
Nous lisons quotidiennement dans les journaux, qu’un certain nombre de cambriolages ont lieu alors que les occupants sont pourtant présents dans leur maison. Nous avons donc pensé qu’il serait utile de publier une nouvelle alarme pouvant être mise en service même lorsque les habitants sont sur place. Ce système les avertira immédiatement si une personne mal intentionnée tente d’entrer par une porte ou par une fenêtre.
es nombreux sondages réalisés périodiquement, ressort une donnée très préoccupante.
Il semblerait que les cambriolages commis dans les appartements au cours des derniers mois aient augmenté par rapport à l’année précédente.
Il suffit de lire n’importe quel quotidien ou d’écouter les informations à la radio ou à la télévision pour apprendre que nous avons à faire à un phénomène de micro criminalité qui devient chaque jour plus important.
Si nous considérons que les faits relatés par les médias sont les plus graves, il n’est pas dif ficile de se rendre compte, qu’ils ne représentent que la partie visible de l’iceberg.
Il est facile de déduire que le coefficient de probabilité augmentant sans cesse, nous sommes de plus en plus exposés à des agressions ou à des violences.
Nombre d’entre nous ne se sent plus en sécurité que derrière les murs de sa maison, mais nous vivons en permanence dans la crainte car, si par le passé les appartements n’étaient dévalisés qu’en cas d’absence, aujourd’hui les cambriolages sont également perpétrés pendant que nous sommes occupés à regarder la télévision ou bien lorsque nous sommes couchés.
Le phénomène a atteint un degré tel, que même ceux qui habitent au troisième ou quatrième étage et qui auparavant ne craignaient pas grand-chose, ne se sentent plus en sécurité aujourd’hui.
En effet, nous avons pu lire ou entendre que des cambrioleurs se sont introduits dans des appartements situés aux étages supérieurs d’un immeuble par les fenêtres laissées ouvertes.
Les victimes se demandent souvent comment les cambrioleurs ont réussi à grimper jusqu’au troisième ou quatrième étage. Les constatations réalisées par les forces de l’ordre ont confirmé que dans de nombreux cas, les voleurs ont grimpé le long de tuyaux fixés sur les murs à l’extérieur des édifices et que, contrairement à ce que l’on pourrait supposer, il n’est pas nécessaire d’être un acrobate pour accomplir de telles escalades, mais qu’il est suffisant de se procurer des sangles robustes.
Le motif pour lequel ces cambriolages sont exécutés lorsque les propriétaires sont dans les lieux est intuitif. En effet, le voleur est persuadé qu’à ce momentlà, même le système d’alarme le plus sophistiqué se trouve désactivé.
Même si les antivols volumétriques ou à radars sont réputés être les plus efficaces, en réalité il faut préciser qu’ils ont tous été conçus pour protéger un local dans lequel il ne se trouve aucune personne et de plus, comme nous le savons, ils ne sont pas infaillibles.
Pour combler cette lacune et donner une réponse aux demandes d’une meilleure sécurité qui nous parviennent constamment, nous avons étudié une alarme qui puisse être laissée active dans la maison, même en notre présence. Le système sera en mesure de détecter si un étranger tente d’entrer abusivement par une por te ou une fenêtre.

Schéma électrique



Le schéma électrique reproduit figure 4 peut, à première vue, sembler complexe.
Mais, en passant au schéma pratique de câblage, reproduit en figure 18, nous nous rendons compte que pour réaliser cette alarme, il n’y a besoin que d’un seul circuit intégré CMOS type 4093 qui contient 4 portes Nand, d’un transistor NPN et d’un simple régulateur de tension L7812.
Pour comprendre comment fonctionne cette alarme, il faut considérer que les deux points "A" et "B" sont maintenus en contact par un relais incorporé à l’intérieur du capteur (voir figure 2).
Lorsque le capteur détecte une présence, ce relais se désactive ouvrant ainsi les deux contacts (voir figure 3).
Passons au schéma électrique de la figure 4. Il apparaît, de toute évidence, que lorsque les deux contacts "A" et "B" sont reliés, la diode DL1 s’allume et le condensateur C4 est relié à la masse.
