Área de Teste: Alarme de Incêndio Simples

Alarme de Incêndio simples com o Sensor LM35

Aplicação:

Este projeto consiste em um acionamento eletroeletrônico pelo valor da temperatura escolhida. Trata-se de um circuito que ao comparar a temperatura desejada, acionará o contato NA do relé e com isso, enviará um novo comando elétrico para ativar por exemplo: alarme sonoro, comando para um central de alarme, ou um sistema hidráulico contra incêndio.

Componentes:

1 trimpot (100k);

1 trimpot (5k);

1 resistor 1/4 W %5 (10K);

1 resistor 1/4 W %5 (1k);
1 diodo 1N4002 ou 1N4004;
1 capacitor de cerâmica (22nF);

1 transistor BJT BC547;

1 Amplificador Operacional (Amp.OP) LM358;

1 C.I LM35;

1 relé de 5Vdc - 1 à 4 contatos;
1 Fonte de 5Vdc - 0.5 à 1A;

Esquema Elétrico:

Descrição:

O C.I LM35 é um transdutor linear de temperatura que a cada grau Celsius equivale a 10mV no seu pino 2 (Vout). Usaremos um Vout de 550mV equivalente a 55ºC como exemplo na figura abaixo:

O Amp.Op LM358 receberá em seu pino 3 o tensão Vout do sensor de temperatura. No bloco U1:A, o Amp.Op está configurado como amplificador não-inversor com um ganho total de 5, portanto:

G = RF/R1 +1

Assim:

5 = RF/10k +1

RF = (-1+5)*10k

RF = 40k (Valor aproximado da resistência RV1 - potenciômetro 100k)

Projetei o VRF (pino 1) para a cada 10ºC ser equivalente a 0,5V, ou seja, quando o sensor ler uma temperatura ambiente de 15ºC teremos um VRF:

Ganho Amp.Op: Percentual:

10º = 100mV 10º = 0,5V

15º = 150mV 15º = aumento de 50%

VRF = 150mV * 5 VRF = (0,5 * 50%) + 0,5

VRF = 0,75V VRF = 0,75V

Com a temperatura de 55º C conforme a figura 1, teremos:

VRF = 550mV * 5 = aprox. 2,75V

No bloco U1:B (figura abaixo) temos o segundo Amp.OP do LM358 configurado como comparador de tensão, porém, para maior precisão na função deveríamos usar um próprio C.I comparador como por exemplo, o LM 339.

A tensão V- (pino 6) será ajustada pelo potenciômetro (RV2), correspondentemente a temperatura (neste caso 55ºC) escolhida para a saturação do Amp.Op.

A tensão V+ (pino 5) é a tensão VRF.

Quando tivermos uma condição de V+ >= V- , VO (pino 7) terá praticamente 4Vcc. Na teoria, quando essa condição fosse verdadeira, VO = Vcc = 5V.

Esta tensão positiva é suficiente para a saturação do transistor BC547 (Q1) que energizará a bobina do relé 5Vdc (RL1) ocasionando o fechamento do contato NA.

O diodo 1N4002 (D1) está protegendo o transistor contra a sobretensão causada pela bobina do relé.

O conector (CON1) podemos utilizar um borne KRE de três vias para facilitar o acesso do contato NA com a instalação externa. Este outro circuito poderá acionar uma carga ou um comando tanto CA ou CC dependendo dos limites de potência do relé.

Obs.: A simulação no Protheus ISIS só funcionará com o R2 no valor de 31k à 33k. Na prática o valor do R1 1k à 1k2.

A seguir a imagem do projeto montador na protoboard:

Este projeto pode ser aprimorado adicionando resistores de precisão, capacitores para filtro, diodo de proteção, diodo zener para estabilidade, e ao invés de um transistor bc 547, podemos usar um opto acoplador 4n25 ou PC817 para isolamento elétrico.

Abaixo, o vídeo-teste: