Sencilla red doméstica de audio y video


Los ordenadores personales y la gran cantidad de dispositivos multimedia existente en la actualidad (consolas de videojuegos, lectores de DVD, receptores de satélite, receptores de TDT, videocámaras, seguridad activa y pasiva, etc.)  han irrumpido progresivamente en nuestra vida cotidiana  y según las previsiones van a  ir mejorando en carastericticas y funciones en una progresión exponencial .Esto al menos en cuanto a los ordenadores se refiere ,pues  existe una ley conocida como  » Ley de Moore» ,formulada por Gordon E. Moore el 19 de abril de 1965 , que afirma que  aproximadamente cada dos años se duplicará el número de transistores en una computadora ( esto G.E.Moore lo hizo  basándose en  que el número de transistores por pulgada en circuitos integrados se duplicaba cada año ,y que la tendencia continuaría durante las siguientes dos décadas).
Por ejemplo, como pincelada de la caótica situación actual,  basta observar la meteórica evolución en tecnología, carastericticas, prestaciones y precio sufrida por los lectores de DVD: muy sucintamente primero solo reproducían VCD, después vino el DVD, mas  tarde reproducían MP3, luego reproducían MPEG4, XDIV… ¡y  ahora incluyen entradas de USB/SD/MMC, integran receptores de TDT e incluso capturan en  DIVX!

Se observa pues, que en tecnología, es muy difícil obtener productos estables finales, ya  que el mercado esta ofreciendo muy rápidamente productos que compiten constantemente en prestaciones y precio de un modo que nos sorprende especialmente por el ritmo de crecimiento al que lo hacen. Precisamente por esta razón, quizás se haga interesante en lugar de disponer de tantos aparatos o dispositivos multimedia  como localizaciones se tengan,  estudiar la forma de rentabilizar su uso  sobre   multitud de localizaciones (en lugar de circunscribirse a la localización física del propio dispositivo).Además dada la  infinidad de  aplicaciones  posibles  para estos dispositivos: entretenimiento multimedia, la video-vigilancia, la retransmisión y descodificación de señales, etc.  , podría ser muy interesante en el ámbito domestico compartir dicho potencial que nos ofrecen   dichos dispositivos  entre las diferentes posibles  localizaciones de la vivienda, para lo cual nada más fácil que retransmitir las señales  de audio y video desde la fuente   a cualquier otro dispositivo capaz de reproducir   estas señales (TV, monitor, proyector, amplificador de audio, etc.)

Lamentablemente para nuestro propósito  se necesitan conexiones físicas dedicadas en el ámbito de  audio y video desde nuestro dispositivo a los   dispositivos reproductores, las cuales en ocasiones no son fáciles de realizar en una vivienda (ya se sabe: instalación de canaletas, tendido cables, inclusión de  cajetines, etc.)
Probablemente el lector aducirá que existen en el mercado transmisores de audio/video inalámbricos en la banda de 2,4G que cumplen este requerimiento. Esta solución si bien corrige ciertas deficiencias ,exigen de un transmisor de  video y audio vía radio  y de tantos receptores dedicados como se necesiten ( lo cual encarece terriblemente el resultado final), pero aun así, al menos en las soluciones comerciales probadas para una recepción perfecta,  exigen en la mayoría de las veces  un alcance visual entre emisor y receptor que no siempre es posible de disponer (y además la transmisión no esta libre de interferencias al cruzar objetos entre ambos extremos)
Precisamente para solucionar este problema, se pensó en una solución cableada, pero no siempre es posible realizar un tendido de audio y video por toda una vivienda… ¿existe pues alguna otra solución  posible?

Efectivamente la existe, pues en la mayoría de las viviendas (ya sea una vivienda individual o un edificio de varias viviendas) existe una distribución de antena  bastante normalizada que por lo general se apoya bien en un amplificador multibanda ( en el caso de una única vivienda) o en varios amplificadores dedicados(en el caso de una instalación colectiva) y desde la salida de estos, apoyándose en tantos distribuidores como sea necesario, se llega hasta cada vivienda y allí nuevamente se montaran tantos distribuidores como se precisen para cubrir las habitaciones necesarias.

Esquema distribución señal antena
Estudiando el caso pormenorizado de una vivienda  aislada (ver ilustración), podemos ver pues que  la distribución del tendido interior de antena se asemeja a una típica distribución en estrella, en la que la inyección de una señal en un nodo terminal  debería  llegar a los otros nodos (siempre que permanezcan a la misma estrella).
De este modo,  sí introducimos una señal  de RF suficiente potente mezclada con la de antena que proviene normalmente de una cabecera, deberían llegar también  ambas señales mezcladas a todas las habitaciones disponibles: así pues tenemos el medio físico para distribuir nuestra señal de audio y video en diferentes localizaciones de la red,  en lo que bien puede considerarse un pequeña red de  de videocable (también llamadas redes CATV).

