Open Alarm: El sistema de alarma hogareña de NeoTeo (IV)

Hoy nos ocuparemos de los sensores que utilizará nuestra alarma. Existe una gran variedad de opciones, y debemos pensar bien cuales de ellos utilizaremos. Al fin y al cabo, serán los “ojos” y “oídos” de nuestro sistema de seguridad.

Un sensor es un dispositivo que se encarga de evaluar una condición física, y en función del resultado recogido entregar una señal determinada al circuito principal. Puede ser muy simple, como es el caso de un pulsador; o sumamente complicado, como un sensor de partículas radioactivas. Pero desde el punto de vista de nuestra alarma, solo nos interesa la señal que entrega cada sensor y no la forma en que hace su trabajo.

Pulsadores
Como decíamos, el sensor más sencillo quizás sea un simple pulsador. Y es posible que en muchos casos, sea todo lo que necesitamos para poner a funcionar nuestro sistema de alarma. Existen dos tipos de pulsadores: los “normalmente abiertos” y los “normalmente cerrados”.

En el primer caso, los contactos del pulsador se encuentran sin conectar mientras que el pulsador está en reposo, y se unen al presionarlo. Este es el tipo más difundido, y podemos encontrarlo, por ejemplo, en la tecla que acciona un timbre o en cada una de las teclas de nuestro teclado.

Los “normalmente cerrados” funcionan al revés: mientras que están en reposo, sus contactos se encuentran conectados, y se separan al accionar el interruptor. Este comportamiento puede ser interesante para utilizarlo, por ejemplo, como sensor de apertura de puertas. Si podemos colocarlo de forma que al cerrarse una puerta se presione el pulsador, su salida se activará cuando la puerta se abre, disparando la alarma.

La figura 1 muestra de que manera debemos conectar un pulsador a nuestro sistema de alarma. Como puede verse, y suponiendo de que se trata de un pulsador “normalmente abierto”, mientras que no se active, el terminal marcado como “ENTRADA” estará a nivel bajo, ya que se encuentra “puesto a tierra” mediante el resistor de 10K. En caso de que se presione el pulsador, “ENTRADA” automáticamente pasará a nivel alto a través de los contactos del mismo. La función de R1 es evitar que cuando esto ocurra se provoque un cortocircuito entre los hilos de alimentación.

Si miramos el esquema eléctrico de nuestro módulo principal, veremos que este tipo de pulsador está conectado al pin 2 del microcontrolador, que se corresponde con el PORTA.0 . El siguiente código en PIC BASIC muestra como “interpretar” el estado de este pulsador:

‘—– CONFIGURO PUERTOS—–
‘Configuro el PORTA:
AllDigital
TRISA = 1  ‘Todas entradas

Symbol entrada1 = PORTA.0 ‘Defino entrada1 como PORTA.0

If entrada1 = 1 Then  ‘Si se ha presionado el pulsador…   ‘Aquí va la parte del programa   ‘que activa la sirena, etc.
Endif

En caso de que estemos utilizando pulsadores normalmente cerrados, debemos conectarlos a la bornera que utiliza el pin 3 del microcontrolador (al menos, si estamos utilizando el esquema propuesto por NeoTeo), que corresponde a PORTA.1. En este caso, el pulsador estará abierto mientras que permanece presionado, por lo que PORTA.1 será “0”, hasta que el pulsador se libere al abrir la puerta que está “vigilando”. El código correspondiente en PIC BASIC debería parecerse a este:

‘—– CONFIGURO PUERTOS—–
‘Configuro el PORTA:
AllDigital
TRISA = 1  ‘Todas entradas

Symbol entrada2 = PORTA.1 ‘Defino entrada1 como PORTA.1

If entrada2 = 1 Then  ‘Si se ha soltado el pulsador…   ‘Aquí va la parte del programa   ‘que activa la sirena, etc.
Endif

Pero pasemos página, y veamos otro tipo de sensores.