Il est à noter que d’après la table de vérité d’une porte Nand, quand sur les deux entrées de IC2/A nous avons un niveau logique 1 et 0, sur la broche de sortie 3 nous obtenons un niveau logique 1.
Entrée | Sortie | |||||||||
|
|
La broche d’entrée 1 de la porte Nand IC2/A se trouve forcée au niveau logique haut par la résistance R4, pendant que la broche d’entrée 2 se trouve forcée au niveau logique bas par la résistance R3.
Lorsque le capteur détecte la présence d’une personne, ses deux contacts "A" et "B" s’ouvrent et le condensateur C4 se charge à travers la diode LED DL1 et la résistance R2.
Instantanément, de la patte opposée de C4, sort une impulsion positive de niveau logique 1.
Les deux entrées de la porte Nand se trouvent alors au niveau 1, ce qui a pour effet de produire une impulsion de niveau 0 sur sa sortie broche 3.
Cette impulsion rejoint la broche d’entrée 13 (voir figure 4) de la bascule (Set-Reset) composée des deux portes Nand IC2/B et IC2/C.
A ce point, il est important de connaître la table de vérité de la bascule Set- Reset.
broche 13 | broche 8 | broche 11 |
1 | 1 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
Si sur la broche 13 se présente une brève impulsion de niveau logique 0, la broche de sortie commute immédiatement sur le niveau logique 1.
Dès que la sortie de la bascule commute à l’état logique 1, même si la broche d’entrée 13 retourne sur le niveau logique 1, sa sortie ne change pas d’état, ainsi elle demeure au niveau logique 1.
Pour commuter de nouveau sa broche de sortie 11 au niveau logique 0, il est nécessaire de porter uniquement la broche d’entrée 8 (RESET) au niveau logique 0.
Une fois que la sortie de la bascule se retrouve au niveau logique 0, même si la broche d’entrée 8 repasse au niveau logique 1, la sortie ne change plus d’état, demeurant toujours au niveau logique 0.
Comme vous pouvez facilement le noter, la broche d’entrée 8 de cette bascule est forcée au niveau logique 1 par la résistance R5. Ainsi, étant donné que sur la broche opposée 13 nous avons un niveau logique 1 fourni par la broche de sortie 3 de la porte Nand IC2/A, sur la broche de sortie 11 de cette bascule nous retrouvons un niveau logique 0.
Quand sur la broche 13 de IC2/B parvient une impulsion rapide de niveau logique 0 fournie par la porte Nand IC2/A, la bascule commute sa sortie 11 à un niveau logique 1. Cette tension positive rejoint alors la base du transistor TR1, lequel passe en conduction et fait coller le relais relié sur son collecteur. Dans cette condition la sirène est activée.
Parce que nous savons que lorsque la broche 13 de la bascule repasse de nouveau au niveau logique 1, sa broche 11 ne change plus d’état (voir table de vérité de la bascule), la sirène fonctionnera à l’infini.
Il est donc nécessaire de faire en sorte de l’interrompre, passé un certain temps que nous pouvons fixer nous-mêmes.
Pour porter au niveau logique 0 la broche de sortie 11, nous avons une seule possibilité, celle de faire parvenir sur la broche 8 un niveau logique 0.
Pour obtenir cette condition, nous utilisons un circuit composé de la porte Nand IC2/D, des résistances R7-R8 et du condensateur électrolytique C10.
Lorsque la broche de sortie 11 de la bascule commute au niveau logique 1, la tension positive qui permet de polariser la base du transistor TR1, passe à travers les deux résistances R7 et R8 et charge, plus ou mois rapidement, le condensateur C10.
Lorsque la tension aux bornes de C10 atteint environ 8 volts, tension qui pour une porte CMOS alimentée en 12 volts correspond à un niveau logique 1, sur la sor tie de la porte Nand IC2/D, câblée en inverseur, nous retrouvons un niveau logique 0.