El modulador de RF  Aurel MAV VHF224

Para implementar nuestra red de audio y video la forma mas simple de realizarla es modulando ambas señales en RF para transmitirlas por el mismo medio de transmisión, el cual  en nuestro caso, será la instalación de antena de la vivienda.
Para nuestro modulador de RF podríamos pensar en circuitos discretos con transistores (en la literatura  técnica existen multitud de éstos), pero normalmente el montaje de estos  requiere de instrumentación para el ajuste que no siempre se dispone.
Modernamente  AUREL  ha irrumpido en el mercado con  un modulo de bajo coste  en SMD perfectamente ajustado y calibrado,style=’COLOR:black’> con alimentación única de +5Vdc y listo  para funcionar: el MAV-VHF-224.
Este circuito hibrido  incorpora un ircuito transmisor de audio y vídeo de alta calidad  muy estable en la frecuencia  con un  destacadísimo  alto rechazo armónico, además operando en la banda de VHF  en el canal 12 a 224.5 MHZ de VHF ,la cual  puede ser recibida con cualquier receptor de TV estándar.
COLOR:black; En cuanto a sus  entradas, admite señal de video compuesto estándar PAL a 1.2 Vpp de nivel, ( admitiendo por tanto en su entrada de video directamente señales de videocámaras, cámaras de vigilancia, etc usando los conectores de salida estándar como RCA y SCART)  y respecto a la señal de audio  esta debe tener un nivel de 1 Vpp  y una impedancia de  100Kohm.

Aspecto del MAV VHF 224

Esquema y conexiones del MAV VHF-224

Amplificador Booster de RF

Lamentablemente dado que la señal entregada por el MAV VHF-224 es demasiado débil (2mW/75ohmios) para atacar directamente una antena de RF, nos deberíamos plantear amplificar la señal de RF,  bien por medio de una etapa de RF, cuyo ajuste puede ser complejo, o  bien a través de un simple circuito de bajo coste  diseñado específicamente para conectarlo a la salida de RF del MAV VHF224.
El citado  CI hibrido AUREL es el MCA-TX,  el cual no requiere de ningún tipo de ajuste, y es capaz de entregar una potencia máxima en antena superior a 50mW (el equivalente a +19dbm, es decir unos 126dB/µV)  sobre 50ohmios  (con una distorsión de intermodulación de 50db) consumiendo unos 100mA.

Aspecto del modulo MCA

patilla función
1 +12 voltios
2 Enabled (poner a +12v para funcionamiento normal)
3 Masa
6 style=’FONT-SIZE: 9.5pt;FONT-FAMILY: Arial’>Entrada VHF (proveniente de la patilla 11 del MAV-VHF224)
7 Masa
10 Masa
13
Masa
15 style=’FONT-SIZE: 9.5pt;FONT-FAMILY: Arial’>Salida VHF

Listado conexiones modulo MCA

Esquema interno modulo MCA

El circuito

Dado que el MAV 224 contiene toda la electrónica necesaria para la constitución de un modulador de RF, tan solo deberemos alimentarlo con 5V estables, y conectar las señales de entrada de audio  y video  a sus terminales.
En cuanto a la fuente de alimentación, utilizaremos una fuente externa ya montada de corriente continua de unos 12 a  15V filtrados y unos 200mA, pues  el precio de esta es considerablemente mas bajo  que sí lo realizamos con componentes discretos. Lógicamente  si la fuente externa es de 5V filtrada y bien estabilizada podemos obviar el montaje de la parte del regulador  de esta (una vez que la hayamos probado y medido esta con un polímetro).

Si decidimos la realización de la fuente de 5v DC , para la regulación de la alimentación  del MAV dado que su consumo no excede de los 90 mA,  bien podemos emplear como circuito regulador un 78L05 de bajo nivel de ruido o bien utilizar un clásico: el 7805 (en ambos casos obtendremos resultados sobresalientes).
Los condensadores tanto en la entrada del regulador  como  a la salida contribuyen a aplanar la tensión de salida y  son bastantes importantes, pues de estos depende en gran medida que la señal RF pueda tener algún tipo de distorsión y ruido inducido.

Se aconseja muy encarecidamente para evitar posibles errores de inversión de polaridad que pudieran estropear el MAV224 a la hora de alimentar el circuito, conectar un diodo de protección en serie con la entrada de la alimentación del circuito.

Respecto a las conexiones del MAV224, conectaremos a masa las patillas 1, 3,  7 y 10  y  la salida de la fuente de 5v a la patilla 5.
En cuanto a las conexiones de audio, dado que la mayoría de las señales de audio son estero, realizaremos un simple mezclador  formado por R1, C1 y C2 con objeto de componer una única señal que atacara directamente al pin2 del MAV.

