curso de alarmas

Dto. Técnico MOVATEC S.A.

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Sistemas de Alarma Fundamentos y Aplicaciones

Preparado por Ing. Jorge Mónico Actualizado por el Departamento Técnico de Movatec S.A.

Introducción Un sistema de alarma de intrusión es esencialmente una instalación eléctrica diseñada para proveer una advertencia, lo antes posible, ante una entrada o intento de entrada de un delincuente en el área protegida. No está destinado a impedir físicamente la entrada del intruso. Por lo tanto no debe considerarse como una alternativa a sistemas de protección física como rejas, cercos, etc. El grado de protección del sistema de alarma y del sistema de protección física, depende del tiempo que se estima puede emplear un intruso en robar algo sustancial y de la demora en responder por parte de la autoridad competente. Un sistema de alarma esta compuesto por diferentes componentes que realizan funciones complementarias. Unos se usan para detectar al intruso y luego pasar esta información a una unidad de control, la cual hace operar una unidad de aviso. Todos estos componentes son de igual importancia: si alguno de ellos falla todo el sistema deja de funcionar o funcionara parcialmente, con el consiguiente riesgo. Un sistema de alarma, quizás mas que otros dispositivos, necesita mantenimiento periódico. Una batería descargada, sensores de movimiento bloqueados (intencional o accidentalmente), sirenas que no funcionan en el momento requerido, son algunas de las causas que hacen que el sistema no funcione adecuadamente cuando se necesita. Puede pasar bastante tiempo desde que se instala - Pág. 1 -


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originalmente hasta que una intrusión requiere que de aviso correctamente. Durante todo ese tiempo debe verificarse periódicamente su buen funcionamiento.

Componentes de un sistema de alarma Podemos distinguir tres secciones: 1) Circuitos de detección

Que detectan la presencia del intruso y la notifican al control. 2) Unidad de control

Que tiene las siguientes funciones: a) detectar cambios de estado de los circuitos conectados a ella. b) iniciar un proceso de aviso si cualquiera de esos cambios de estado indica que ello es necesario. c) proveer un medio de chequear el sistema. d) activar o desactivar el sistema, total o parcialmente. e) proveer un medio de indicar el estado de los circuitos de detección, fuente de alimentación y circuitos de aviso. 3) circuito de aviso

Provee notificación local o remota de que ha ocurrido una intrusión.

Conceptos generales de electrónica Tensión corriente y resistencia

Mediante una comparación con un sistema hidráulico, se comprende fácilmente las relaciones existentes entre estas 3 magnitudes fundamentales. Es común hacer una analogía entre un circuito hidráulico y uno eléctrico. Al haber una diferencia de altura entre los tanques (diferencia de potencial) existe una diferencia de presión (diferencia de tensión o voltaje). Al abrir la válvula (cerrar el circuito con un conductor) circulara el liquido (corriente eléctrica) hasta que se equilibren los niveles (hasta que la batería se agote). El flujo de liquido se mide en litros por minuto (amperes) y depende de la presión hidráulica (volts) y el diámetro del caño (resistencia). Un mayor diámetro (menor resistencia) permite mayor flujo (corriente) para una dada presión - Pág. 2 -


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(voltaje). La ley de ohm, en electricidad, relaciona estos tres factores: I=V/R

o sino I x R = V o sino R = V / I

Al pasar una corriente por un conductor que posee una resistencia (que depende de las dimensiones y tipo del conductor) se produce calor (efecto joule) y ese calor es proporcional a la resistencia pero depende del cuadrado de la corriente: W (potencia en watts) = I x I x R = I x V

Corriente alternada y transformadores

Hasta ahora consideramos corrientes que fluyen continuamente por un circuito y se denominan "corrientes continuas". Estas se obtienen de baterías en base a celdas químicas. Para el transporte a distancia de grandes potencias se utiliza la corriente alternada, que es generada por dispositivos electromecánicos como los generadores rotativos. Para la transmisión a distancia se trabaja con altas tensiones (140kv, 33kv, etc.) Que luego mediante transformadores se reduce a valores domiciliarios (220v). La razón de estas altas tensiones es transportar potencia con muy bajas corrientes, para reducir el efecto joule en los conductores y las caídas de tensión.

El transformador solo funciona con corriente alternada y puede usarse para subir o bajar la tensión. La relación de espiras hace que las salidas (secundarios) sean de 24 VCA y 12 VCA, si la entrada es de 220 VCA. Al ser la fuente de tensión de polaridad cambiante (alternada) el flujo magnético es cambiante y esto induce tensión alternada en el o los secundarios.

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Los valores de corriente alternada que manejamos habitualmente son valores "eficaces" (por ejemplo cuando hablamos de 220VCA).

El valor "eficaz" de una corriente o tensión es menor que el "pico" en un factor 0,707. El valor de pico de una tensión de 220V es 312V. En cambio, la corriente continua pulsante, como no cambia de polaridad no puede llamarse alternada. Tampoco una corriente continua y alterna superpuestas es estrictamente alternada pues no cambia de polaridad. Rectificación

Aunque la corriente alternada es muy útil para transmisión eficiente a distancia de energía eléctrica, no es usada generalmente en circuitos electrónicos. Como la mayoría de los equipos son conectables a la red de 220V, la tensión alternada debe convertirse a continua mediante un rectificador. Normalmente se usan diodos (elementos que dejan pasar la corriente en un solo sentido) para convertir una corriente alterna en continua pulsante.

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Fuentes de alimentación/cargadores de batería

En los paneles o centrales de alarma se combina una fuente de alimentación con una batería para proveer energía si falla la tensión de red. Para lograr una tensión mas parecida a la de una batería, se recurre al filtrado mediante un capacitor que acumula energía cuando la tensión sube y la devuelve cuando baja. Al extraer corriente de la fuente la tensión deja de ser plana y fluctúa, lo que se denomina "ripple" y será mayor cuanto más corriente se extrae. Además disminuirá en valor y esto se denomina regulación de la fuente. Para reducir el ripple y mejorar la regulación se aumenta el valor del capacitor, se recurre a circuitos R-C o L-C y/o se usan reguladores electrónicos "discretos" o "integrados”. Imanes permanentes Fig. 4

Ciertas aleaciones de acero pueden retener el magnetismo (luego que fueron magnetizadas), mientras que el hierro no lo retiene en cantidad significativa. Hay tres tipos de imanes muy - Pág. 5 -


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usados: barra (contactos magnéticos para alarmas), herradura (instrumentos) y anillo (parlantes). En el caso del tipo herradura y anillo se logran altas concentraciones de flujo magnético debido a los pequeños entrehierros usados. Electroimanes/relays

La mayoría de los relays son diseñados para activarse por corriente continua. El relay tipo "reed" es muy usado en la industria de alarmas. Los más comunes son del tipo normal abierto, pero existen modelos inversores y contacto normal cerrado mediante la incorporación de un pequeño imán permanente. Una aplicación de las ampollas reed es en contactos para detectar apertura de puertas, como veremos mas adelante. Dispositivos electromagnéticos