Dans cette condition, la diode DS8 dérive la tension positive présente sur la broche 8 de la bascule vers la sortie de IC2/D et, comme vous pouvez le comprendre en consultant la table de vérité, lorsque la broche 8 passe au niveau logique 0, la broche de sortie 11 passe également au niveau logique 0.
La tension de polarisation de la base de TR1 est alors coupée, le relais se désactive et la sirène s’arrête de fonctionner.
En tournant d’une extrémité à l’autre le curseur du trimmer R8, nous pouvons maintenir le relais activé pendant une durée allant de 5 à 30 secondes maximum. Pour augmenter le temps d’activation du relais, il suffit d’augmenter la valeur du condensateur C10 à une valeur de 47 microfarads.
Dans le circuit, nous avons installé, à plusieurs endroits, des diodes au silicium et nous allons à présent vous expliquer leur rôle.
Les diodes DS4 et DS5 servent à protéger l’entrée de la porte Nand IC2/A contre d’éventuelles surtensions. Les diodes DS6 et DS7 servent à décharger rapidement les condensateurs C5 et C6 chaque fois que l’alarme est désactivée. La diode DS9 sert à décharger rapidement le condensateur C10 lorsque le relais se désactive.
Il faut signaler que les deux condensateurs C5 et C6 ser vent à activer l’alarme avec le relais désactivé à chaque mise sous tension.
Pour alimenter cette alarme, il faut une tension de 12 volts fournie par le circuit intégré IC1.
Dans le schéma électrique, nous avons également prévu l’utilisation d’une batterie tampon de 12 volts 1,2 ampère, pour le cas où nous voudrions utiliser cette alarme lorsque nous sommes absents de notre domicile. Si la tension secteur venait à manquer, la batterie subviendrait à l’alimentation de l’alarme.
Note : L’alarme ne devient active que 30 secondes seulement après sa mise sous tension : le temps nécessaire à la charge complète du condensateur C5.

Le détecteur infrarouge




Pour ce projet, nous avons utilisé un détecteur spécial très sensible aux radiations infrarouges émises par le corps humain.
Le couvercle en plastique transparent à facettes disposé sur la partie avant du capteur est une lentille de Fresnel qui en augmente la sensibilité.
En fait, cette lentille permet au détecteur de capter les rayons infrarouges émis par le corps humain, même à une distance de dix mètres.
A l’intérieur de ce détecteur, il y a deux borniers, un à deux pôles et un à quatre pôles (voir figure 6).
Sur le bornier à deux pôles, seront appliqués les 12 volts nécessaires pour alimenter le circuit, en faisant attention de ne pas inverser la polarité +/–.
Sur le bornier à quatre pôles, les deux pôles situés sur la droite sont reliés à un contact interne normalement fermé lorsque le détecteur ne relève aucune présence. Ce contact s’ouvre immédiatement dès que le détecteur capte les radiations émises par un corps humain.
Les deux pôles présents sur la gauche de ce bornier ne sont pas utilisés car ils sont reliés à un minuscule poussoir interne P1.
Toujours à l’intérieur du capteur, nous avons une diode LED que nous voyons s’allumer de l’extérieur chaque fois que le détecteur relève la présence d’un corps humain en mouvement.
Si, dans votre installation, vous utilisez un seul détecteur posé au-dessus de la porte d’entrée ou de la fenêtre donnant accès au balcon, vous devrez le relier à l’alarme avec trois fils seulement (voir figure 6).
Le fil indiqué "–" doit être relié sur le côté droit du bornier à deux pôles et le fil indiqué "+" sur la gauche du bornier.
Le fil "A" sera relié sur la gauche du bornier à quatre pôles, le fil "B" sur le fil négatif des 12 volts.
Si dans votre installation, vous voulez utiliser un plus grand nombre de détecteurs, pour en placer un au-dessus de la porte et d’autres sur les fenêtres, il faut utiliser quatre fils.
Comme vous pouvez le voir sur la figure 16, les deux fils d’alimentation positif et négatif sont reliés au bornier à deux pôles situés sur la gauche en faisant attention de ne pas inverser la polarité.
