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DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA ALARMA ANTIRROBO DE BARRERA LASER RESUMEN Un sistema de alarma es un elemento de seguridad pasiva. Esto significa que no evitan el problema (bien sea una intrusión, incendio, inundación, fuga de gas, etc.) pero sí son capaces de advertir de éste. Son capaces además de permitir la rápida actuación sobre el problema y disminuir los daños producidos. Generalmente consisten en sistemas electrónicos que se activan mediante una clave y se disparan en el momento en que los sensores detectan algún movimiento fuera de lo común como la presencia de una persona, sonido intenso, contacto, proximidad, entre otros factores. Las alarmas antirrobo han evolucionado mucho desde su aparición, desde los sistemas más simples capaces de detectar la violación de puertas, ventanas, ruptura de vidrios o fuertes impactos hasta los modernos sistemas programables con sensores infrarrojos capaces de detectar el movimiento por la captura de la temperatura del cuerpo. Este es un proyecto de alarma de barrera laser de bajo costo usando el timer 555 en su configuración de monostable el tiempo de activación de la alarma esta dado por los valores de R4 y C1 usando T=1.1 RC en segundos ,la cuenta se inicia cuando la entrada del pin 2 que inicialmente está en alto se pone a tierra por un pulso corto de bajada , esto hace que la salida 3 se ponga alto dé un voltaje de salida aproximada al voltaje de alimentación y active al transistor Tr2 el cual cierra el relay que puede alimentar un buzzer. ABSTRACT An alarm system is a passive safety element. This means you do not avoid the problem (either an intrusion, fire, flood, gas leak, etc.) But are able to warn of this. They can also allow for quick action on the problem and reduce damage. Generally consist of electronic systems that are activated by a key and shoot at the time the sensors detect any movement out of the ordinary as the presence of a person, rich sound, touch, proximity, and other factors. Burglar alarms have evolved greatly since its inception, from the simplest systems capable of detecting the violation of doors, windows, glass breakage or impact to modern programmable systems with infrared sensors that detect movement by capturing temperature body. This project is a laser barrier alarm low cost using the timer 555 in monostable configuration of the activation time of the alarm is given by the values of R4 and C1 using T = 1.1 RC in seconds, the count starts when input pin 2 is high initially being grounded by a short pulse down, this causes the output 3 is set to give high output voltage approximately to the supply voltage and activate the transistor Tr2 which closes the relay that can power a buzzer. PALABRAS CLAVE Alarrma, Circuito Integrado 555, Temporizador, Fotorresistencia, Barrera Laser, Resistencia, Capacitancia, INTRODUCCIÓN

Cuando alguien menciona alarmas antirrobo no es descabellado pensar en dispositivos de alta tecnología desarrollado en la era del silicio. La verdad es que el concepto de un sistema de alarma es que fue inventada mucho antes. Durante miles de años el hombre ha utilizado los animales, más notablemente el perro, para vigilar y alertar a él de cualquiera tratando de manipular o de acero, sus objetos de valor. En la Edad Media gongs (instrumento de percusión) grandes fueron utilizadas para alertar a una población de muerte inminente o de grandes hogueras iluminado para advertir de la inminente invasión. Tan importante como estos acontecimientos fueron, no fue hasta 1852 que el sistema de alarma primero electro-mecánico fue inventado. Edwin Holmes fue un inventor estadounidense de Boston, Massachusetts, y la alarma que ideó fue simple pero efectiva. Un solenoide golpeó un gong cuando un cable de viaje ha sido perturbado. Aunque su sistema de alarma no es nada comparado con las ofertas de hoy fue recibido positivamente en su día. Estos sistemas de alarma temprana continuaron haciendo uso de simples circuitos eléctricos y relés. Una instalación típica se ve la herida del alambre a lo largo de las ventanas y alrededor de marcos de las puertas junto con la lámina de plomo conductor y los interruptores mecánicos o magnéticos atada con alambre delgado Las alarmas antirrobo se han empleado desde hace mucho, su principal objetivo, detectar la presencia de malhechores y prevenir las acciones de hurto y saqueo, existen alarmas antirrobo para autos, casas, negocios y todo tipo de bienes o propiedades que puedan llegar a ser robadas o hurtadas. En los últimos años la importancia de las alarmas Antirrobo a aumentado considerablemente, sobre todo para preservar la seguridad y la integridad física y psicológica de muchas personas. La protección de uno mismo resulta fundamental, pero por sobre todas las cosas la de nuestra familia, que representa lo más importante para cada uno. La instalación de una alarma antirrobo puede ayudarnos a sentir una sensación de alivio y seguridad si nos encontramos en nuestra casa o si usted se marcha de vacaciones. Las pertenencias, son todos sus bienes materiales y estos pueden ser reemplazados fácilmente, pero después de un robo, es muy difícil conseguir la sensación de seguridad de nuevo, hasta que hagamos algo para evitar que vuelva a ocurrir nuevamente. Una alarma de intrusión utiliza un detector de movimiento para controlar cualquier movimiento inusual dentro de una zona establecida. Por ejemplo, supongamos que un ladrón intenta entrar en su casa por medio de la ventana del sótano. La colocación de un detector en la ventana del sótano es una solución perfecta, por lo que si el ladrón intenta forzar la ventana, una alarma se activa automáticamente y las personas de la casa o incluso los vecinos pueden oír un sonido ensordecedor. Para conocer los lugares más vulnerables en su casa y colocar los detectores, la mejor opción es conseguir un dictamen pericial de un técnico experimentado y calificado. A pesar de que hoy en día, existen diferentes opciones para las alarmas antirrobo, sobre todo por los constantes avances tecnológicos en cuanto a la seguridad del hogar, es muy probable que pueda encontrar el más adecuado a sus necesidades. Las opciones pueden ir desde los más simples que brindan protección sólo contra los intrusos, hasta los más avanzados que puedas imaginar.