Cuando un conductor por el que circula una corriente es introducido en un campo magnético, aparece sobre el una fuerza mecánica. Este principio usado ampliamente en motores, instrumentos, etc. Se aplica también para los parlantes y micrófonos usados en electrónica. Una bobina "móvil" por la que circula la corriente que lleva la información de audio, se mueve según la señal que circula por ella debido a que esta en un campo magnético permanente. Al desplazarse mueve también el cono del parlante y reproduce la señal. El micrófono es el caso opuesto pues aquí las ondas de sonido mueven un diafragma que mueve a su vez la bobina que, al estar dentro de un campo magnético permanente, genera una corriente eléctrica. Una aplicación de este principio es en detectores sísmicos y perimetrales. Una bobina unida a una cerca y compensada mediante amortiguadores adecuados, puede usarse para generar señales cuando se intenta trepar esa cerca. Mediante procesamiento electrónico de la señal puede discriminarse ruidos producidos por el viento, pájaros, etc. Para detectar las vibraciones típicas de una intrusión. Dispositivos piezoeléctricos

Un capacitor, básicamente, son 2 placas muy próximas aisladas por aire o por otro material que llamaremos dieléctrico. Al aplicar una tensión continua los electrones que estaban distribuidos en la placa del lado del positivo de la fuente se moverán hacia la fuente por atracción de polaridades opuestas, dejando esta placa con pocos electrones. Contrariamente la otra placa quedara con exceso de electrones. Se dice que el capacitor esta cargado. Al retirar la fuente las cargas permanecen en ese estado pues el dieléctrico no permite su circulación. Si conectamos un cable entre las placas, las cargas fluirán hasta equilibrarse y se dice que el capacitor esta descargado. La relación entre cantidad de carga, voltaje y capacidad esta dada en forma simplificada por: V= Q/C - Pág. 6 -


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Si el dieléctrico del capacitor es un material piezoeléctrico que presenta una gran constante dieléctrica (gran capacidad para una dada forma de placas). Entonces si se comprime este material y luego se descomprime, producirá una gran variación de capacidad, dado que la carga es fija, producirá una variación de tensión. El proceso es reversible y al variar la tensión aplicada el dieléctrico se comprimirá y descomprimirá produciendo una flexión y un sonido muy intenso (normalmente 3khz). Este principio se usa en las sirenas piezoeléctricas muy comunes en alarmas para edificios y autos. También se usan para sensores ultrasónicos que detectan movimientos por efecto "doppler" lo que veremos mas adelante. Fotoceldas y fuentes de luz de estado sólido

Hay dos clases de celdas que convierten luz en señal eléctrica: Las que al recibir luz generan una tensión eléctrica y por tanto una corriente si se coloca una carga y las que cambian su resistencia al incidir luz sobre ellas. Las primeras son las "foto-voltaicas" y fueron construidas originalmente en selenio o germanio y actualmente en silicio. En las primeras existe una barrera (barrier layer) que impide a los electrones moverse en ambos sentidos. Al incidir luz se liberan electrones y viajan hacia el electrodo V-. Al no haber luz quedan acumulados en V- pues no pueden viajar en sentido inverso. Aquí la barrera es una "juntura" entre dos materiales semiconductores, el tipo P, con deficiencia de electrones y el N con exceso. Cuando se colocan en contacto se forma una "juntura" que solo permite circulación en una dirección, o sea se forma un diodo rectificador. Al incidir luz circula entonces corriente continua proporcional a su intensidad. Algunas aplicaciones son generadores en base a luz solar, satélites y también relojes pulsera. Un rayo luminoso (haz), se puede utilizar para detectar una persona y es una forma elemental de barrera fotoeléctrica. Tiene el problema de que otra fuente de luz puede "confundir" a la celda manteniendo el relay activado mientras una persona pasa por delante. Por otro lado una disminución de la intensidad de luz debido a mala alineación o suciedad de los lentes puede causar una falsa alarma.

Para solucionar estos inconvenientes se usa luz infrarroja no visible, difícil de detectar y se modula la luz o sea se corta y enciende el rayo a una frecuencia muy precisa. - Pág. 7 -


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El receptor entonces se construye sensible a esta frecuencia de modulación y no a la intensidad del rayo. Actualmente en lugar de lamparas de filamento se utilizan emisores de estado sólido de vida ilimitada. Hay un diodo emisor (led) especifico para barreras fotoeléctricas. Al aplicarse tensión en sentido correcto algunos electrones cambian su nivel de energía y al cruzar la juntura liberan "fotones" o sea pequeñas cantidades de luz en varias direcciones. Un reflector hace que algunos fotones vuelvan a la zona de la juntura estimulando otros electrones para que generen nuevos fotones y el proceso se amplifica produciendo mas luz. El diodo emisor es modulado a una frecuencia de 3.500 Hz de manera que el haz de luz se enciende y apaga 3.500 veces por segundo. El receptor es un fotodiodo colocado en el foco de un lente o espejo cóncavo y genera una corriente con la misma frecuencia. Esta a su vez produce una tensión sobre el resistor de carga que es luego amplificada y filtrada para solo permitir pasar las frecuencias de 3.500 hz. La salida mantiene activo un relay de modo que si se interrumpe el haz este relay abre su contacto y genera una alarma. La mayoría de estos circuitos incorporan un control automático de ganancia (agc-automatic gain control) que ajusta continuamente la ganancia para compensar la disminución de intensidad del haz producida por niebla, suciedad en los lentes o carcazas, envejecimiento del diodo emisor, etc. Paneles de control

Aunque los paneles de alarma actuales se asemejan muy poco a los inicialmente empleados a principios de siglo, la idea básica de "circuito cerrado de alarma" es la misma. Hacia 1960 comienzan a usarse transistores para reemplazar a los relays y a medida que su costo disminuye se introducen los paneles de control multizona, con la ventaja de poder dividir la instalación en zonas de acuerdo al edificio con cierta cantidad de contactos en cada una de ellas. Al fallar un contacto era fácil individualizar de cual se trataba pues esta falla no hacia colapsar toda la instalación sino solo la zona donde se encontraba. El armado/desarmado del sistema seguía siendo mediante una llave con cerradura. Luego se introduce un circuito anti-desarme o "tamper" que se conecta en el panel a una zona que permanece armada siempre (24 hs) independientemente de como este el panel. Este circuito de tamper se usa para detectar roturas accidentales o deliberadas del circuito de alarma sobre la base de una vigilancia permanente y también para proteger a los sensores de intentos de sabotaje o vandalismo. En la década de 1970 se introduce el circuito integrado en los paneles de control agregándose facilidades como zonas de salida y entrada "demoradas" de tiempo ajustable y duración de campana/sirena luego de un disparo también ajustable.