Tal y como comentamos en la introducción, el MAV acepta una señal directa sin desacoplamiento de video normalizada (máximo 1.2V pp sobre 75 ohmios) por lo que conectaremos  directamente esta al pin 4.
Finalmente la salida de RF  aunque esta específicamente diseñada para atacar una antena (lógicamente con un limitadísimo alcance), dado su  escasa potencia lo dotaremos de una pequeña etapa booster basado en él modulo hibrido MCA de AUREL

En cuanto a la conexión del circuito booster MCA-TX  a nuestro montaje no puede ser más simple:
Conectaremos las patillas 3, 10, 13 a masa, las patas 2 y  1 a +12v  directos (no es necesario que estén estabilizados pero si conveniente que estén bien filtrados), a través de un circuito  LC   formados por L1y C4/C6, conectando después la salida del MAV-VHF (patilla 11) a la patilla 6 del MCA y finalmente conectaremos a la patilla de salida  15 del MCA a través de un modo un tanto atípico (pero que funciona a la perfección)   al  activo de  la toma de antena colectiva a través de un condensador de desacople sin conexión de masa  (es muy importante obviar la masa en este caso pues los  resultados serán bastante mejores)

Como ultima nota importante, cabe destacar, que si no disponemos  de cableado interior de antena,  el resultado no es satisfactorio si conectamos el activo de la salida de RF a la citada toma de antena, o simplemente no nos  atrevemos a realizar la conexión directa, dada  la gran potencia de salida del MCA, se puede utilizar este montaje en «modo antena exterior».
Para realizar este montaje utilizaremos el mismo circuito eliminando el condensador de desacople de la salida del booster MCA e instalaremos a la salida  del MCA una pequeña antena de al menos 33cm vertical (puede construirse con una pequeña varilla telescópica ajustada a esa altura o bien simplemente  utilizar un trozo de hilo de cobre rígido)
Lógicamente  los resultados serán mejores si empleamos  antenas «mayores» como puede ser una de 65cm, una de cuernos e incluso una directiva  del tipo Yagui: el resultado final dependerá de las condiciones de trabajo y del entorno (esta claro que estos problemas quedarían minimizados sí lo hacemos a través de una conexión directa)

Lista de componentes

R1 100k ajustable
R2 220ohmios 1/4W (opcional)
C1, C2 22Kpf /100v poliester
C5, C6 100nF/25V poliester
C7 100KpF/100V
L1 Inductancia VK200
D1 diodo silicio 1N4148
D2 diodo LED (opcional)
U1 circuito hibrido MAV-VHF224 (*)
U2 circuito regulador 7805
U3 circuito hibrido MCA (*)
Varios:
2 plaquita circuito impreso premecanizada de fibra de vidrio
4 conectores RCA hembra
1 jack hembra de 3 ½ «(según la salida de transformador de 12v)
1 pequeño transformador que de unos 12v DC 250mA
1 radiador de 20º /W (por ejemplo uno  típico para T03)
(*) Si se tiene dificultad en conseguir estos circuitos híbridos, estos componentes están disponibles en la Web de COELMA (http://www.coelma.es)

Montaje

Dada la gran sencillez del circuito, al integrar toda la electrónica necesaria en el interior del circuito hibrido, solo deberemos realizar  la fuente de  alimentación de unos 100mA /5V estabilizados  en un circuito aparte (quizás el lector la pueda reciclar de algún otro proyecto en desuso) y las conexiones del MAV hacia el exterior, por lo que no se hace necesario la utilización de placas de  circuito impreso especificas para el proyecto (aunque se adjunta diseño de estas).

Dada la extrema sencillez y dado que es posible adquirir aparte esta, se aconseja si se requiere   realizar la fuente de alimentación aparte, realizarla en un pequeño trozo de circuito impreso para prototipos teniendo especial cuidado de la serigrafía del regulador (recuerde a la izquierda es la entrada de 12v, el centro la masa y a la derecha la salida de 5v)  y la polaridad de los dos condensadores electrolíticos.
Lógicamente el uso del diodo Led es opcional, aunque conveniente, sobre todo si se desea tener una indicación visual de que el circuito esta funcionando.

Una vez montada la fuente de alimentación la probaremos con un polímetro y procederemos a realizar el resto del circuito en una pequeña plaquita aparte en la que montaremos el MAV.
>Dado lo  frágil de las conexiones del MAV, con objeto de no dañar las patillas se aconseja la utilización de un zócalo de una fila de 12 pines (o recortar uno mas largo hasta lo necesario)
Realizadas  las conexiones de la alimentación al MAV, tan solo hace falta las conexiones de audio /video (desde las cuales se pueden realizar directamente desde el zócalo hasta los propios conectores) y la conexión de salida del MAV a la entrada del MCA.
Por simplicidad  con objeto de no mezclar  módulos y dado que es conveniente el uso de un radiador para el modulo MCA, es interesante realizar las conexiones de este aparte en una pequeña plaquita aparte.
En esta plaquita una vez montado el circuito hibrido, realizaremos la citada conexión de RF a través de un cable coaxial de 75ohmios desde el pin 11 de salida del MAV al pin 6 de entrada de RF del MCA
Después realizaremos las conexiones de masa (PINES 3, 7,10 y 13), conectaremos las conexiones de 12v   (pines 1 y 2) a través de un choque   VK200 y finalmente conectaremos   a través de un condensador de desacople   la salida de RF.
Respecto al MCA, se aconseja conectar un pequeño disipador de 10 a 20º/W y conectar a masa la aleta metálica de esta (lógicamente con cuidado de que no toque los otros pines del c.hibrido)