Sur le premier détecteur, le fil "B" est relié par un court morceau de fil au négatif de l’alimentation, par contre, le fil "A" sera relié au fil "A" du second détecteur et le fil "B" au fil "B" du troisième détecteur.
Le fil "A" de ce dernier détecteur, sera relié au bornier à trois pôles disponibles sur le circuit imprimé de l’alarme (voir figure 18).
Il faut mentionner que les fils "A" et "B" peuvent êtres intervertis sans que cela porte préjudice au matériel, car ils sont simplement reliés aux contacts d’un interrupteur interne au détecteur.
Comme ces détecteurs infrarouges sont assez coûteux, vous pouvez n’en utiliser qu’un seul pour assurer la surveillance de la fenêtre ou porte-fenêtre la plus exposée qui peut ainsi rester ouverte et installer des capteurs magnétiques sur la porte d’entrée et sur les autres fenêtres qui, bien entendu, devront être fermées.
Ces capteurs magnétiques sont composés de deux blocs en forme de parallélépipèdes (voir figure 10). Dans un de ceux-ci, il y a un contact qui se ferme uniquement lorsque le deuxième parallélépipède contenant un aimant est placé à proximité (voir figures 11 et 12).
Sachant que lorsque l’aimant est éloigné, le contact s’ouvre, vous pouvez placer cet aimant sur la porte ou sur la fenêtre (voir figure 14).
Réalisation pratique






Le circuit imprimé nécessaire au montage de cette alarme porte la référence LX.1423.
Vous pouvez commencer le montage en insérant le support du circuit intégré IC2.
Après ce composant, vous pouvez mettre en place toutes les diodes en boîtier plastique en orientant la bague de repérage comme cela est indiqué sur le plan d’implantation des composants de la figure 18.
Placez également les autres diodes, dont le boîtier est en verre, en faisant également attention à leur sens de montage.
Cette opération terminée, vous pouvez insérer toutes les résistances, le trimmer R8 et tous les condensateurs polyester.
Poursuivez le montage par la mise en place du pont redresseur RS1, de tous les condensateurs électrolytiques en respectant leur polarité. Près de la diode DS10, insérez le transistor TR1, en orientant le côté plat de son boîtier vers le relais et, près du condensateur électrolytique C1, montez le circuit intégré régulateur IC1, en fixant son boîtier sur un petit dissipateur thermique comme vous pouvez le voir sur les photographies.
Liste des composants LX.1423
R1 = 2,2 kΩ
R2 = 1 kΩ
R3 = 47 kΩ
R4 = 470 kΩ
R5 = 470 kΩ
R6 = 1 kΩ
R7 = 100 kΩ
R8 = 1 MΩ trimmer
R9 = 8,2 kΩ
R10 = 1 kΩ
R11 = 47 kΩ
C1 = 1000 μF électrolytique
C2 = 470 μF électrolytique
C3 = 100 nF polyester
C4 = 10 nF polyester
C5 = 100 μF électrolytique
C6 = 100 nF polyester
C7 = 100 nF polyester
C8 = 470 μF électrolytique
C9 = 220 μF électrolytique
C10 = 22 μF électrolytique
DS1 = Diode 1N4148
DS2 = Diode 1N4007
DS3 = Diode 1N4007
DS4 = Diode 1N4148
DS5 = Diode 1N4148
DS6 = Diode 1N4148
DS7 = Diode 1N4148
DS8 = Diode 1N4148
DS9 = Diode 1N4148
DS10 = Diode 1N4007
DL1 = Diode LED
DL2 = Diode LED
TR1 = Transistor NPN BC547
RS1 = Pont redresseur 100 V / 1 A
S1 = Double interrupteur
IC1 = Régulateur L7812
IC2 = Intégré CMOS 4093
Détecteur = Infrarouge mod. SE2.05
Sirène = Piézoélectrique mod. AP01.115
Relais 1 = Relais 12 V 1 RT
T1 = Transformateur sec. 15 V / 0,8 A (T013.01)
Fixation dans le boîtier


Le circuit imprimé est fixé à l’intérieur du boîtier plastique à l’aide de quatre vis (voir figure 22).