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Fig. 8

El los años 1980 se introduce el microprocesador en el mundo de las alarmas y a medida que su costo baja, mas y más paneles lo emplean y se suman facilidades como memoria de eventos y de secuencia de eventos. También la industria de la computación provee teclados baratos y eficientes que van reemplazando a la tradicional llave cerradura. El microprocesador permite a los usuarios contar con varios códigos para armar/desarmar y establecer categorías con distintos atributos. Así por ejemplo un usuario puede armar y desarmar pero otro, de menor categoría, solo puede armar. Además cuando una persona no pertenece mas a una empresa o lugar puede anularse solo su código sin necesidad de cambiar todos los otros, lo que es inevitable al tener un solo código disponible. Una zona que falla puede ser anulada por el propio usuario y esta acción quedar registrada en la memoria del sistema para una posterior comprobación, puesto que al anular una zona se la deja sin protección. Una mejora respecto del básico circuito cerrado de alarma que vimos al principio, es el concepto de zona supervisada donde una resistencia "de final de línea" establece una corriente determinada en el circuito. Si se intenta cortocircuitar este en alguna parte, la corriente aumenta y el panel reacciona dando alarma. O sea que la alarma se produce por exceso o falta de corriente (apertura del lazo). Esta técnica también se conoce como: monitoreo de corriente de lazo. La resistencia se debe conectar en el punto mas alejado de la instalación para una optima protección. No se muestra en este diagrama un elemento llamado comunicador digital que permite la comunicación entre el panel y una estación central de monitoreo. Es en definitiva un módem (modulador/demodulador) que convierte señales digitales en tonos aptos para ser transmitidos por la línea telefónica. - Pág. 9 -


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Mediante esta técnica es posible modificar datos de programación en forma remota de manera interactiva (uploading y downloading). Pueden cambiarse códigos de usuarios, anular zonas, cambiar tiempos de entrada/salida, desactivar un panel que esta en alarma, armar un panel que no fue armado por olvido, etc.

Baterías/fuentes de alimentación

Cualquier instalación de alarma necesita una fuente de potencia para alimentar los detectores, el panel de control y los elementos de advertencia, señalización y comando. En general esta fuente se encuentra dentro del panel de control, pero en grandes instalaciones puede hacer falta incorporar fuentes auxiliares. Una batería "primaria" es capaz de entregar una cierta cantidad de energía mediante un proceso químico irreversible. Una vez que toda la energía química almacenada es convertida en eléctrica la batería esta descargada y no puede recargarse. El termino batería viene de grupo de celdas elementales dispuestas en serie o paralelo y si la química contenida (electrolito) es sólida o en polvo se denominan "baterías secas". La cantidad de potencia que cada celda puede entregar es directamente proporcional a la eficiencia del proceso de conversión de energía química a eléctrica y a la cantidad de material químico contenido. Puesto que esta cantidad de material es limitada al volumen de la batería, la duración de la descarga depende del régimen de carga del circuito externo. Por esta razón la capacidad eléctrica de una batería se especifica en términos de corriente y tiempo. Por ejemplo una batería de 10 amp/hora puede entregar una corriente de 1 amp durante 10 horas. La capacidad eléctrica depende de la magnitud de corriente que entrega. A mayor corriente de descarga la capacidad eléctrica especificada disminuye. Esto puede apreciarse en la fig. 10 donde se muestra las características de descarga de una batería recargable de 12v, 6.5 amp de uso normal en paneles de alarma. Las baterías tienden a descargarse aun sin carga conectada luego de que son fabricadas. Esto se denomina "auto-descarga" y depende de la temperatura ambiente y el tipo de batería. Las baterías comunes de carbon-zinc tienen una "vida en el estante" de aprox. 18 meses luego de lo cual queda menos de la mitad de la capacidad disponible. Las alcalinas retienen hasta un 90% de su capacidad aun después de 4 o 5 años de almacenamiento. En las modernas baterías de litio el periodo es de 10 años y se usan habitualmente para mantener información en memorias de computadoras o en los modernos sistemas de alarma inalámbricos de espectro expandido. Debido a que los paneles y sensores en una instalación de alarma necesitan una tensión mínima para funcionar, debe considerarse esto al calcular la autonomía de un sistema ante el corte de la tensión de red. Consideremos ahora las llamadas baterías de tipo "secundario". Aquí el cambio electroquimico producido es reversible y puede, mediante una corriente eléctrica externa recargarse la batería. Este proceso de recarga puede repetirse por un numero determinado de veces y dependerá de la - Pág. 10 -


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"profundidad de descarga" previa a cada ciclo (ver fig. 11). A mayor profundidad de descarga menor cantidad de ciclos de recarga podrán realizarse. Una batería recargable conocida es la de uso en automóvil construida con celdas de plomo-acido que requiere una recarga periódica del electrolito. Actualmente se utiliza en alarmas y otras aplicaciones baterías selladas sin mantenimiento de tipo plomo-ácido donde el liquido es reemplazado por un gel embebido en ácido que retiene su humedad debido a la hermeticidad de la celda (solo existe una válvula de salida en caso de sobrepresión). Debido a su hermeticidad estas baterías pueden utilizase en cualquier posición. Una manera elemental de conectar la batería a la fuente de alimentación seria a través de un relay. Esto no funciona muy bien pues la tensión de caída del relay debería ser exactamente igual a la de la batería para evitar un salto de tensión. Además durante la conmutación del relay se produciría una corta interrupción de la alimentación. Un esquema mas apropiado se ve en fig. 16. Si la tensión de la fuente es un volt o más superior a la de la batería, el diodo estará polarizado en inversa y no circulara corriente de la batería a la carga. En el caso opuesto la batería será la suministradora de corriente. Los modernos reguladores electrónicos cuentan con protección automática contra cortocircuitos y se utilizan dos métodos: Limitación por corriente constante o "fold-back". Además se proveen protecciones contra sobretensiones generadas en la red de alimentación por otros elementos conectados como motores, etc. O directamente descargas atmosféricas. Estas sobretensiones pueden alcanzar muchos cientos de volt durante corto tiempo, suficiente para quemar un diodo o un transistor. Las protecciones incluyen varistores, descargadores , pantalla electrostática en el transformador, capacitores en ambas entradas, etc.

La fuente debe proveer la manera de recargar la batería de gel. Los paneles de control normalmente incluyen un cargador "a flote" dentro de la propia fuente. La - Pág. 11 -


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batería se encuentra a plena carga tomando de la fuente solo una pequeña corriente para mantener esta condición. Al interrumpirse la tensión de red la batería comienza a descargarse suministrando potencia. Cuando se restablece la red toma de la fuente la corriente necesaria para recargarse. Una forma más eficiente se logra con los cargadores electrónicos que permiten una muy rápida recarga evitando sobrecargas de la batería.

Señalización de alarmas

Podemos clasificar la señalización en "local", "remota" o la combinación de ambas. Señalización local: las campanas de alarma todavía se utilizan debido a la clara asociación de su sonido con un evento de robo o intrusión. Actualmente se utilizan también sirenas de diverso tipo. En lo que concierne al receptor de los sonidos: el oído humano, hay tres características del sonido que interesan: intensidad, frecuencia y forma de onda. La intensidad es una medida de la energía acústica producida y es mayor cuanto mayor es la amplitud de las ondas sonoras. Una importante característica de la intensidad del sonido es la manera como disminuye a medida que nos alejamos de la fuente: Considerando una situación ideal en que no haya reflexiones o absorción de sonido, la intensidad disminuye con el cuadrado de la distancia a la fuente. Como ejemplo la intensidad de una campana a 200 metros es solo un cuarto de la que se escucha a 100 metros. La intensidad sonora de expresa en decibeles (db). Es una medida de comparación entre una referencia y la intensidad de un sonido. La referencia es 0 db y se considera que es un sonido apenas distinguible por el oído humano. Veamos algunos ejemplos: Intensidad máxima que puede soportar el oído: 120/130 db Nivel normal de una conversación: 30/40 db Mínima diferencia distinguible entre dos sonidos: 1 db Si un sonido se dice que es 20 db más intenso que otro, es lo mismo que decir que es 100 veces más intenso. La frecuencia y forma de onda tienen también importancia y en general sonidos de alta frecuencia son más audibles contra un fondo de otros ruidos. Sin embargo se atenúan mas rápidamente con la distancia que los de baja frecuencia. Las campanas y sirenas están protegidas contra acciones de vandalismo e intentos de desactivación mediante microswitches que evitan el desarme y el desmonte de la pared. En los últimos años se están utilizando mucho sirenas electrónicas que emplean parlantes o trasductores piezoeléctricos. El circuito oscilador esta incluido en la sirena de manera que con una entrada permanente de 12 vcc se generan tonos continuos o intermitentes o con frecuencia variable. Algunos modelos son auto-alimentados o sea que aun cortando los cables de alimentación, la - Pág. 12 -