Por ultimo elegiremos un contenedor de plástico suficientemente ventilado y espacioso para albergar adecuadamente el circuito.
En este fijaremos las placas adecuadamente y practicaremos  5 orificios para albergar las dos conexiones RCA de audio, una para un RCA de video,  un RCA de RF y por ultimo un jack de alimentación.
Finalmente soldaremos los condensadores de desacople de audio y de salida de RF directamente sobre los jack (un extremo ira al RCA y otro ira al coaxial que va a las palcas)

Modo de empleo usando la salida de video de un PC

Normalmente tenemos conectado a nuestro ordenador un monitor  que actúa  como el principal mostrándose en este  el cuadro de diálogo de inicio de sesión al iniciar el equipo (además, casi todos los programas mostrarán ventanas en el monitor principal cuando las abre inicialmente), pero se  pueden seleccionar diferentes resoluciones de pantalla y diferentes configuraciones de calidad de color en cada monitor. Por lo tanto se pueden  conectar varios monitores con adaptadores de vídeo individuales o con un solo adaptador de vídeo que admita varias salidas. Para configurar la organización de varios monitores lo haremos siguiendo los siguientes pasos:

1. Haga clic en Inicio y, a continuación, en el Panel de control.
2. Haga clic en Apariencia y temas y, después, haga clic en Pantalla.
3. En la ficha Configuración, haga clic en Identificar para mostrar un número grande en cada uno de los monitores. Indica qué monitor corresponde a cada icono.
4. Haga clic en los iconos del monitor y arrástrelos a las posiciones que representan cómo quiere mover los elementos de un monitor a otro y, después, haga clic en Aceptar o en Aplicar para ver los cambios.

NOTA: las posiciones de los iconos determinan cómo mover los elementos de un monitor a otro. Por ejemplo, si está utilizando dos monitores y quiere mover los elementos de un monitor a otro arrastrándolos a izquierda y derecha, coloque los iconos uno al lado del otro. Para mover elementos entre monitores arrastrándolos arriba y abajo, coloque los iconos uno encima del otro. Las posiciones de los iconos no tienen que corresponderse con las posiciones físicas de los monitores. Puede poner los iconos uno encima del otro aunque los monitores estén situados uno al lado del otro.
5-Seleccione el monitor secundario  una Resolución baja (640 x480)   y una calidad de color de 8 bits y pulse en la pestaña «Extender el escritorio de Windows a este monitor», aplique y acepte los cambios.

6-A partir de este momento puede arrastrar a la derecha del monitor cualquier ventana y pasara a ser reproducida en el monitor secundario (y por tanto no en el principal)

Una vez conectadas  tanto la salida de audio y video de nuestro  ordenador, el activo de la salida de RF a la toma de antena y alimentado el circuito, se trata de sintonizar su TV en  el canal 12 en su TV o  bien sintonizar manualmente este en la frecuencia de 224,5 Mhz: en ambos casos deberá ver una  imagen en color con perfecta nitidez.

Carastericticas  del circuito

Tensión de alimentación: 12V DC
Corriente absorbida: 200mA
Portadora de video: 224,5MHZ(+-75Khz)
Subportadora de audio: 5.5Mhz(+-70khz)
Modulación de video: amplitud negativa PAL en banda base
Sensibilidad de entrada de video: 1.2Vpp como máximo
Sensibilidad de entrada de audio: 1Vpp
Impedancia de entrada de audio: 100k
Potencia de RF de salida (50ohmios): +19dBm

Placas circuito impreso y diagrama de conexiones

Placa Fuente y modulador de RF(Lado componentes)
Lista componnetes  Modulador RF

C4= 470mF/16V,
C6= 22nF,
U1=MAVVHF224,
U2=7805,
C5=0,22mf/16V
,C6=10nF,
P1=100K vertical

Lado circuito impreso

Placa Booster

Lista Componentes  Booster:
U1=MCA-TX,
L1=VK200

Lado circuito impreso

PLANO DE CONEXIONES

Alternativas y mejoras al montaje propuesto

Aunque  el circuito se ha pensado para conectar la salida de la tarjeta de audio y video de un PC o una  cámara de videovigilancia con audio   a las entradas del MAV, nada impide que las fuentes procedan de un  Euroconector (perteneciente a un video, receptor de satélite, receptor de TDT, reproductor de  DVD, etc.)

Respecto al video, dado que la señal de  video presente el   pin 19 es una señal de video normalizada, tan solo habría que conectarla al pin4 del MAV directamente (tal y como se explico en la introducción)

Respecto al audio desgraciadamente en algunos casos la señal entregada por ambos canales (pines 1, 3 y masa 4) podría ser demasiado baja y por tanto  habría que aumentar el nivel de estos  con un amplificador operacional.
En este caso Aurel nos propone el esquema de mas abajo  con un A.O., en el que,  dado que hay dos señales de audio, se ha diseñado el circuito en modo sumador inversor de dos canales cuya salida se pude ajustar desde  una ganancia  de 2 hasta aproximadamente 12 a través de P1
Esto lo vemos aplicando el concepto de tierra virtual, la tensión máxima de salida cuando p1 ofrezca su máxima resistencia (p1=220k) será:
Vout= VR*(47k+220k)/22k  +VL*(47k+220k)/22k=(VR+VL)* (47k+220k)/22k =12.1*(VR+VL)

Sencilla alarma de ventana "con extras"


La función de los medios activos es la de alertar local o remotamente de un intento de violación o sabotaje de las medidas de seguridad física establecidas, constituyendo el conjunto de medios activos lo que se denomina en el argot «seguridad electrónica».
Dentro de cualquier esquema de seguridad, los detectores son los componentes básicos de éste, ya que estos son los iniciadores de la alarma, siendo su principal función vigilar un área determinada, para transmitir una señal al equipo de seguridad, cuando aquel detecte una situación de alarma.

