Los circuitos de alarma se encuentran en una infinidad de configuraciones que normalmente terminan en un relé o en otro sistema de accionamiento de algo que haga ruido. Sin embargo, no siempre los proyectos de alarma proporcionan un buen diagrama de algo que haga ruido con calidad e intensidad suficientes para llamar la atención. El circuito que proponemos en este artículo es bastante interesante tanto por la calidad del sonido generado como por su intensidad.
El circuito presentado en este artículo produce el sonido de una sirena con excelente potencia utilizando un altavoz de buen rendimiento.
El circuito posee ajuste de frecuencia de modulación, profundidad de modulación y aún amortiguación lo que posibilita al usuario crear el sonido que el aparato va a proporcionar.
Como la alimentación puede ser hecha con tensiones entre 9 y 15 volts típicamente, se trata de configuración ideal para vehículos o alarmas residenciales y comerciales que usen batería.
Si bien la configuración de este circuito, a primera vista, puede parecer común, no es así.
Se trata de una configuración que genera un sonido de timbre diferenciado que puede significar mucho para los que pretenden mejorar una alarma, un sistema de advertencia o incluso algo para llamar la atención en un conjunto musical o pieza teatral.
Con sólo dos circuitos integrados de bajo costo, el proyecto es bastante accesible y como etapa de potencia se puede utilizar un transistor bipolar como el TIP41 (o 2N3055) como también un "power-FET" que elevar la potencia del circuito a algunas decenas de vatios.
La existencia de 3 ajustes permite que el montador llegue al sonido deseado fácilmente, encontrando exactamente el timbre y modulación que más le guste o que sea más interesante para la aplicación que se tiene en mente.
Si el lector tiene dudas si este proyecto le proporcionará el sonido deseado por qué no probarlo en una matriz de contacto, conectando R6 a través de un capacitor de 100 nF a la entrada de cualquier amplificador común?
Sólo después de comprobar si el sonido producido realmente le gusta el lector puede pensar en un montaje definitivo.
CARACTERÍSTICAS
• Potencia: 5 a 30 watts (depende de la alimentación y el paso de salida utilizado)
• Tensión de alimentación: 9 a 15 volts
• Corriente drenada: 250 a 1000 mA
• Controles: 3
COMO FUNCIONA
Para producir la modulación de la señal de audio utilizamos un multivibrador asequible de baja frecuencia con base en el conocido circuito integrado 555.
En este circuito, la frecuencia es básicamente determinada por el capacitor C1 y controlada por el potenciómetro P1. R1 y R2 también influye en el valor de la frecuencia generada.
La señal rectangular obtenida en el pasador 3 de este circuito integrado excita un LED monitor y al mismo tiempo pasa por un circuito que "redondea" su forma de onda siendo este formado básicamente por C2 y P3.
Dependiendo del ajuste de P3 podemos tener una forma de onda de modulación más o menos suave como se muestra en la figura 1.
Esta señal de modulación sirve para polarizar el pin 3 del circuito integrado 741 (amplificador operacional).
Este circuito integrado funciona como un oscilador de audio de doble T.
La frecuencia de la señal es determinada por los componentes del doble T que deben mantener las relaciones mostradas en la figura 2.
El punto de operación de este circuito es dado por la amortiguación del oscilador de modo que, ajustándose P2 podemos obtener una oscilación continua o entonces amortiguada que tiene un efecto bastante interesante sobre el sonido reproducido.
La realimentación que produce la oscilación a partir del doble T se realiza con su conexión entre la salida y la entrada inversora (pino 6 y pino 2).
La señal de audio generada, que es modulada por la señal del 555, se aplica a un paso Darlington de potencia (oa un FET de potencia).
El transistor de salida, un TIP41 o 2N3055, puede proporcionar varios watts de audio a un altavoz de buen rendimiento a partir de una alimentación de 12 V.
Por supuesto, si el reproductor prefiere utilizar otro tipo de amplificador externo, puede tomar la señal de R6 con un capacitor de 100 nF, eliminando así los transistores y el altavoz original.
MONTAJE
En la figura 3 tenemos el diagrama completo de la sirena.