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unidad comenzaría a sonar. Señalizacion remota:

Para una verdadera eficacia de un sistema de alarma hace falta comunicar el evento a un lugar, generalmente remoto, donde se instrumente alguna forma de respuesta vía la policía local u otro servicio de vigilancia privada, o ambos. El medio de comunicación puede ser alámbrico o inalámbrico. Nos ocuparemos básicamente de los medios alámbricos por ser los mas aceptados y que ofrecen una mejor relación costo/beneficio Hay dos equipos usados habitualmente: 1) discador telefónico 2) comunicador digital El primero se usa cuando se reporta el evento a un vecino, pariente, etc. Mediante un mensaje hablado que identifica la fuente y el problema (nombre, dirección, tipo de evento, etc.) El comunicador digital (normalmente incorporado en los modernos paneles de alarma microprocesados), provee muchas mas funciones pero implica que debe existir una estación de monitoreo para recibir las alarmas. Aquí no se transmite un mensaje hablado sino una serie de tonos que son interpretados por un receptor especial. Es posible entonces enviar mensajes que contienen mucha información y a alta velocidad, lo cual es una ventaja enorme frente al discador telefónico.. El funcionamiento es el siguiente: 1. Al recibirse orden desde el panel de enviar señalización de alarma, el comunicador toma la línea telefónica. 2. El detector de tono verifica que se puede discar y lo hace (al numero del receptor) por tono o pulso según se haya programado. 3. El transmisor de mensaje digital queda a la espera del tono de "handshake" del receptor. 4. Al recibirse el handshake se emite el mensaje 5. Cuando el mensaje fue completado el receptor envía la señal de fin (kiss-off) 6. El comunicador se desconecta de la línea telefónica. Se programa el comunicador para repetir la llamada un número de veces a elección, si es que el primer intento no se logra. El mensaje transmitido debe identificar el lugar donde esta la alarma y esto se hace mediante un número de cuenta (número de cliente). También informa sobre el tipo de evento. Existen programas para manejar muchos miles de cuentas (mas de 20.000) y 20 o más tipos de eventos. Algunos eventos son: alarma en zona xx, alarma de asalto, anulada zona xx, batería baja, falla de red de 220v, fusible de sirena fallado, etc. Además de alarmas pueden monitorearse reportes de "apertura/cierre" o sea desarmado/armado de - Pág. 13 -


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un sistema con identificación horaria y del código personal (pin) de la persona que ejecuto la acción. Esto funciona como un control de acceso complementario a la alarma. Mediante un programa apropiado en la central de monitoreo puede generarse una alarma cuando, por ejemplo, luego de un horario prefijado, un local comercial no envió el reporte de cierre. Existe una variedad de formatos para transmitir el numero de cuenta y el tipo de evento, los mas conocidos son los llamados 3/1, 4/2, FSK, SIA, Contact ID, etc. El FSK (frequency shift keying) donde dos tonos representan los estados lógicos "1" y "0" es utilizado por C&K Systems en su programa de monitoreo "Monitor II". Con este software un módem y una computadora personal puede montarse una estación de monitoreo muy completa a costo reducido. El "Monitor II" opera en ambiente Windows lo que da gran comodidad al operador pues todo es manejable con un "mouse". Al recibirse una alarma se tiene rápidamente toda la información de la cuenta (cliente) incluyendo nombre, dirección, ubicación de calles, persona a llamar, personas bajo cuidado medico, etc. Además pueden archivarse planos de casas o comercios en la base datos de clientes para una rápida identificación del origen de la alarma. Dentro del "Monitor II" existe otro programa llamado "Commander II" mediante el cual se pueden programar paneles de alarma en forma remota (downloading) o "levantar" la programación existente (uploading). Esto evita la perdida de tiempo de tener que desplazarse al lugar de la instalación.

Circuitos de detección

Fig. 9

El más simple circuito de detección es el "normal abierto" como se ve en la fig 9. El problema es que al no circular corriente continuamente, no se puede saber si la fuente de alimentación o el resto del circuito esta en condiciones de funcionar cuando se requiera. Es decir que es fácil de - Pág. 14 -


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neutralizar. La alternativa es usar un circuito "normal cerrado" donde la llave debe abrirse para generar una alarma o sea que la corriente circula continuamente. Aquí el punto débil es que se cortocircuite intencionalmente el "lazo" de alarma a la salida del panel de control. El panel vera al lazo como normal cerrado (o sea fuera de condición de alarma) pero la llave (que simboliza los detectores o sensores) quedará anulada. La forma de evitar esto es mediante un circuito supervisado con "resistencia de final de línea" en ingles: end of line (eol) resistor. En la fig. 10 se muestra el esquema. Para que sea totalmente eficaz este resistor debe colocarse en el detector más alejado del lazo.

Un divisor resistivo establece una tensión de 5v sobre la salida de la zona y cualquier intento de cortocircuitar o abrir el lazo es detectado y genera una alarma. Zonas de 24 horas y zonas anti-tamper

Una zona de 24 horas esta siempre armada aunque el sistema este desarmado. Ejemplo de ello son las zonas de incendio y las zonas de pánico o emergencia medica. La palabra tamper significa "intento de vandalizar o neutralizar" un detector o incluso un elemento de aviso (sirena, campana). Cuando el sistema de alarma esta desarmado es vulnerable a estos intentos. Por ello es necesario proteger con mecanismos "anti-tamper" tanto a paneles de control, detectores, sirenas, etc. Esto se hace generalmente mediante un contacto normal cerrado dentro de cada dispositivo, que opera al quitarle la tapa y esta conectado a una zona de 24 horas del panel de alarma. Dispositivos de detección Contactos magnéticos La manera más común de detectar una intrusión es mediante un "contacto magnético" colocado en la puerta o ventana a proteger. - Pág. 15 -


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El contacto mas usado en estos dispositivos es el "reed switch" como se ve en la figura 11.

Fig. 11

Se trata de dos laminas de material ferro-magnetico (ej: niquel-hierro) dentro de una ampolla de vidrio al vacío o con gas inerte. Al acercarse un imán externo, las laminas asumen una polaridad magnética opuesta y se atraen, cerrando el circuito eléctrico. Al retirar el imán vuelven a su posición original debido a la fuerza restitutiva de las laminas.