Sur le couvercle de ce boîtier, vous pouvez fixer la sirène piézoélectrique et les deux cabochons métalliques pour les LED de contrôle.
A la mise sous tension du système, les deux LED s’allument et seule la LED DL1 s’éteint lorsque la sirène est active. Certains pourraient nous faire remarquer que nous aurions pu faire l’économie de la LED DL1 car, en pratique, personne ne la regardera jamais, le son de la sirène nous avertissant lorsque l’alarme est activée.
En fait, cette LED sera très utile lors de la première installation d’un nombre important de détecteurs infrarouges ou magnétiques. En effet, elle vous permettra d’effectuer tous les essais nécessaires en déconnectant la sirène afin de ne pas faire de vacarme inutile.
Sur les panneaux en aluminium du boîtier, pratiquez un trou pour fixer le double inverseur S1 et deux autres trous pour faire passer le fil du secteur 220 volts et ceux qui doivent être reliés aux détecteurs.
Le couvercle en plastique du boîtier doit également être percé pour fixer les deux LED et la sirène.
Fixation des détecteurs
En raison de la sensibilité élevée de ces détecteurs, capables, comme nous l’avons déjà dit, de capter les radiations émises par un corps humain à une distance de 10 mètres, il serait impensable de les mettre en fonctionnement, sur une porte ou une fenêtre, lorsque nous sommes présents à la maison. Quels que soient nos mouvements, nous déclencherions l’alarme.
Alors, comment faire ? Pour réduire leur champ d’action, il suffit de couvrir partiellement la lentille de Fresnel avec des morceaux de ruban adhésif noir (voir figures 8 et 9), de manière à réduire sa visibilité.
En fixant le détecteur au-dessus de la porte d’entrée ou au-dessus d’une fenêtre et en orientant sa lentille vers le bas, nous créerons une zone de protection qui aura une largeur d’un demimètre environ.
Ainsi, nous pourrons tranquillement nous déplacer dans la pièce, pour peu que nous ne nous approchions pas de cette barrière invisible qui commence à 50 centimètres de la cloison.
En élargissant ou en réduisant la fenêtre de capture du détecteur, avec du ruban adhésif, il est possible de modifier la sur face de détection de cette barrière de protection. A ce propos, nous vous invitons à procéder à quelques essais afin de déterminer la solution qui correspond le mieux à vos exigences.
La sirène piézoélectrique





Même si les dimensions de cette sirène sont réduites, elle est en mesure de générer un signal sonore de 115 décibels.
Après ouverture du couvercle arrière de cette sirène, vous trouverez cinq contacts à vis (voir figure 19).
Aux deux vis de gauche avec les signes "+" et "–", il faut relier deux fils que vous fixerez sur le bornier disposé près du relais de l’alarme, sans intervertir la polarité.
Les autres trois contacts à vis marqués "1", "2" et "3", peuvent êtres utilisés pour générer trois sons d’alarme différents.
En laissant ces trois contacts libres (voir figure 19), vous obtiendrez un son continu. En reliant le contact "1" au contact "2" (voir figure 20), vous obtiendrez un son intermittent. En reliant le contact "1" avec le contact "3" (voir figure 21), vous obtiendrez une tonalité double.
Avant d’installer définitivement la sirène, vous pourrez tester lequel des trois sons vous souhaitez adopter, en appliquant une tension de 12 volts sur les contacts "+" et "–".
Une fois que vous aurez installé cette alarme dans votre habitation, vous pourrez regarder tranquillement la télévision en laissant les fenêtres ouvertes ou bien aller dormir l’esprit tranquille car, si quelqu’un tentait d’entrer, la sirène vous avertirait immédiatement et il y a de fortes chances pour que l’intrus prenne la fuite. Néanmoins, restez extrêmement prudent. Un voleur surpris peut devenir très dangereux et aucun bien, si précieux soit-il n’est plus précieux qu’une vie.