta necesidad. En primer
lugar se hará análisis detallado de los componentes utilizados para su desarrollo y construcción, en
forma separada; se estudiará su funcionamiento para una optima aplicación.
Por último se desarrollaran instrucciones para el montaje y diseño del circuito impreso, así como el
ensamblaje de los implementos.
De esta forma y en muy poco tiempo quedará listo para montar una alarma en su propia casa, sin
ninguna complicación.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
1
• Ser capaz de realizar el montaje de una alarma contra ladrones.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Estudiar e identificar claramente cada uno de los componentes estudiados en la asignatura de
Física de campos.
• Aplicar los conocimientos adquiridos en la asignatura.
• Adquirir habilidad con los distintos implementos como el cautín, tester, baquelita, etc., para el
montaje de cualquier circuito.
• Analizar profundamente el diagrama esquemático, para luego realizar el montaje de los
componentes en el circuito impreso.
• Adquirir destreza para diseñar cualquier circuito.
• MARCO TEÓRICO
• ALARMA CONTRA LADRONES
La alarma no es un circuito inventado recientemente, sino que ha trascendido desde años atrás, para
cada día hacerse más complejo; éste brinda seguridad para cualquier sistema que necesite su
funcionamiento.
Una alarma es un producto formado por un diodo y varias resistencias conectadas entre sí, que hace
que se active gracias a un dispositivo llamado SCR.
• DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS
A continuación se presentarán los componentes utilizados a la hora de hacer el montaje de la alarma, se
dará a conocer una breve descripción de su utilidad, así como sus simbologías para poderlos identificar
en el diagrama esquemático.
• EL DIODO
Los diodos, son conocidos generalmente como rectificadores, son puertas de una sola vía, ellos permiten
el paso de la corriente en un solo sentido.
La dirección de la corriente es siempre el sentido contrario de donde apunta la flecha. El símbolo del
diodo se muestra en la siguiente figura:
El diodo es un dispositivo semiconductor de dos terminales llamado ánodo (A) y cátodo (C) que permite
la circulación de corriente cuando se polariza en forma directa es decir cuando el ánodo es positivo con
respeto al cátodo en el caso contrario (ánodo negativo y cátodo positivo) el dispositivo queda
polarizando inversamente y no permite la circulación de corriente, existen varios tipos de diodos, en
este proyecto es un diodo rectificador.
El lado del símbolo que tiene la flecha, indica el terminal negativo (cátodo) y al otro lado del positivo
(ánodo) el diodo debe conectarse en la posición correcta y al igual que un condensador tiene polaridad.
2
• EL LED (DIODO EMISOR DE LUZ).
El LED es un dispositivo semiconductor de dos terminales llamados ánodo (a) y cátodo (c) que emite
una luz visible cuando se polariza en forma directa. Es decir cuando el ánodo es positivo con respecto al
cátodo la luz emitida por un LED puede ser roja, amarilla, verde o azul, dependiendo de su
construcción interna. También se dispone de LEDs que emiten luz infrarrojas y láser. Los LEDs deben
ser protegidos mediante una resistencia en serie que limite la corriente a través suyo a un valor seguro.
Es importante recordar que el LED, como todos los diodos tiene polaridad. El cátodo se indica
generalmente por un borde plano o por un terminal mas corto que otro como se ve en la figura.
COMPUESTO
Arseniuro de galio (GaAs)
Arseniuro de galio y aluminio (ALGaAs)
Arseniuro fosfuro de galio (GaAsP)
Nitruro de galio (GaN)
Fosfuro de galio (GaP)
Seleniuro de zinc (ZnSe)
Nitruto de galio e indio (InGaN)
Carburo de silicio (SIC)
Diamante (C)
Silicio (Si)
COLOR
Infrarrojo
Rojo e Infrarrojo
Rojo, naranja y amarillo
Verde
Verde
Azul
Azul
Azul
Ultravioleta
En desarrollo
• EL SCR
El rectificador controlado de silicio o SCR es un dispositivo semiconductor de tres terminales, llamados
compuerta (G), ánodo (A) y cátodo (C), que se comporta como un interruptor controlado por voltaje.
Para cerrar un SCR, es decir permitir la circulación de corriente entre el ánodo y el cátodo, debe
aplicarse un voltaje positivo entre la compuerta y el cátodo. El dispositivo se mantiene cerrado incluso
después de retirar el voltaje de la compuerta. Para abrirlo debe interrumpirse la corriente de ánodo o
reducirse por debajo de cierto valor. Su simbología se presenta en la siguiente figura:
• EL ZUMBADOR PIEZOELECTRICO
Es un dispositivo electrónico que emite un sonido audible cuando se aplica un voltaje directo (DC) entre
sus terminales (+ positivo al rojo y − negativo al negro). Un zumbador puede, también, operar con un
voltaje alterno (AC), convirtiéndolo en un voltaje directo mediante un diodo rectificador.