La alarma que se hará en este artículo será en configuración monoestable del circuito integrado NE555P. En este caso el circuito entrega a su salida un solo pulso de un ancho establecido por el diseñador. La fórmula para calcular el tiempo de duración (tiempo en el que la salida está en nivel alto) es:

Nótese que es necesario que la señal de disparo, en la terminal #2 del 555, sea de nivel bajo y de muy corta duración para iniciar la señal de salida. El pulso generado será único (luces de escalera x Ej.) y de una duración determinada por una relación existente entre los componentes del circuito. Este circuito puede usarse como luz de aviso para personas sin audición usándose como timbre temporizado, para desactivar o activar electrodomésticos de manera automática y programable, y hasta para una alarma que es lo q haremos hoy, entre muchas otras cosas más. En la siguiente imagen se observa gráficamente la acción de una caída de voltaje en la pata 2 "trig" y el voltaje obtenido en "out" pata 3 en consecuencia, en un circuito de tipo temporizador monostable.

Si quisiéramos por ejemplo aproximarnos a los 10 segundos de voltaje "alto" en V out podríamos poner un condensador de 47 µf (microfaradios, 0,047 faradios) y una resistencia de 200 K Ω (kilohoms, 1000 ohms). 200 x 0.047 = 9.4 x 1.1 = 10.34 segundos

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 permiten hoy en día presentar este proyecto. Por último se desarrollaran instrucciones para el montaje y diseño del circuito impreso, así como el ensamblaje de los implementos, comprendiendo la función de cada elemento del circuito para la funcionalidad de la alarma antirrobo de barrera laser.

PARTE EXPERIMENTAL Material y Equipo:            

1 Fotorresistencia (LDR1) FC-107 5 Resistencias (R1: 2.2MΩ, R2: 100KΩ, R3: 47KΩ, R4: 100KΩ, R5: 330 Ω) 2 Capacitores (C1: 110µF.25V, C2:220µF.25V) 1 Diodo (D1: 1A.600V 1N4004) 1 Circuito Integrado (IC1: NE555P) 2 Transistores (TR1-TR2: BC548) 1 Relevador de 12V (K1: 0ST-112DM) 1 Batería de 12V o 9V 1 Buzzer HS-3624 1 Breadboard 2 yardas de alambre #24 Puntero Laser

Procedimiento Experimental: Se hace el montaje del circuito sobre la breadboard según el esquema siguiente:

Fig. 1: Montaje Experimental

A continuación se muestra el circuito ya ensamblado según el diagrama anterior.