Dichos detectores se dividen, en función de su uso, en detectores de uso interior y detectores de uso exterior, siendo su elección función directa del área a controlar y del previsible agente causante de la intrusión: movimiento del intruso, desplazamiento del detector, presión sobre el detector, rotura del objeto protegido, vibración, etc.
Centrémonos en los detectores de uso interior, (que son los situados en el interior del local, instalación o establecimiento a proteger), éstos en función de su ubicación y de la causa desencadenante de la alarma podemos subdividirlos en detectores «de penetración» y «volumétricos»:

Los detectores de penetración controlan el acceso del intruso a través de las aberturas existentes en las paredes que limitan la zona a vigilar, generalmente sus fachadas.,considerándose «aberturas» tanto los huecos previstos para puertas, ventanas, etc., como las superficies cuya resistencia sea sensiblemente inferior a la usual de la text-underline:none’>construcción (acristalamientos, tragaluces, etc.). Estos detectarán, por tanto, la apertura de los dispositivos practicables, así como la rotura de los elementos constructivos normalmente solidarios al muro o pared, antes de que se produzca la intrusión.
Los detectores volumétricos están diseñados para captar el desplazamiento de un intruso a partir de las perturbaciones que origina dicho desplazamiento en las condiciones ambientales de volumen protegido. Pueden ser interiores (se usan para recintos cerrados) y los de exteriores para la intemperiey su diferencia no está solo en que carcasas han de soportar las inclemencias de la intemperie, (en un caso obviamente sí y en otro no), sino además por la capacidad de distinguir entre las variaciones ambientales (no provocadas por el intruso dando lugar a falsas detecciones) y las situaciones de intrusión real.
Una segunda clasificación de detectores más exhaustiva que la anterior que solo atiendeprincipalmentea la ubicación, se debe a las diferentes formas de sus áreas de cobertura:
Puntuales – Aquellos que protegen un punto, por ejemplo la apertura de una puerta. Básicamente se basan en contactos mecánicos o magnéticos (ampollas reed que describiremos más adelante)
Lineales -Aquellos que protegen una línea de puntos, por ejemplo, un pasillo. Pueden construirsebasándose en lainterrupción de una barrera infrarroja (o láser)o simplemente por el contacto entre hilos.
Superficiales Aquellos que protegen una superficie, por ejemplo, un cristal. Se construyen en base a varias tecnologías:

  • INERCIALES: Su funcionamiento se basa en la detección de las vibraciones de las superficies (vidrios, muros, vallas, etc.), mediante un sensor que en su interior dispone de elementos móviles que al producirse la agresión abren y cierran los contactos eléctricos.Los más comunes son los contactos de péndulo pero también existen sensores de mercurio (consistente en une pantalla de vidrio conteniendo mercurio en su interior y en la que están inmersos los terminales del circuito detector ejerciendo como un contacto normalmente cerrado) y también merece la pena citar a los de esfera consistentes en una masa metálica, esfera, soportada por unas guías conectadas a estas los contactos.
  • PIEZOELECTRICOS: También llamados sísmicos. Transforman las vibraciones mecánicas en una señal eléctrica a través de una cápsula piezoeléctrica, similar a las utilizadas en los micrófonos, que después de la ampliación y filtrado producen la señal de alarma. La sensibilidad de los detectores es regulable y en todo caso los detectores se fabrican de tal forma que las vibraciones ambientales no les influyan al objeto de evitar las falsas alarmas. Se usan en muros, cámaras acorazadas, cajas fuertes y lugares de alto riesgo, con idea de que la detección se dé al inicio del intento de intrusión.
  • ALFOMBRAS DE PRESION: Están construidas por láminas o placas metálicas que entran en contacto al ser presionadas por el peso de la persona cerrando el circuito que forma. En su ventaja está que son baratas, pero con el inconveniente de su escasa duración y posible vulnerabilidad si se conoce su existencia.
  • REDES CONDUCTORAS: Dispositivo de protección basado en la aplicación de una cinta o red conductora (adherida o embebida) a cualquier tipo de superficie, de tal forma que no pueda producirse el paso de una persona sin provocar la señal de alarma. La cinta se conecta al bucle de alarma manteniendo una continuidad eléctrica que cuando se pierda, por rotura o por puente eléctrico, entre ambos lados del bucle, se produce una situación de alarma. En zonas acristaladas, la disposición de la cinta suele hacerse por recorrido de su perímetro en cristales normales formando recorridos paralelos a distancias menores de 15 cm. También tiene aplicación en muros de cámaras acorazadas con los inconvenientes de un coste elevado y dificultad de implantación.

