Llave de seguridad (ART544S)

Este circuito puede ser usado en puertas automáticas, cofres y otros lugares donde sólo personas que conozcan la contraseña puedan entrar. Es necesario presionar dos llaves con un intervalo de tiempo relativamente pequeño para que el relé sea habilitado y una cerradura accionada. Si las llaves se accionan a intervalos muy largos, el circuito no funciona. El tiempo de accionamiento del relé también puede ajustarse según las necesidades.

Las puertas automáticas, las cajas fuertes o aún los lugares en los que se guardan cosas que no deben ser accedidas por cualquier persona pueden contar con una cerradura automática que se accione sólo cuando se tome un procedimiento específico de actuación en llaves.

En nuestro caso proponemos un circuito simple en el que dos (de un conjunto de llaves adicionales que se pueden añadir para confundir a los intrusos) claves se apriete por un instante en un intervalo de tiempo relativamente corto. Este intervalo puede ser alterado por el simple cambio de valores de ciertos componentes.

Si el accionamiento de estas llaves ocurre dentro del intervalo previsto el circuito activa un relé por un determinado tiempo que también puede ajustarse conforme a la aplicación.

El relé puede entonces ser usado para liberar una cerradura o aún llamar a alguien que dé acceso al sitio. Las otras claves que no se utilizan como contraseña se pueden conectar a un sistema de alarma.

El circuito es alimentado por una tensión de 12 V que puede venir de una pequeña fuente, ya que el consumo es bajo. En la condición de espera, en realidad, la corriente requerida por el circuito no representa consumo apreciable de energía ya que es inferior a 1 mA.

Además de la llave de seguridad, esta configuración también se puede utilizar en juegos e incluso en dispositivos de detección simultánea de señales.

COMO FUNCIONA

Cuando se presiona S1, el capacitor C2 que se encuentra descargado, es prácticamente cargado con la tensión de la fuente de alimentación, pasando a bajar lentamente por el resistor R4. Con C2 descargado, el nivel del pino 2 del circuito integrado es bajo, pero con la descarga, el nivel pasará a ser alto por un cierto tiempo.

De la misma forma ocurre con C1, de modo que después de presionar S2 por un instante, el pasador 1 del circuito integrado se mantendrá en el nivel alto por un cierto tiempo.

Con el accionamiento de los dos interruptores uno tras otro, rápidamente, habrá un cierto intervalo de tiempo en que las dos entradas del circuito integrado (pinos 1 y 2) estarán en el nivel alto y consecuentemente la salida (pino 3) irá al nivel bajo. Con ello, tendremos nivel bajo en las entradas 5 y 6 de la puerta siguiente lo que lleva a su salida al nivel alto, polarizando el diodo D1 en el sentido directo.

Ver que esta es la condición necesaria para que D1 sea polarizado directamente. Si S1 o S2 se presionan aisladamente, esto no ocurre y tampoco ocurrirá si uno de los condensadores ya está descargado cuando el otro es cargado, de ahí el tiempo mínimo de accionamiento secuencial.

Con D1 polarizado en el sentido directo, el capacitor C3 se carga y comienza a descargar tan pronto no tengamos más conducción del diodo (por la descarga de los condensadores de entrada).

Sin embargo, el tiempo de descarga de C3, dado por su valor y por el ajuste de P1, polarizará los siguientes puertos inversores de modo que mantengan el transistor en conducción y por lo tanto el relé accionado.

Entonces, para accionar el relé por un tiempo fijo (determinado por C3) basta que tengamos el accionamiento de S1 y S2 por un tiempo apenas suficiente para obtener un pulso en el pin 4 que cargue C3.

Los componentes principales que pueden ser alterados son justamente los condensadores: C1 y C2 determinan el tiempo que tenemos para el accionamiento de las llaves luego mientras que C3 determina el tiempo de accionamiento del relé. C1 y C2 pueden ser aumentados hasta 470 nF típicamente, mientras que C3 puede tener hasta 100 uF para un accionamiento de unos minutos. Podemos también aumentar P1 a 2,2 o incluso 4,7 M ohms para un tiempo mayor.

MONTAJE

En la figura 1 tenemos el diagrama completo de la clave de seguridad en su versión básica.

 

En la figura 2 mostramos la disposición de los componentes en una placa de circuito impreso.

 

El relé puede ser de cualquier tipo económico a 12 V y sus contactos dependen de la corriente del sistema que debe ser accionado. El tipo indicado tiene contactos de 10 ampères. Si el tipo es otro debemos cambiar el diseño de la placa de circuito impreso para su instalación.

Otra posibilidad interesante de adaptación para este circuito sería agregar una puerta NAND de más de 2 entradas y en lugar de usar la primera de este circuito, tener un sistema en el que 4 claves deban ser accionadas.

Los resistores son todos de 1 / 8W o mayores y los capacitores son cerámicos o de poliéster excepto C3 que es un electrolítico de 12V o más. Los diodos son de uso general admitiendo equivalentes como el 1N914 y P1 tanto puede ser un trimpot como un potenciómetro, dependiendo de la aplicación visada.

Los interruptores de presión pueden formar parte de un teclado donde los demás se utilizan para disparar un sistema de alarma o simplemente dejados sin conexión alguna.

En la figura 3 damos una sugerencia de fuente de alimentación para este circuito donde el transformador tiene secundario de 12 + 12V con al menos 300 mA.

Fuente para la llave de seguridad.

Los capacitores de la fuente tienen tensiones de trabajo mínimas indicadas en el diagrama y los diodos admite equivalentes.

El circuito se puede instalar en una pequeña caja de metal o plástico, teniendo en su parte frontal el teclado de accionamiento. Los cuidados deben ser tomados con las salidas del relé y entrada de la fuente ya que ellas operan con la tensión de la red de energía.

En la figura 4 damos el modo de hacer las conexiones del sistema para accionar una cerradura eléctrica de una puerta.

 

PRUEBA Y USO

Para probar el circuito basta con conectarlo a una fuente de alimentación y luego apretar rápidamente S1 y luego S2. Debe ocurrir el accionamiento del relé por un intervalo de tiempo que se puede ajustar en P1.

Cambie los valores de C1 y C2 si tiene dificultades para obtener un accionamiento preciso. Cambie C3 si desea cambiar el tiempo de accionamiento del relé a un valor que no sea alcanzado por el ajuste de P1.

Comprobado el funcionamiento es sólo hacer la instalación definitiva.