El punto de contacto eléctrico esta fabricado en un material que debe mantener una resistencia de contacto baja y estable. Al mismo tiempo tener la habilidad de manejar cargas inductivas como bobinas de relays, etc. El rodio (rhodium) es muy utilizado pues cumple con estas características y permite alcanzar las 10.000.000 de operaciones de expectativa de vida. Los imanes pueden ser de alnico o cerámica de ferrita según los modelos. La distancia de accionamiento va desde 1/2" a 2". Las láminas (igual que en todo elemento magnético) están sometidas a un efecto llamado "histéresis magnética" de forma tal que la distancia de accionamiento es menor al acercar el imán que al alejarlo. La relación puede ser entre 2 y 3 veces, por ejemplo un contacto puede ser necesario acercarlo 1/2" para que opere y separarlo 1" para que se abra. Lo primero se llama "make gap" y lo segundo "break gap". En la hoja técnica se especifica el "make gap". El diseño se hace de manera tal de usar un imán no demasiado poderoso, como para permitir a un intruso abrir la puerta un poco y anular el contacto, ni tan débil para que una puerta o ventana con movimientos debido al viento, etc. Genere falsas alarmas. Obviamente la confiabilidad es muy superior a por ejemplo un contacto convencional o un microswitch. Un contacto magnético puede estar años cerrado conduciendo corriente en forma estable y en un determinado momento al retirarse el imán debe abrirse (sin quedarse pegado) para producir alarma. - Pág. 16 -


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Detectores de impacto (shock sensors) La aplicación principal es la protección de ventanas de vidrio y se monta con un adhesivo incorporado, en un extremo del paño de vidrio. Estos modelos se han utilizado extensivamente hasta la aparición de los detectores acústicos de rotura de vidrio.

Contienen un elemento piezoeléctrico que se pone en contacto próximo con el vidrio y un circuito electrónico que responde solo a las frecuencias típicas de rotura de un vidrio. No es sensible a vibraciones del vidrio debido al viento y tampoco a golpes accidentales. Su principal desventaja es la poca practicidad de instalación y el hecho de que hace falta un sensor por cada paño de vidrio. Detectores acústicos de rotura de vidrio La detección se hace aquí "escuchando" los sonidos (vibraciones) típicos que viajan por el aire al romperse un vidrio. Hay básicamente 3 tecnologías disponibles:

1) tecnología de una sola frecuencia o tecnología simple: Monitorean continuamente el ambiente y tratan de discriminar por filtrado entre el ruido de rotura de un vidrio y otros que pueden ser semejantes, como música de alto volumen, ladridos de perro, campanilla/buzzer de un teléfono, ruido de avión o automóvil, etc. La capacidad de detección es buena pero son muy susceptibles a provocar falsas alarmas con sonidos fuertes como los indicados arriba. 2) doble tecnología (audio + shock): Genera una alarma solo si se recibe un sonido identificado como de rotura de vidrio y, dentro de un cierto intervalo de tiempo, una vibración que se transmite por la estructura (vidrio + pared). Este principio da buena inmunidad a falsas alarmas pero el problema es la instalación. Para un buen funcionamiento el detector debe estar montado en la misma pared o la pared adyacente al vidrio a proteger. De otra manera pierde rango que se mide sobre la superficie y no aéreo (cada ángulo de pared le resta sensibilidad). Esto requiere colocar mas unidades para una determinada prestación. 3) doble tecnología (audio + flex): Un vidrio antes de romperse se flexiona un poco hasta llegar al punto de ruptura. Esta flexión genera una onda de muy baja frecuencia (1 o 2 hz) que viaja por el aire, no por la pared o vidrio. Esto elimina las restricciones de montaje del tipo 2. Existen cuatro tipos de vidrios: placa, laminado, templado y con alambre. El tipo placa es el más fácil de romper y genera una señal de shock muy débil pero una de flex bien reconocible. El vidrio con alambre es similar al placa aunque mucho mas duro y genera señales de shock y flex importantes. Los vidrios laminados y/o templados son difíciles de romper y se los debe golpear muy fuerte - Pág. 17 -


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generando fuertes señales de shock y flex pero una débil señal de audio. Un detector de tecnología simple nunca puede reconocer todos estos distintos tipos de excitaciones, sin resultar muy sensible a falsas alarmas producidas por ruidos del tipo que vimos antes. Los últimos desarrollos (ej: microflex c&k) incluyen microprocesadores o microcontroladores con conversores analogico-digitales. Además de la ocurrencia en un cierto intervalo de dos señales (audio+flex) se analiza también: la relación de amplitud de las señales flex y audio, el frente de la onda de flex y audio para ver si responde a sonidos típicos, la duración de flex, la duración de audio, si hay sobrecarga en el micrófono debido a un ruido muy fuerte (como una bala atravesando un vidrio) que puede no ser reconocido). Si todos estos parámetros se cumplen se genera una alarma. El microflex usa también el microcontrolador para hacer un continuo self-test, chequear la memoria Ram y Rom, la frecuencia de reloj, y la circuitería analógica. Si una falla se detecta un led lo indicará. Existen simuladores de rotura como el C&K FG-701 que producen señales de flex y audio para una prueba conveniente. El detector microflex puede ser testeado por el usuario mediante un simple golpe de manos (un led se encenderá si el funcionamiento incluyendo micrófono, microcontrolador, etc. Y alimentación es adecuado). Un detector magnético o de movimiento pueden ser probados por el usuario abriendo una puerta o moviéndose enfrente, ahora un detector de rotura de vidrio puede ser también verificado por el usuario muy fácilmente. Sensores sísmicos La aplicación principal de estos detectores es en tesoros, cofres o cajas de seguridad bancarias. Los materiales utilizados en la construcción de estos recintos (de gran solidez) hacen que las vibraciones producidas por un ataque sofisticado, por ejemplo con discos diamantados, herramientas hidráulicas o sopletes sean de muy bajo nivel. Es necesario entonces un detector muy sensible diseñado para sensar bajos niveles durante tiempos muy largos y al mismo tiempo señales de mucha amplitud y muy cortas en tiempo, como las producidas por explosivos. A su vez deben discriminar las señales producidas por actividad normal como: golpes accidentales, vibraciones debido a motores, tráfico de vehículos en zona cercana, etc. Estos detectores utilizan procesamiento de señal para distinguir tres tipos de posibles ataques:

1. Explosivos: contiene un detector de nivel y ancho de pulso. 2. Martillos o cinceles: contiene un contador y una ventana de tiempo para resetear el contador según la frecuencia de los pulsos de entrada. 3. Discos de diamante o herramientas térmicas: incluye un integrador que responde a señales de muy bajo nivel y larga duración. El sensor es un elemento piezoeléctrico que traduce las vibraciones estructurales en señales eléctricas que son procesadas como se indico arriba. La protección anti-tamper es sofisticada e incluye anti-desmonte, anti-apertura y alarma de tensión de alimentación baja. - Pág. 18 -