Volumétricos -Aquellos que protegen un volumen, por ejemplo, una habitación. Dependiendo del principio de funcionamiento distinguiremos los siguientes:

  • MICROONDAS: También conocidos como «radares», emiten energía electromagnética, a una frecuencia normalmente de 10 Ghz, que tras rebotar y reflejarse en las paredes del recinto protegido, alcanza la etapa receptora. Si en el recinto no hay ningún movimiento, las frecuencias de las señales emitidas y recibidas son las mismas. Sin embargo si en el recinto hay algún movimiento (intruso), parte de la señal que llega al receptor posee diferente frecuencia que la que lanzó el transmisor. Esta diferencia de frecuencia es la que hace provocar la alarma y enviarla al cuadro de control del sistema. Los microondas están formados por un solo transmisor/receptor. Su aplicación goza de gran efectividad y sensibilidad, siendo el campo de cobertura de una gran variedad de formas, alcance y ángulo de cobertura según el modelo utilizado. En instalaciones de alta seguridad, se utilizan detectores dotados con sistema de antienmascaramiento, es decir, disponen de una salida adicional de alarma que se activa en el caso de tapar con elementos no permeables al microondas.
  • ULTRASONIDOS: Basan su funcionamiento en el efecto Doppler, mediante la emisión y recepción de ondas ultrasónicas (entre 22 Khz y 45Khz). Básicamente están formados por: un transmisor de ultrasonidos, un receptor de ultrasonidos yun circuito de controlque procesa las señales.
  • INFRARROJOS PASIVOS: Todos los cuerpos emiten radiaciones infrarrojas si están a una temperatura superior al cero absoluto (-273 C). Esta propiedad ha llevado a diseñar elementos que traduzcan la energía térmica en respuesta eléctrica para detectar presencia de intrusos en recintos protegidos. El funcionamiento de los infrarrojos pasivos es el siguiente: Es un detector que dispone de un sensor piroeléctrico, que genera en sus bornes una débil corriente cuando recibe una variación de radiación infrarroja, y que su principio se utiliza para detectar la presencia de un intruso que emitiendo señales infrarrojas, puede modificar la cantidad de infrarrojos recibidos por el captador en relación a la cantidad emitida por el entorno ambiental. Este detector vigila el campo infrarrojo del local en donde se encuentra instalado. Una variación suficiente en amplitud, en velocidad y en duración de este campo provocará la alarma. Son pasivos porque no emiten ningún tipo de señal. Por ello pueden instalarse tantos detectores como se considere aconsejable en un mismo local, sin riesgo de interferencia entre ellos. Solo requieren el ajuste de su orientación, con el inconveniente de que pueden producir falsas alarmas debidas a pequeños animales y sus prestaciones dependen mucho de la temperatura ambiental.
  • DE SONIDO:  Detectan sonidos que superan un cierto nivel de amplitud. Estaba prácticamente en desuso, debido a que solo debían instalarse en recintos dispuestos con un excelente aislamiento, pero modernamente gracias al procesado digital de señales existen sensores específicos para la detección de determinados eventos (por ejemplo la rotura de un cristal)
  • DE LUZ: Detectan niveles de iluminación en recintos cerrados sin entrada de luz exterior. Prácticamente en desuso.
  • CAPACITIVOS: Captan la proximidad de un intruso a un objeto metálico ya que varía la constante dieléctrica del ambiente y por tanto la capacidad eléctrica entre el intruso y la tierra de referencia. Son muy selectivos, pero con el inconveniente de que necesita una instalación muy cuidadosa y pueden producir falsas alarmas por interferencias radioeléctricas. Utilizados especialmente para la protección de muebles u objetos metálicos susceptibles de ser aislados eléctricamente. El equipo se adapta a las características del objeto protegido mediante un conmutador que permite variar el campo de capacidad.
  • COMBINADOS O DE DOBLE TECNOLOGÍA: Utilizando dos tecnologías independientes, están acoplados entre sí y poseen una sola salida de alarma. La alarma se produce pues cuando se disparan dos tecnologías.Las tecnologías que suelen utilizarse sonlos ultrasonidosconinfrarrojos pasivo o microondas con infrarrojos pasivo.Para saltar la alarma se tienen que disparar las dos, y para evitar falsas alarmas, se utiliza la conexión AND. En el caso de proteger recintos de alto riesgo se suelen conectar en tipo OR, es decir la alarma se activará cuando detecte alguna de las dos .