Fig. 2: Circuito Ensamblado RESULTADOS Y DISCUSIÓN Como habíamos dicho anteriormente este es un proyecto de alarma de barrera laser de bajo costo usando el timer 555 en su configuración de monostable el tiempo de activación de la alarma esta dado por los valores de R4 y C1 usando T = 1.1 RC en segundos ,la cuenta se inicia cuando la entrada del pin 2 que inicialmente está en alto se pone a tierra por un pulso corto de bajada , esto hace que la salida 3 se ponga alto dé un voltaje de salida aproximada al voltaje de alimentación y active al transistor Tr2 el cual cierra el relay que puede alimentar a una sirena. El sensor se consigue mediante un sencillo fotoresistor marcado como LDR1 , como sabemos un fotoresistor tiene alta resistencia en oscuridad y muy baja cuando una luz como la del laser o un haz infrarrojo incide en él , el potenciómetro R1 , la resistencia R2 y el fototransistor forman un divisor resistivo que polariza al transistor R1 en corte saturación donde R3 es la carga de colector , dispuesto como en la figura para activar la alarma antes de conectar la alimentación al circuito el haz del laser debe estar incidiendo ya sobre el fototransistor , con esto su resistencia será baja y la entrada de base cae casi a cero , el transistor estará en corte , por tanto el colector y al mismo tiempo la entrada en el pin 2 estará alta. Cuando una persona u objeto cruza por la barrera de luz laser, por un momento se interfiere la luz que incide al fototransistor, este adquiere gran resistencia por la oscuridad y deja que la corriente de R1 y R2 se vayan a la base del transistor disparándolo, el colector se pone a cero y se dispara el 555 el tiempo programado no importando si el haz se vuelve a habilitar. Antes de probarlo con el laser verificar el correcto funcionamiento del monostable uniendo la pata 2 (R3) con tierra mediante un cablecito, esto dispara el monostable , en la salida se puede poner un LED en serie con una resistencia de 1KΩ el LED debe encenderse y apagarse luego del tiempo programado, la pata 5 puede ir al aire , la pata 4 va a positivo , poner los condensadores de desacoplamiento entre + y - de la alimentación para evitar los

disparos indeseados. El tiempo de activación se calcula ensayando valores de R4 y C1. Verificar todas las conexiones si no funciona, alimentarlo con pilas en las pruebas. Para evitarnos fastidios en cuanto a configurar el diodo laser que siempre necesita un lente de enfoque podemos usar un puntero de llavero de los chinos, son baratísimos y traen sus pilas y su resistencia limitadora de corriente. Después de conectar cada dispositivo electrónico en la breadboard y verificar su funcionamiento se calcula el tiempo de duración de las pulsaciones activadas por la configuración monostable del circuito integrado NE555P dado por el producto de C1 y R4. Los resultados se muestran en la tabla Nº1. TABLA Nº1: TIEMPO DE DURACIÓN DE LAS PULSACIONES RESISTENCIA 47 KΩ 100 KΩ 47 KΩ 100 KΩ

CAPACITANCIA 110 µF 100 µF 220 µF 220 µF

TIEMPO 5.69 segundos 11 segundos 11.37 segundos 24.2 segundos

Según la tabla anterior podemos afirmar que el tiempo de duración de las pulsaciones activadas por la configuración monostable del circuito integrado NE555P es mayor al aumentar el producto de C1 y R4, de modo que si se quiere que el tiempo de activación de la alarma dure bastante o poco solo se tiene que hacer un arreglo en el producto de C1 y R4.

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CONCLUSIONES Con la presentación del anterior proyecto se mostró de manera sencilla el funcionamiento de una alarma antirrobo de barrera laser, capaz de ser montada en cualquier lugar sin ninguna complicación. Está se activa con un indicador sonoro cuando uno o más censores ubicados estratégicamente, detectan una intrusión.

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Su óptimo 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.

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En síntesis, este trabajo es un ejemplo sencillo y práctico que se encuentra al alcance de todos, de muy bajo costo y que refleja nuestros conocimientos adquiridos hasta esta parte de la carrera.

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Se puede manipular el tiempo de duración de las pulsaciones activadas por la configuración monostable del circuito integrado NE555P haciendo arreglos con los valores de C1 y R4. El uso del potenciómetro es necesario para aumentar o disminuir la sensibilidad del sensor (fotorresistencia), ya que en el día es muy difícil que funcione y es necesario regular la sensibilidad mediante el potenciómetro.

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La alarma antirrobo construida en esta práctica funciona mejor durante la noche debido a la forma y con los tipos de dispositivos electrónicos que se usaron en el diseño y construcción de la misma. REFERENCIAS

Física Universitaria con Física Moderna, Volumen II, FRANCIS W. SEARS, MARK W. ZEMANSKY, HUGH D. YOUNG, POGER A. FREEDMAN, Undécima edición, México, Pearson Educatión, 2005, 1008 pág. GORGE FLORES VERGARAY, “Alarma laser con el 555”, [en línea], miércoles, 10 de septiembre de 2008, [martes, 12 de noviembre de 2013]. Dirección de la Web: jorgefloresvergaray.blogspot.com/2008/09/alarma-laser-con-el-555.html GORGE GONZALEZ, “Alarma fotosensible casera con NE555 (fácil)”, [en línea], martes 19 de junio de 2012, [martes, 12 de noviembre de 2013]. Dirección de la Web: www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/15045344/Alarma-fotosensible-casera-con-NE555facil.html