Sensores de luz
Utilizando una modesta LDR conectada como puede verse en la figura 2 puede conseguirse un eficiente, seguro y económico sensor de luz. Es posible que te estés preguntando cual es la utilidad de un detector de luz para un sistema de alarma. Bien, hay ocasiones donde es la manera más sencilla de saber si se ha violado o no la seguridad de un recinto. Por ejemplo, si lo colocas dentro de un armario o closet, seguramente se disparará cuando el intruso lo abra y su interior sea iluminado (a menos que el ladrón trabaje a oscuras, claro!)

La forma en que trabaja se parece de alguna manera a la de un pulsador. Si la LDR está iluminada, su resistencia es muy baja, por lo que se comporta casi como un cortocircuito. Por el contrario, si se encuentra a oscuras, su resistencia aumenta hasta valores cercanos a los 500K (depende del tipo de LDR), por lo que puede interpretarse como un circuito abierto.

En la figura 2A el terminal “ENTRADA” tendrá un “1” cuando la LDR esté iluminada, ya que al bajar su resistencia la corriente circulara a través suyo hasta el pin del PIC. En el caso de que la conectemos como en 2B, cuando se ilumine el PIC tendrá un “0”. La forma de programar esto en PIC BASIC es la misma que en el caso de los pulsadores, por lo que no abundaremos en ello.

La forma de conexión de la LDR a la placa central del sistema de alarma también es idéntica al caso de los pulsadores. Solo deberá tenerse en cuenta, dependiendo de que se emplee el circuito 2A o 2B, en cual borne conectarla.

Sensor de humo
Ya hemos explicado como hacer un sensor de humo. Ese sencillo pero efectivo circuito nos viene muy bien para este proyecto. La salida del sensor de humo es un rele, que tiene tres bornes de salida. El central es el contacto común, el de un extremo corresponde al contacto normalmente abierto, y el restante al normalmente cerrado. Nuevamente, el funcionamiento es similar al de un pulsador, que se “presionara” cuando haya humo en el ambiente.

Nuestro diseño contempla una bornera para conectar este tipo de sensores, que está unida al pin 5 del microcontrolador. Este pin es PORTA4, y se pondrá en “1” cuando el sensor haya detectado humo (asumimos que el lector ha empleado la salida “NA” del rele).

El código en PIC BASIC para detectar un disparo debido a la presencia de humo seria el siguiente:

‘—– CONFIGURO PUERTOS—–
‘Configuro el PORTA:
AllDigital
TRISA = 1  ‘Todas entradas

Symbol entrada_humo = PORTA.4 ‘Defino entrada_humo como PORTA.4

If entrada_humo = 1 Then  ‘Si hay humo…   ‘Aquí va la parte del programa   ‘que activa la sirena, etc.
Endif

Sensores magnéticos
Básicamente existen dos tipos de sensores magnéticos. Los llamados “reed switch” (o interruptor de lengüeta, inventados por los Laboratorios Bell en 1936), que no son más que un par de contactos dentro de un pequeño tubo de vidrio al vacío, que se unen al someterlos al campo magnético de un imán; y los sensores de efecto Hall.

Los primeros se emplean de la misma manera que un pulsador y existen también en los dos formatos (NA y NC) ya mencionados, por lo que no hablaremos mucho sobre ellos. Los de efecto Hall son diferentes. Funcionan gracias a un efecto físico que se da en los semiconductores cuando se los somete a un campo magnético. Disponen de tres pines, dos de los cuales corresponden a la alimentación y el tercero es la salida. Esta salida se pone en estado alto cuando el dispositivo se encuentra dentro de un campo magnético lo suficientemente intenso.

Hay muchísimos modelos de switches de efecto Hall, pero todos funcionan de forma muy parecida. No obstante, es una buena idea consultar su hoja de datos antes de comprar uno u otro para conocer sus características básicas (tensión de alimentación, etc.). No es necesario ejemplificar el código BASIC para estos sensores, ya que puede utilizarse el de los ejemplos anteriores.

Este tipo de sensores es ideal para proteger puertas o ventanas, fijando un imán en un borde de estas y el sensor en el marco, en una posición tal que el imán quede cerca del sensor cuando la puerta o ventana esta cerrada. Si algún intruso la abre, el imán se aleja del sensor y se dispara la alarma.