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Los rangos de sensibilidad van de 4 a 14 metros dependiendo del tipo de pared y tipo de ataque. Barreras fotoeléctricas infrarrojas La barrera elemental consiste en un haz no visible entre un transmisor y un receptor . Cuando algo interrumpe el haz el receptor pierde la señal e inicia una alarma. Los primeros modelos en los años 50 usaban una lámpara incandescente y una fotocelda. El filamento de la lámpara era colocado exactamente en el foco de una lente para producir un haz de luz infrarroja estrecho. También la fotocelda tenia su lente y se montaba en el foco de ésta. Aquí era importante que la fotocelda (mediante su lente) concentrara en su superficie sensible, la mayor cantidad de luz proveniente de la lámpara para diferenciarla de otras fuentes de luz ambientales. Los problemas eran numerosos con estos equipos como ser: Las lámparas se quemaban, perdían intensidad con el tiempo, los filamentos se curvaban y se salían de foco de la lente, dificultad para funcionar en temperaturas extremas, alineación difícil, etc. Con la llegada del diodo led (light emitting diode) en los años 70 se solucionaron muchos de estos problemas, aunque sigue siendo importante el diseño para que puedan funcionar bajo condiciones extremas en el exterior: lluvia, niebla, nieve, luz solar directa, suciedad, insectos, etc. El diodo led es un semiconductor fabricado para que emita luz infrarroja que es una luz con una longitud de onda entre 0,8 micrones (menos de una millonésima de metro) y unos 500 micrones (medio milímetro). En la fig. 13 se observa el espectro completo de frecuencias de las ondas electromagnéticas.

Fig.13

El led utilizado en barreras fotoeléctricas emite con una longitud de onda de 0,94 micrones (940 nanometros) y este valor tiene algunas ventajas: •

Es invisible aún de noche lo que lo hace difícil de detectar

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Es muy poco atenuado y/o distorsionado por el aire, niebla, humo, etc. Por ejemplo las fotografías aéreas por satélite se hacen en infrarrojo. Permite una coincidencia de frecuencias con la mayoría de los fototransistores (ver fig. 62).

Además los leds no son sensibles (como eran las lámparas) a vibraciones o shocks y soportan grandes variaciones de temperatura. Pero la gran ventaja de los leds es su habilidad para ser modulados. Modular un led significa encenderlo y apagarlo a alta velocidad (frecuencia). Sintonizando el receptor a la misma frecuencia de modulación se logra una muy buena perfomance, pues solo es amplificada la señal de modulación siendo rechazada otras señales debido a luz infrarroja indeseada que llega al receptor (fototransistor). El medio ambiente entre receptor y transmisor puede afectar el haz infrarrojo pulsado, especialmente en exteriores. Algunos fenómenos que afectan la transmisión son: • • •

Turbulencia del aire debida al viento o al calentamiento del sol Partículas en el aire (humo, niebla, nubes, lluvia) Atenuación (absorción) en aire limpio

Las barreras fotoeléctricas comerciales de buena calidad están protegidas contra las perturbaciones de otras fuentes de luz infrarroja como luces delanteras de automóviles, iluminación de calle, etc. Mediante filtros a la longitud de onda de trabajo (0,94 micrones), óptica direccional y receptor sintonizado. Sin embargo la luz solar directa es de tal magnitud que produce la saturación del receptor y genera alarma. Debe entonces evitarse que la luz solar del amanecer y atardecer incida en un ángulo menor que el especificado por el fabricante. Pájaros, pequeños animales, hojas podrían interrumpir el haz pero las barreras con 2 y también 4 haces evitan esto y además puede regularse el tiempo de respuesta (por ej: 50 a 500 mseg.) Para que el sistema ignore interrupciones muy cortas. La correcta alineación entre transmisor y receptor es esencial en grandes distancias. Una falla en el montaje o vibraciones por una instalación poco sólida puede provocar falsas alarmas. El haz infrarrojo disminuye en intensidad a medida que viaja hacia el receptor y es más intenso en el centro que en los bordes. El fabricante indica en el manual de instalación el procedimiento (por ejemplo en base a un voltímetro) para obtener la mejor alineación. En las barreras para uso al exterior la construcción es tal que se permite una mínima circulación de aire para evitar condensación, las placas de circuito impreso están recubiertas por una capa protectora para evitar ataque químico del medio ambiente y las ópticas son selladas para impedir el ingreso de insectos. Que debe hacerse cuando se instalan barreras: 1) elegir equipo de buena marca 2) sobredimensionar el equipo sobre todo en exteriores (si debe cubrir 75 metros use una barrera - Pág. 20 -


3) 4) 5) 6)

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de 100 metros) montar los elementos sólidamente, si es posible en una pared si deben montarse sobre un poste deben estar protegidos de golpes accidentales. La seguridad del cableado debe ser muy buena. asegurar un trayecto libre entre transmisor y receptor montar la fuente de alimentación lo mas cerca posible

Que no debe hacerse: 1) montar el receptor de manera que apunte al sol o a una fuente de luz intensa 2) montar transmisor o receptor sobre una estructura flexible o cerca de motores que producen vibraciones 3) usar espejos para reflejar el haz 4) montar los equipos a muy baja altura de manera que algún animal corte simultáneamente ambos haces. Detectores de movimiento También llamados detectores volumétricos, son dispositivos diseñados para detectar movimiento en un determinado volumen o espacio hacia el cual están apuntados. Podemos clasificarlos en: ultrasónicos, infrarrojo pasivo, por microondas. En los comienzos se utilizaban los tipos ultrasónicos y microondas pero con la llegada del infrarrojo pasivo fueron dejados de lado debido a sus muchos problemas. Actualmente se usan combinados (ultrasónico o microondas) con infrarrojos pasivos y se los denomina detectores de doble tecnología. Detectores por infrarrojo pasivo: Son los detectores volumétricos mas usados por su bajo costo aunque los ultrasónicos o por microondas son más sensibles y por tanto pueden tener aplicación en áreas de alta seguridad muy estables, pero hay actualmente muy pocos productos de este tipo en el mercado. La mayoría son combinados: ultrasónico/pasivo o microondas/pasivo. Principio de funcionamiento: cualquier objeto a temperatura superior al cero absoluto (-273 grados centígrados) emite radiación electromagnética. La intensidad de la emisión y la longitud de onda depende de la temperatura del objeto y de su "emisividad". Esta emisividad es la eficiencia de un objeto respecto de otro tomado como referencia, que tiene la emisividad ideal o perfecta.