En la figura 4 tenemos la disposición de los componentes en una placa de circuito impreso universal que es la misma disposición para una matriz de contactos.
Por supuesto, si el lector desea poder proyectar su propia placa de circuito impreso para este montaje.
Sólo tenga en cuenta que las conexiones de la etapa de potencia deben ser hechas con sendas largas, dada la intensidad de las corrientes involucradas.
Los circuitos integrados preferentemente deben ser instalados en sockets, en el caso del montaje en placa, para facilitar el cambio y evitar el calor en el proceso de soldadura.
P1, P2 y P3 pueden ser tanto trimpots instalados en la propia placa como potenciómetros comunes instalados en un panel, lo que facilitaría bastante el ajuste de los sonidos.
Los resistores son de 1/8 W o mayores y los capacitores electrolíticos deben tener una tensión de trabajo de al menos 16 V.
Para el caso de FET de potencia cualquiera de la serie IRF puede ser utilizado, siempre que montado en un buen radiador de calor.
El altavoz debe ser de tipo pesado con al menos 10 cm de diámetro y una potencia de al menos 30 watts.
El diodo D1 es de silicio de uso general y admite equivalentes.
Todo el conjunto, excepto el altavoz se puede instalar en una pequeña caja de cualquier material.
Para el uso en vehículo es importante intercalar entre el aparato y la alimentación un fusible de al menos 3 A.
Para la alimentación a partir de la red de energía sugerimos la fuente mostrada en la figura 5.
El transformador tiene bobinado primario de acuerdo con la red local y secundaria de 9 + 9 V a 12 + 12 V con corriente de al menos 1,5 A. Los diodos son del tipo 1N4002 o equivalentes y el capacitor electrolítico tiene una tensión mínima de: trabajo de 25 V.
Para utilizar el FET de potencia proceda del siguiente modo:
a) Retire Q1 y Q2 del circuito. Retire el altavoz (FTE)
b) Conecte R6 a la conducción (g) del FET de potencia
c) Conecte la fuente del FET (s) al punto de 0 V del circuito.
d) Conecte el altavoz entre el desagüe (d) del FET y el positivo de la alimentación.
El FET de potencia debe estar montado en un buen radiador de calor.
Un tipo común de fácil obturación que se puede utilizar en este montaje es el IRF640.
PRUEBA Y USO
Para probar basta conectar la alimentación y ajustar los trimpots o potenciómetros para obtener sonido.
P1 controla la velocidad de los intermitentes del LED y por lo tanto la frecuencia de modulación de la sirena.
P3 controla la profundidad de la modulación mientras que P2 controla el timbre o la frecuencia final de la señal de audio.
Si desea modificar el timbre de la señal generada, cambie C3, C4 y C5 manteniendo, sin embargo, las relaciones de valores.
Hecho los ajustes es sólo hacer la instalación definitiva de la sirena en caja o en el vehículo.
En el caso de vehículo observe que el altavoz no reciba luz o mucha humedad.
Semiconductores:
CI-1 - 555 - circuito integrado, temporizador
CI-2 - 741 - circuito integrado, amplificador operacional
D1 - 1N4148 o equivalente - diodo de uso general
Q1- BC548 o equivalente - transistores NPN de uso general
Q2 - TIP41 o 2N3055 - transistores NPN de potencia - FET de potencia (ver texto)
LED - LED rojo común
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 - 10 k ohms - marrón, negro, naranja
R2 - 22 k ohms - rojo, rojo, naranja
R3, R6 - 1 k ohms - marrón, negro, rojo
R4, R5 - 100 k ohms - marrón, negro, amarillo
P1 - 100 k ohms - trimpot o pote
P2, P3 - 47 k ohms - trimpot o pote
Capacitores:
C1 - 22 uF / 16 V - electrolítico
C2 - 220 uF / 16 V - electrolítico
C3, C4 - 10 nF - cerámico o poliéster
C5 - 22 nF - cerámico o poliéster
C6 - 100 uF / 16 V - electrolítico
Varios:
FTE - 4/8 ohms x 10 cm x 30 W - altavoz con imán pesado
Placa de circuito impreso, caja para montaje, radiador de calor para Q2, zócalo para los circuitos integrados, hilos, soldadura, etc.