AMPOLLAS REED

Son dispositivos compuestos de dos piezas enfrentadas, compuestas por dos láminas metálicas flexibles dentro de una ampolla de cristal al vacío que forman un contacto normalmenteabierto (aunque también existencon contactos normalmente cerrados eincluso de 3 contactos: 2 normalmente abiertos y 2 normalmente cerrados compartiendo un hilo común)y a cuyos extremos están soldados los hilos que se utilizaran dentro del bucle de detección.
Esta ampolla reed se completa con un imán permanente cuyo campo magnético ejercerá una fuerza magnética sobre los citados contactos cuando ambas piezas están enfrentadas. De este modo si se modifica la situación relativa de las mismas el campo magnético dejará de ejercer su acción sobre los contactos cerrándose o abriéndose según sea de tipo N.A. o N.C (este cambio pues puede considerarse como una alarma).
Vemos pues como el conjunto ampolla-reed e imán permanentetienen una utilidad ostensible para detectar la apertura de puertas, ventanas y desplazamientos de objetos portátiles, instalándose la pieza que contiene los contactos en la parte fija y el imán en la móvil.
Estas ampollas son la pieza estrella en las instalaciones de alarmas por sus múltiples ventajas: simplicidad de instalación, su bajo costo, bajo nivel de falsas alarmas (por tanto alta fiabilidad), larga vida útily bajísimo manteniendo (recordemos que los contactos están al vacío y además normalmente circula muy baja corriente por ellos).

Comercialmente el conjunto ampolla reed-imán permanente se distribuye encapsulando ambas en su forma mas simple sobre dos pequeñas cajitas dejando orificios para su sujeción con tornillos o remaches sobre el elemento a proteger.

Una forma más ingeniosa es integrar ambas partesdentro del propio marco de puerta o ventana a proteger, pero obviamente esto puede requerir de una instalación más compleja aunque de este modo quedan totalmente desapercibidos.
Estos contactos reed, presentan no obstante, el inconveniente de que podría producirse la intrusión a través de la zona protegida, puerta o ventana, sin necesidad de abrirla, por ejemplo a través de ella.

EL CIRCUITO

Puesto que las ventanaso puertas son elementos de una vivienda muy sensibles a la intrusiónse ha pensado un circuito de protección de estos elementoslo mas fiable posible, que al mismo tiempo sea simple y sencillo de construire instalar
Para este cometidopor su alta fiabilidad, bajo costo  y fácil instalación se ha decidido el uso de contactos reed como detectores de penetración puntuales.
Dado que nos apoyaremos en ampollas reed para formar el bucle de alarma y estas son circuitos normalmente abiertos (cerrados ante la acción del campo magnético), el bucle de alarma se constituirá por ampollas reed en serie (tantas como se precisen)
Como en todo circuito serie, ante la interrupción de un solo elemento, el circuito quedará abierto (debiendo ser esta la condición de alarma), para lo cual necesitaremos un elemento que nos invierta la citada condición (al trabajar en modo inverso puescerrado o VBATes no alarma y abierto ó 0 Vol.es alarma).
Para este cometido se ha utilizado un simple transistor NPN de baja potencia y bajo coste: el BC 547B trabajando en modo conmutación, de modo que cuando el bucle esta cerrado la red de protección R4, R6 y R5 aseguran la saturación de Q1por la baja corriente (aprox. 2mA) proporcionada a la base de Q1 hasta que se interrumpaS2 o S3, el cual pasara al corte (ya que dejará de haber tensión en su base).

alarma simple

Con este pequeño circuito pues vemos que según se abra o no la red de sensores, en VCE tendremos una tensión de mando directamente dependiente del estado del bucle de alarmas:

S2 o S3 abiertos VCE aproximadamente VBAT
S2 y S3 cerrados Q1 en saturación VCE aproximadamente 0 Vol.
Aún contando con el circuito de Q1 y sus anexos de una función directamente proporcional al estado de la red de sensores existe una seria condición que debería cumplir cualquier circuito de alarma: el enclavamiento.
En efectosise interrumpe el bucle de alarma seria deseable que el circuito quedara en condición de alarma aún cuando se vuelva a cerrar el circuito (es decir, desaparezca la fuente que ha provocado la alarma), de esta forma el usuario se perciba de la condición de alarma y proceda a reponer el circuito para dejarlo otra vez preparado para la detección de un nuevo evento de alarma.
Para conseguir el citado enclavamientose ha optado por utilizar un style=’mso-bidi-font-size:10.0pt;>tiristor de baja potencia y bajísimo coste: el 2N5061
Este tiristor se comporta en corriente continua como un circuito abierto o «corte» donde la resistencia entre el ánodo y cátodo esmuy elevada hasta que activa su compuerta (GATE) con una pequeña corrientedenominada corriente de puerta (si se cierra el interruptor S2 ó S3 )pasando a estado de conducción (llamado también «de cebado») comportándose como un diodo en polarización directa (donde la resistencia entre ánodo y cátodo es muy baja ) pero con una peculiaridad muy notable : se queda conduciendo y se mantiene indefinidamente así (aún eliminando la tensión de puerta ) a nos ser que se cumpla alguna de las siguientes condiciones:
-El voltaje VBAT debe ser reducido a 0 Voltios (es decir si se suprime la alimentación del circuito)
-Si se disminuye lentamente el voltaje (tensión), el tiristor seguirá conduciendo hasta que por él pase una cantidad de corriente menor a la llamada «corriente de mantenimiento o de retención», lo que causará que el tiristor deje de conducir aunque la tensión VG  (voltaje de la compuerta con respecto a tierra  no sea cero).