La emisividad depende de la longitud de onda y es máxima para mucho objetos (incluido el cuerpo humano) entre luz visible y 10 micrones. En el caso del cuerpo humano el pico es en 9,4 micrones. Este fenómeno se usa por ejemplo para medir la temperatura de un horno sin tomar contacto y también para detectar la presencia de un ser humano en un cierto espacio. A diferencia de los detectores por ultrasonido o microondas donde existe un emisor que "llena" el espacio a proteger y un receptor que "escucha" las variaciones producidas por un intruso, el detector por infrarrojo es "pasivo" pues solo recibe estímulos del objeto a detectar. - Pág. 21 -


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Debido a esto tiene menos componentes y resulta más barato. En los comienzos la detección de energía infrarroja tropezó con el problema de la velocidad de respuesta. Imaginemos una placa de metal al sol y un medidor de temperatura sobre ella. Si pasa una nube la inercia de la placa hace que esta variación sea indetectable. Recién cuando aparecen materiales llamados "pyro-electricos" como el tantalato de litio y otros compuestos cerámicos puede lograrse velocidades de respuesta elevadas (0,1 a 100 Hz). El detector debe "ver" la energía generada por una persona con respecto a un fondo que esta pocos grados mas frío (especialmente en verano) y distinguir este evento de otras perturbaciones rápidas como una lámpara encendida/apagada a 100 Hz u otras lentas como fluctuaciones de temperatura en el ambiente. La electrónica que sigue al sensor pyro-electrico se diseña para filtrar las frecuencias indeseables y también se disponen filtros ópticos internos al sensor para reducir, por ejemplo, los efectos de la luz solar o lamparas de automóvil. Aunque también se utilizan filtros en el lente para este fin como ya veremos. Como la diferencia de energía infrarroja irradiada por objetos en un cuarto a temperatura ambiente es muy poco diferente a la energía irradiada por una persona, una detección exitosa depende de que la variación de energía producida por el movimiento de una persona, pueda discriminarse mediante un circuito electrónico adecuado. En un detector primitivo donde se usaban ranuras verticales, se crean "corredores visuales" que al ser cruzados por la persona en movimiento generan pulsos eléctricos. La electrónica detrás del sensor discrimina entre estos pulsos (indicación de movimiento) y la señal constante del fondo que también emite energía infrarroja. El uso de espejos en lugar de ranuras mejoro la perfomance pues los espejos cóncavos usados tiene cierta ganancia óptica. Sin embargo actualmente se utilizan mayormente lentes de "fresnel" debido a su bajo costo. Son de espesor muy fino y tienen una razonable ganancia óptica, además puede incorporárseles un filtro para rechazo de luz que contenga infrarrojo como faros de autos, sol, etc. Mediante un adecuado montaje se logra concentrar los haces en el sensor. Algunas ventajas de los infrarrojos pasivos (pir o IRP): • • • • • •

Son fáciles de instalar y consumen poca corriente Una pared o panel de vidrio delimita su área de captación No hay limites para el número de unidades usadas en una misma área Incluso pueden montarse enfrentados No los afectan las vibraciones de paredes donde están montados Se ha logrado gran confiabilidad mediante el uso de microprocesadores

Las desventajas son: la sensibilidad a fuentes de calor cambiantes, corrientes de aire, interferencia de radiofrecuencia, luz blanca. A fin de reducir estas sensibilidades se desarrollo el sensor de doble elemento. Cada haz de detección se divide en dos a efectos de compensar las variaciones producidas por interferencias como las descriptas arriba. En el caso de una persona cruzando los haces se generara un pulso de doble polaridad también - Pág. 22 -


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llamado pulso bipolar que al ser interpretado por la electrónica producirá una salida de alarma. Esta compensación nunca es perfecta por lo que debe evitarse en las instalaciones montar un IRP arriba o cerca de una fuente de calor, como una estufa o salida de aire acondicionado y no deben apuntar a ventanas que dan al exterior, además de evitar cableados cercanos a tendidos de 220v o 380v. Una posterior mejora en equipos más caros es el sensor cuádruple o "quad". Un problema serio en instalaciones de cierto nivel de seguridad (ej: bancos) es la posibilidad de bloquear o "maskear" el IRP. En estos casos se utilizan detectores de doble tecnología para detectar la presencia de un objeto frente al lente. Detectores de doble tecnología Hay dos posibles combinaciones: IRP + microondas / IRP + ultrasonido Al usar dos técnicas que responden a distintos estímulos ambientales, la combinación de ambas reduce la posibilidad de falsas alarmas. Combinación pasivo-ultrasonico: Una campanilla o buzzer telefónico, turbulencia del aire, golpeteo de objetos colgantes no afectaran un IRP. Al contrario, cambios rápidos de temperatura en el ambiente, incidencia de luz solar, estufas no afectaran un sensor ultrasónico. El ultrasónico reaccionara ante un objeto de una cierta masa en movimiento y además la otra condición es que emita energía infrarroja (IRP). Si ambas situaciones se verifican en una "ventana" de tiempo la unidad genera una alarma. Solo una persona en movimiento cumple ambas condiciones. Esta combinación es mas apropiada para distancias cortas hasta 10 metros debido a la atenuación que produce el aire en la ondas ultrasónicas, pero la habilidad para detectar enmascaramientos suele ser superior a los modelos pasivo-microondas. Combinación pasivo-microondas: Aquí la limitación en el rango viene dada por la sección infrarrojo pasivo. La sección microondas puede alcanzar distancias importantes y eso fue motivo de muchas falsas alarmas en los primeros detectores de microondas. Al estar combinado con un IRP el resultado es un detector con cobertura de grandes áreas por ejemplo 28 x 21 metros o 62 x 4 metros. Hay ciertos cuidados a tomar con este tipo de detectores. El rango de la sección microondas debe ajustarse de modo tal que coincida con el del IRP. De otra manera puede haber un disparo continuo de esta sección perdiéndose la ventaja de la doble tecnología. Si se debe usar mas de una unidad en la misma área algunos fabricantes proveen equipos con frecuencias levemente corridas. También internamente los equipos contienen filtros contra la interferencia producida por los tubos fluorescentes. Un problema con los detectores volumétricos en general es que la falla de un solo componente puede hacer fallar todo el detector (ponerlo a dormir) o sea que sea incapaz de detectar un intruso. En un IRP de bajo precio la única forma de saber que esta "despierto" o activo es mediante la prueba de caminar frente al detector para ver si el led se enciende cada vez que cortamos un haz - Pág. 23 -


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del lente. Si en la instalación fue eliminado el led mediante un "jumare" que todos los IRP traen, no hay forma simple de controlarlo. Por ello en detectores de doble tecnología donde el precio permite la incorporación de un microprocesador, se agregan funciones de supervisión y auto-prueba (self-test). Si se detecta perdida de señal de microondas, el microprocesador pasa el detector a IRP solamente en forma automática. Una salida especial de "problema" (trouble) se activa indicando si hay un bloqueo de alguna de las secciones (enmascaramiento) o problemas de instalación como ajuste del microondas inadecuado, perturbaciones ambientales que afectan al microondas, IRP inestable, IRP o microondas "dormido", etc. Hay que recordar que como ambas secciones deben generar alarma una de ellas puede estar "dormida" y todo el detector será incapaz de captar una intrusión. También puede ocurrir que una sección este continuamente en alarma y el detector prácticamente se comporta como de simple tecnología. Todos estos inconvenientes son detectados por el circuito de supervisión. Enlace inalámbrico de sensores

El medio de comunicación mas utilizado es la radiofrecuencia aunque a nivel mundial existen sistemas por infrarrojo, ultrasonido y red de energía domiciliaria. Existen infrarrojos pasivos, contactos magnéticos, detectores de rotura de vidrio, botones de pánico, inalámbricos. Ventajas: - instalación rápida - mínimo daño al edificio - puede expandirse o modificarse fácilmente - puede desmontarse fácilmente en caso de mudanza Desventajas: - costo superior a equipos cableados - las baterías de los transmisores deben reemplazarse regularmente - posibilidad de bloqueo deliberado o accidental por transmisores - externos - no es posible supervisión continua como en sistemas cableados - perdida de señal debido a movimiento de muebles, etc. En sistemas supervisados los transmisores envían al receptor una señal a intervalos regulares. Esta señal contiene por ejemplo estado del detector (activado/normal), tamper (cubierta removida/normal), batería baja, etc. Existen dos tipos de sistemas actualmente: - Pág. 24 -