• RESISTENCIAS
Resistencia es la oposición al flujo o paso de la corriente por un conductor. Es la fricción que reduce la
cantidad de corriente que trata de pasar por un circuito. Las resistencias se utilizan para controlar el
flujo de corriente.
Unidad de medida
Toda resistencia presenta una cantidad de Ohmios, que es su unidad de medida. Para los diagramas y
formulas esta unidad se representa con la letra griega (omega). El nombre de esta unidad se adoptó
en homenaje a George Ohm quien descubrió la llamada Ley de Ohm, estudiada con anterioridad en
3
esta asignatura.
El código de Colores para la identificación de resistencias
El código de colores de las resistencias es un método de indicar el valor en OHMIOS y el rango de
tolerancia o precisión.
No es un código secreto creado por criptógrafos para confundirnos o frustrarnos. Por el contrario, se
ha hecho lo más fácil posible con el fin de facilitar su uso. Cualquiera lo puede aprender rápidamente.
Cuando leamos el código de colores debemos recordar:
• La primera banda representa la primera cifra.
• La segunda banda representa la segunda cifra.
• La tercera banda representa el número de ceros que siguen a los dos primeros números.
• La cuarta banda representa la tolerancia.
Nota: un 10% de tolerancia significa que el valor real puede ser un 10% mayor o menor que el valor
que indica el código.
• CONDENSADORES
Un condensador o capacitor, está fabricado por dos placas metálicas, cuyas cargas son iguales pero de
signo apuesto, separadas por un material aislante llamado dieléctrico. La función principal del
capacitor es almacenar energía eléctrica en sus placas. La cantidad de carga que puede sostener un
condensador es conocida como Capacitancia y se mide en Faradios.
El condensador utilizado para éste proyecto no tiene polarización, hace parte de la familia de los
cerámicos.
• SUICHES
Los suiches o interruptores, permiten o interrumpen el paso de la corriente por un circuito, también
son utilizados para dirigir una señal a diferentes puntos.
• BATERIAS O PILAS
Las baterías o pilas son componentes muy utilizados actualmente, ya que los circuitos electrónicos
modernos consumen muy poca energía y por lo tanto se pueden alimentar con ellas.
El propósito de una batería, es suministrar energía eléctrica para que funcionen los circuitos
electrónicos. Sin las baterías, ningún aparato electrónico funcionaría, debido a que estas son una fuente
de alimentación.
• TEORÍA DE FUNCIONAMIENTO
El componente principal de este circuito es un SCR, que actúa como suiche electrónico de seguridad,
inicialmente el SCR no conduce y el LED no enciende.
El circuito de control de la alarma está formado por dos tipos de suiches, uno cerrado y el otro abierto,
normalmente cuando se cierra el suiche S1, circula corriente por R1 hasta la compuerta del SCR. Lo
mismo ocurre cuando se abre el suiche S2, circula corriente por R2 y D1.
4
En ambos casos, aparece un voltaje positivo en la compuerta del SCR y éste conduce entre el ánodo y el
cátodo, encendiendo el LED. Como el SCR queda cerrado aún cuando se retira el voltaje de la
compuerta, la alarma continúa permanentemente activada sin importar la posición de suiches.
Se puede conectar en la salida auxiliar, un zumbador de 6 ó 9 voltios o en relé que pueda manejar una
sirena de alto volumen.
Este circuito también se puede alimentar, con una batería de automóvil de 12 voltios y se debe tener en
cuenta de no sobrecargar el SCR con una corriente mayor de su capacidad.
En el estado normal, con la puerta o ventana cerrada, el suiche está cerrado al tener el imán cerca,
cuando se abre la puerta o ventana el suiche se abre y se activa la alarma.
2. JUSTIFICACIÓN
Con la realización del presente proyecto se buscar aportar a la seguridad de nuestras propiedades; ya
sean casas, autos, oficinas o simplemente emplearlo para nuestro beneficio.
Gracias al fácil montaje y funcionamiento, la realización de este dispositivo está al alcance de cualquier
persona, y se puede emplear de muchas formas en las ventanas, puertas, con censores colocados en las
cerraduras y también debajo de alfombras, de forma que con cualquier movimiento, no necesariamente
brusco, se active la alarma de forma inmediata y no pueda ser desactivada por el intruso,
garantizándonos así que la alarma se mantendrá activada.