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Como puede verse el circuito presentado más arriba con un solo tiristor es perfectamenteutilizablecon la condición de que los sensores esténabiertos ante la acción del campo magnético (es decir en condición de trabajo cerrado: NC).Como peculiaridad destaca que el circuito de protección ahora no es un lazo cerrado, sino un circuito abiertoque se cierra solo en condición de alarma.
Dado que es bastante difícil y altamente costoso encontrar estos sensores NC, este circuito lo reemplazaremos por el siguiente circuito(resultado de la unión de ambos circuitos propuestos) que utiliza esta vez con sensores magnéticos normales N.A.

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El circuito tal y como puede apreciarse consta de un transistor Q1 que trabaja en modo conmutación en cuyo circuito de colector hemos conectado un tiristora través de una simple red R C formada por R2 y C1.
Normalmente si S2, S3 permanecen cerrados, Q1 permanecerá saturado no circulando corriente por R2 con lo que el tiristor permanecerá abierto (o en estado de no conducción).
Si eventualmente se abre S2 o S3 , dejara de haber tensión en la base de Q1 ,pasando este al corte circulando corriente ahora por R3 y R2 pasando el tiristor a estado de «cebado» permaneciendo así aun cuando S2 y S2 vuelvan a estar cerrados y en consecuencia Q1 vuelva a pasar a la saturación.
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CONSTRUCCION PRÁCTICA

Dado lo sencillo del circuito se aconseja la construcción de éste en una pequeña placa de circuito impreso de puntos en la que incluiremos todos los elementos activos y pasivos del esquema (incluyendo el zumbador que también tiene polaridad) poniendo especial cuidado en la serigrafía de los semiconductores y la polaridad del único condensador.

De este circuito tan solo irán 4 conexiones al exterior: dos serán para el bucle de alarma (al que conectaremos todos los sensores que se vayan a usar en serie) y los otrosdos son para la conexióna la pila, la cual deberemos prestar atención especial respecto a la polaridad, y entre las que conectaremos en serie un interruptor para la activacióny desactivación del circuito.
En cuanto a los sensores bien pueden ser simples interruptores (su colocación puede que sea un poco más compleja), cinta conductora o por ultimo pueden ser sensores magnéticos basados en ampollas reed.
Estos últimos sensores pueden ser adquiridosdirectamente en las tiendas del ramo como conjunto (loshay de superficie o para empotrar) o bien puedeconstruírselos uno mismo con un simple imán permanente pequeño para el lado móvily una pequeña ampolla reed fijo (la cualpuede adquirirse por separado a un precio mucho mas económico) para el ladomóvil. Obviamente, dado lo frágil de esta ampolla, cubriremos ésta con pequeño macarrón de plástico y tendremos especial cuidado soldando los hilos a ésta.
Esta última solución si se dispone de los imanes permanentes es quizás más aconsejable si se cuenta conun presupuesto reducido y deseamos instalar varias unidades (el precio del conjunto bajara considerablemente).

IINSTALACION DEL CIRCUITO DE PROTECCION

Tal y como ya se ha comentado,está constituido por un circuitoserie de interruptores magnéticos y/o cinta conductora encolada en las superficies internas de los vidrios de las ventanas.
Los interruptores magnéticosse colocarán en la parte no móvil de la ventana, instalándose los imanes sobre los paños móvilesde modo que cuando la ventana esté cerrada ambas partes estén perfectamente alineadas.
Lógicamente por cada hoja de ventana (al menos que no sea posible el movimiento de alguna) debería colocarse una parejacontacto magnético e imán permanente, conexionado los hilos de cada interruptor en serie.
Adicionalmente puede instalarse una cinta conductora para ofrecer una mayor seguridad (en caso de rompimiento).
Esta se adhiere cruzando el vidrio o en torno a esteconectando después los dos extremos a los contactosfijados en el marco de la ventana, de modo que si esta fuese forzada por un intruso, la cinta se rompería e interrumpiría el circuito haciendo sonar la alarma.
Además de los interruptoresmagnéticos, existen interruptores mecánicos que pueden emplease, si bien su instalaciónpuede ser sumamente mas compleja.
Dado el bajo consumo de la instalación aunque pueden instalarse tantos interruptores serie como se precise salvando la distancia que se requiera, dado lo engorroso del cableado, puesto que el circuito es autónomo y muy económico es muy interesante instalar cada pequeño grupo de ventanas (por ejemplo por salas o habitaciones) con un solo circuito.
Por último el cableado de los sensores puede ser la mínima sección ya que la corriente que circulara por estos apenas llegara a los 2mA.

LISTA DE COMPONENTES

C1=Condensador electrolíticode 100mF /10V
Q1 = Transistor NPN BC547B
R1, R2 =Resistencias de 100 ohmios ¼ W 10%
R3 = Resistencia de 10Kohmios ¼ W 10%
R4= Resistencia de1Kohmios ¼ W 10% 1′
R5, R6= Resistencias de >2K2 1′>¼ W 10%
SCR1=Tiristor2N50615′
Varios:
BZ1=Zumbador miniatura de 10V
S1=interruptor miniatura
S2, S2, etc.-
ampollas Reed (con sus imanes correspondientes) tantas como se precisen
Pila de 9v
Conector pila de 9V
Cajade plástico, placa de circuito impreso, etc.