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Banda angosta (narrow band) y espectro expandido (spread spectrum). Aunque más caro actualmente la técnica de spread spectrum se comienza a utilizar cada vez mas y se espera disminuya su costo en el futuro. Mientras los equipos de banda angosta trabajan entre 200 y 450 mhz, spread sprectrum esta en los 900 mhz. Spread sprectrum tiene su origen en las comunicaciones militares donde se requiere maxima seguridad y confiabilidad. Se utilizan mas de 100 frecuencias simultáneamente a fin de lograr comunicación confiable aunque algunas de las señales se bloqueen o anulen debido a rebotes o atenuación. Esto ultimo es bastante frecuente en los sistemas de banda angosta. Es prácticamente imposible decodificar o interferir las 100 frecuencias que componen una transmisión. Siempre algunas alcanzaran el receptor. En un sistema de banda angosta es mucho más fácil de detectar la frecuencia y codificación de una transmisión, para luego con un transmisor más potente anular los transmisores de la instalación. Sistemas de alarma perimetrales

Los sistemas de protección exterior son más difíciles de implementar que los de uso interno debido a la acción de la naturaleza y animales, como pájaros, etc. El objetivo es proteger una gran área, que usualmente posee una cerca perimetral, advirtiendo a la guardia (detección temprana) sobre el ingreso de intrusos. Un sistema muy simple y limitado en su practicidad es el que se ve en fig. 103 donde los alambres de la cerca se mantienen tensos y cualquier disturbio debido a un corte del alambre o intento de trepar (que produce sacudidas) moverá el imán de lugar abriendo alguno de los reed switches. Hay luego sistemas electrónicos más sofisticados: - Sensores inerciales de vibración los cuales deben instalarse próximos a la cerca porque las vibraciones se atenúan con la distancia. Un perímetro se divide en secciones de no más de 30 sensores cuyas salidas van a un analizador de señales (a fin de discriminar falsas alarmas) y cada grupo puede conectarse a un mímico para informar gráficamente el lugar de la intrusión. - Otros tipos usan un cable de dos conductores al que se le aplica una tensión fija. Cuando el cable vibra se produce un efecto microfónico y varía su capacidad, produciéndose una pequeña señal eléctrica. Esta es luego analizada por un procesador y si es de suficiente amplitud por sobre el ruido de fondo y si tiene la frecuencia y duración típica de un ataque, este procesador producirá alarma. Este cable tiene el problema de humedad que puede entrar por fisuras en la vaina y requiere un procesador cada 200/300 metros. - Un cable de más reciente desarrollo se denomina cable electromagnético porque unos conductores sueltos se mueven dentro de un campo magnético y generan una señal. La amplitud de la señal es 2 o 3 veces superior al cable capacitivo, por lo tanto se puede disponer procesadores de señal cada 1000 metros y la instalación es más barata. En ambos casos los cables deben estar firmemente montados en la cerca con soportes cada 20/30 cm. - Pág. 25 -


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Es inevitable en estos sistemas una cierta frecuencia de falsas alarmas debidas a golpes de pájaros, animales, objetos que vuelan con el viento, granizo, etc. La idea es que el personal de seguridad verifique cada alarma o mejor aún instalar un sistema de cctv para verificación remota. Grupos de barreras infrarrojas

Las barreras pueden agruparse de manera de proteger perímetros completos. Incluso pueden apilarse para lograr protección en altura. Debe observarse algunos cuidados para evitar efectos de acoplamiento no deseado (crosstalk), para lo cual algunas barreras tienen frecuencia de haz seleccionable. Hay fabricantes que proveen las barreras apiladas ya montadas y constituyen una verdadera cerca óptica. Como con otros sistemas perimetrales, se las agrupa en diferentes zonas del panel de control para conocer el lugar geográfico de la intrusión. Debe elegirse una sección de cable de alimentación adecuada para las grandes distancias en juego, de lo contrario la caída de tensión puede dejar al receptor o transmisor funcionando en forma marginal. Otros sistemas de protección perimetral Sobre superficie: Barrera de microondas (ej: 122 metros) no son afectadas por niebla, humo, mal tiempo. Son caras. Infrarrojo pasivo de gran alcance (ej: barrera tipo cortina 107 metros) Campo electrostático (hilos sensores y receptores forman un campo que al ser invadido es perturbado y esto se detecta y genera alarma) el régimen de falsas alarmas puede ser alto aunque se adapta fácilmente a cercas y techos. Detectores de movimiento de vídeo (fáciles de instalar pero dependen de buena visibilidad y son sensibles a insectos, vegetación, etc.) •

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Bajo la superficie (enterrados): Geofono (un acelerómetro -una pequeña bobina suspendida en el campo de un imán permanente- una variante de los usados para detectar terremotos), es capaz de detectar los pequeños temblores de las pisadas de una persona). Sistemas con cables irradiantes (dos cables coaxiles enterrados que mediante ranuras en sus blindajes uno emite R.F. y el otro recibe la emisión. El campo se extiende aprox. 1/2 metro sobre el suelo) como la técnica es "seguidora del terreno" puede ser muy útil cuando los sistemas de "línea de vista" no sirven: lomas, etc. •

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En todos las técnicas debe cuidarse especialmente los detalles de instalación para evitar altos regímenes de falsas alarmas. Además siempre un sistema de detección perimetral debe contar con la presencia de una cerca, valla, pared, etc. Para evitar también una elevada cantidad de falsos disparos. - Pág. 26 -


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Desarrollos futuros Detección: •

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La tendencia en detectores de movimiento será a la reducción de falsas alarmas y al uso más popularizado de la doble tecnología debido a una reducción de precios. Se incrementaran los sistemas que emplean verificación de alarmas por audio y/o vídeo. Para ello se desarrollarán detectores conteniendo cámaras y micrófonos (ej: equinox ccd). También estará mas difundido (usado actualmente solo en sistemas de incendio) el uso de detectores direccionables, donde es posible identificar y controlar a cada detector individualmente.

Paneles de control:

Integración con sistemas de cctv, control de acceso e incendio Señalización:

El uso de comunicación inalámbrica de espectro expandido entre la estación de monitoreo y un transceptor que maneje todos los detectores de la instalación es posible en un futuro. No existiría el concepto de zona en este caso, sino que cada detector podría ser re-configurado desde la estación de monitoreo. El envío de señalización de alarma por la red de televisión por cable tiene la ventaja, respecto de la línea telefónica, de un mucho mayor ancho de banda. Así mientras una línea telefónica convencional puede transmitir a 14,4 kbps o 28,8 kbps, por vídeo cable puede transmitirse a 4mbps o sea una velocidad 100 veces superior. Por ejemplo: Una imagen de vídeo de 250.000 pixeles con 64 niveles de grises (16 Mb) tardara en transmitirse 18 minutos (14,4 kbps) o 9 minutos (28,8 kbps) por línea telefónica. Por vídeo cable tarda 4 segundos.

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curso de alarmas

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