3. MONTAJE Y ESQUEMA
Diagrama Esquemático
SALIDA AUXILIAR PARA EL ZUMBADOR
R3 LED
220
D2
R3 33K
S1 (NA) SCR
+ R2 33 K D1
9V S2
_ (NC) C1 1F
• MATERIALES
♦ Un condensador cerámico de 0.1f.
♦ Un diodo LED rojo.
5
♦ Un SCR C106B.
♦ Un diodo común 1N4003.
♦ Dos resistencias de 33K.
♦ Una resistencia de 22.
♦ Un zumbador.
♦ Dos interruptores.
♦ Un circuito impreso.
♦ Una batería de nueve voltios.
♦ Estaño
♦ Cautín
♦ Taladro
♦ Procloruro de Hierro
♦ Marcador especial
♦ Cables de conexión
♦ Un conector de batería
♦ PROCEDIMIENTO
Antes de la elaboración del circuito impreso, fue necesario montarlo en el protoboard
para cerciorarnos del buen estado de los componentes y que funcionara el diagrama,
luego de habernos asegurado procedimos al circuito impreso.
Lo pasos para la fabricación en forma experimental son los siguientes:
◊ Diseño de los trazos del cien en una hoja de papel para que los componentes
queden conectados como lo indica el diagrama.
◊ Dibujo de los trazos del diseño en el lado del cobre de lámina con tinta especial
que sea resistente al ácido.
◊ Eliminación del cobre sobrante por medio de un baño químico.
◊ Perforación de los agujeros con la ayuda del taladro para los terminales de los
componentes.
Una vez terminado el impreso se siguieron los siguientes procedimientos:
◊ Se indicó e instalaron las resistencias R1, R2, R3, el diodo D1, el condensador
C1, el LED D2 y el SCR Q1. Nos aseguramos de que el diodo, el LED y el SCR
queden correctamente orientados. El cátodo, el ánodo y la compuerta de este
último deben coincidir con los agujeros marcados en la tarjeta.
◊
◊ Con la ayuda de una pinza se instaló las cuatro parejas de espadines que
proporcionan acceso a la batería B1, los censores NA (S1), los censores NC (S2) y
el zumbador (BZ1), al soldarlo no aplicamos demasiado calor para evitar daños.
◊ Hecho lo anterior se instaló el zumbador (BZ1) con la polaridad debida así como
la batería.
◊ Luego conectamos los censores siguiéndonos por el diagrama esquemático.
Una vez armada y probada la tarjeta, el siguiente paso es seleccionar los censores
adecuados de acuerdo a las necesidades de protección que quiera el usuario.
♦ ANÁLISIS DEL CIRCUITO
El circuito anterior tiene dos formas de activarse ante la presencia de un intruso, ya sea por la
desconexión de suiche 1 y la conexión de un suiche 2.
6
Específicamente se dice que es una alarma burladora de ladrones porque aunque el intruso
trate nuevamente de volver la alarma y los censores en la posición normal es imposible que el
zumbador deje de sonar, ya que la única forma de desactivarla es desconectando la fuente.
La razón, se debe a que una vez le halla llegado voltaje positivo al Gait o compuerta del SCR,
éste se comporta como un interruptor cerrado que permite la circulación entre ánodo y cátodo,
el dispositivo se mantiene cerrado aún después de retirar el voltaje de la compuerta, ya que la
única forma de abrirlo es interrumpiendo la corriente de ánodo o reduciendo la corriente por
debajo de cierto valor.
CONCLUSIÓN
Con la presentación del anterior proyecto se mostró de manera sencilla el funcionamiento de
una alarma contra ladrones, capaz de ser montada en cualquier lugar sin ninguna
complicación. Está se activa con un indicador sonoro cuando uno o más censores ubicados
estratégicamente en puertas, ventanas, etc..., detectan una intrusión. Puede ser ubicada en la
casa o automóvil, etc.
Su optimo funcionamiento depende de nosotros, así como el desarrollo de cualquier proyecto.
Con lo anterior está en nuestras manos realizar el montaje de cualquier circuito, capaz de
suplir nuestras necesidades.
En síntesis, este trabajo es un ejemplo sencillo y práctico que se encuentra al alcance de todos
y que refleja nuestros conocimientos adquiridos hasta esta parte de la carrera.
17
A
C
G
Simbología
A (p) C ó K (n)
.
.
.
.
.
.
7
A
C
G
.
.
.
ABIERTO CERRADO
8