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Fabricar generadores de sonidos para alarma. (Sirena)

Proyecto: Sirena para alarma.

Podemos generar múltiples tonos para nuestra alarma, todos los mostrados aquí pueden funcionar tanto en nuestra casa, como en el automóvil, ya que son proyectos hechos en 12 voltios.
Para que una alarma de casa sea segura debe utilizar batería y que mejor que una batería de las utilizadas en UPS de 12 Voltios.
Para probar nuestra alarma podemos utilizar cualquier altavóz (parlante o bocina), pero para alarmas verdaderamente ruidosas veremos más adelante como debe implementarse.

La mayoría de sonidos de alarma utilizan por lo menos 2 osciladores para generar el efecto deseado, ya que un solo oscilador puede generar solo un tono o pitido continuo.

Diagrama de sirena con NE555:

Diagrama de sirena con NE555

El circuito integrado IC2 es el que genera el sonido, en este diagrama es de 2.6Khz, y el primero (IC1) es el que lo modula, causando variaciones en el tono 4 veces por segundo (4.3Hz).
cuando probamos este proyecto podemos colocar una resistencia en serie de 300 ohmios al altavoz (parlante o bocina), esto para no escuchar muy fuerte ese sonido que es realmente molesto.

Podemos utilizar para nuestra sirena electrónica tambien un "Tweeter", incluso subir el tono del proyecto para hacer el sonido más molesto o llamativo.
Para utilizar un "Tweeter" de los que no tienen imán (Tweeter Piezoelectrico) hay que usar dos transistores en la salida para que suenen.
Conectar Tweeter Piezoelectrico a NE555 :
Tweeter Piezoelectrico con NE555
 
He visto proyectos donde se conecta el tweeter acoplado solamente con un capacitor a la salida del NE555, yo no lo recomiendo, ya que aunque lo soporte la idea es producir el mayor ruido posible y sin sobrecargar al circuito integrado que según el fabricante: se puede utilizar de 5 a 15 voltios con una carga en la salida de hasta 200 miliamperios.

Hay muchos transitores que se pueden utilizar en este proyecto, lo único necesario es que sean de audio o propósito general, preferiblemente que resistan varios amperios y tengan buena disipación de calor.

Para un proyecto de poca potencia se pueden utilizar transistores como el 2N2222 pero es mejor más grandes.

Dibujo de la sirena con NE555:

Dibujo de la sirena con 2 NE555

Para usarlo con bocinas, tweeters y "drivers " de buena potencia, generalmente de 4 ohmios o menos, o inclusive varios altavoces en paralelo se pueden utilizar transistores de potencia como el TIP41 o TIP42

Hay que verificar las patillas del transistor que utilizaremos para asegurar que la base, el colector y el emisor se conectan adecuadamente.

Para menor carga a los circuitos y mejor aprovechamiento de la potencia podemos usar 2 transistores conectados como "Darlington":
salida con darlington
Además podemos usar un transistor darlington como el TIP120 que es equivalente al circuito anterior.

La mejor opción es utilizar Mosfets de Potencia como el IRF630A, que soportan mucha carga con un desperdicio de calor insignificante.
mosfet irf630a


Calcular la frecuencia: 

calcular frecuencia con ne555
Hay que tomar en cuenta que esta fórmula usa valores en Hertz, Ohmios y Faradios
En el ejemplo anterior es:
(4700 ohmios sumado a (47000 por 2)) por .000 000 0056 Faradios = 0.00055272
1.443 dividido entre 0.00055272 nos da: 2610 Hz.



Sirena con 4011 (astables)

Con compuertas NAND podemos hacer un circuito similar al anterior, formamos 2 osciladores astables con un circuito integrado CD4011 o equivalente.

Diagrama de sirena con compuertas NAND:

sirena con compuertas NAND



En este proyecto el audio no se modula sinó que se interrumpe rápidamente, como 4 interrupciones por segundo (4.4Hz)
produciendo un sonido que se propaga bastante y muy difícil de ignorar.


Dibujo de conexiones de la sirena con 4011:

dibujo de conexiones sirena con 4011


En este diseño se utilizan darlington pero podemos utilizar Mosfets como en la sirena anterior.


Calculo de frecuencia utilizando compuertas NAND del 4011:
Calculo de frecuencia con 4011

Al igual que en el cálculo de la frecuencia del oscilador con NE555
los valores son en Hertz, Ohmios y Farads
La resistencia de 100K no se toma en cuenta para determinar la frecuencia.

2.2 por (33000 por .000 000 0056) = 0.00040656
1 dividido entre 0.00040656 nos da: 2459 Hz


Precaucion

Con los circuitos integrados CMOS como el 4011 hay que trabajar con cuidado, ya que pueden dañarse con la electricidad estática de nuestros dedos o con el soldador (cautín), tan solo con tocarle las patillas.
Si no está seguro de estar libre de estática es preferible armar todo con un portaintegrado y colocarlo de último.



Le recomiendo los circuitos integrados que emiten sonidos prediseñados,
son comunes en sistemas de alarma para automóviles, los puede ver en el siguiente enlace:
Sirena estandar para alarma 1/6
 

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