Como funcionam os alarmes de carros

Galeria de imagens: Gadgets para automóveis O sistema de alarme de carro Sidewinder inclui vários sensores e sinais de alarme. Veja mais fotos de gadgets de carro. Foto cedida pela Directed Electronics

-O primeiro caso documentado de roubo de carro foi em 1896, apenas uma década depois que os carros movidos a gás foram introduzidos pela primeira vez. Desde aquela época até hoje, os carros têm sido um alvo natural para os ladrões: eles são valiosos, razoavelmente fáceis de revender e têm um sistema de fuga integrado. Alguns estudos afirmam que um carro é arrombado a cada 20 segundos apenas nos Estados Unidos.

À luz dessa estatística surpreendente, não é surpreendente que milhões de americanos tenham investido em sistemas de alarme caros. Hoje, parece que qualquer outro carro está equipado com sofisticados sensores eletrônicos, sirenes estridentes e sistemas de ativação remota. Esses carros são fortalezas de alta segurança sobre rodas!

Neste artigo, veremos os alarmes de carros modernos para descobrir o que eles fazem e como o fazem. É incrível como os alarmes de carros modernos são elaborados, mas é ainda mais notável que os ladrões de carros ainda encontrem uma maneira de passar por eles.

O básico

Se você quiser pensar sobre um alarme de carro em sua forma mais simples, ele nada mais é do que um ou mais sensores conectado a algum tipo de sereia. O alarme mais simples teria um interruptor na porta do motorista, e seria conectado de forma que se alguém abrisse a porta a sirene começasse a soar. Você poderia implementar este alarme de carro com um interruptor, alguns pedaços de fio e uma sirene.

A maioria dos sistemas de alarme de carro modernos são muito mais sofisticados do que isso. Eles consistem em:

• Uma série de sensores que podem incluir interruptores, sensores de pressão e detectores de movimento
• UMA sereia, frequentemente capaz de criar uma variedade de sons para que você possa escolher um som distinto para seu carro
• UMA receptor de rádio para permitir o controle sem fio de um chaveiro
• A auxiliar bateria para que o alarme possa operar mesmo se a bateria principal for desconectada
• UMA unidade de controle de computador que monitora tudo e soa o alarme - o "cérebro" do sistema

O cérebro na maioria dos sistemas avançados é na verdade um pequeno computador. O trabalho do cérebro é feche os interruptores que ativam dispositivos de alarme - sua buzina, faróis ou uma sirene instalada - quando certos interruptores de dispositivos de detecção de energia são abertos ou fechados. Os sistemas de segurança diferem principalmente em quais sensores são usados ​​e como os vários dispositivos são conectados ao cérebro.

O cérebro e os recursos de alarme podem ser conectados à bateria principal do carro, mas geralmente têm um fonte de energia reserva também. Esta bateria oculta é ativada quando alguém corta a fonte de alimentação principal (cortando os cabos da bateria, por exemplo). Já que cortar a energia é uma possível indicação de um intruso, isso aciona o cérebro para soar o alarme.

Nas seções a seguir, veremos uma variedade de sensores para ver como eles funcionam e como estão conectados ao cérebro do sistema de alarme.

Conteúdo

1. Sensores de porta de alarme de carro
2. Sensores de choque de alarme de carro
3. Janela de alarme do carro e sensores de pressão
4. Sensores de inclinação e movimento de alarme de carro
5. Alertas de alarme de carro
6. Transmissores de alarme de carro

Um manobrista é um desligamento manual que desativa temporariamente o sistema de alarme (para que você possa deixar o manobrista estacionar seu carro, por exemplo). O manobrista está escondido em um local afastado do carro. O interruptor mostrado aqui é montado sob o painel de acesso aos fusíveis do carro. Foto cedida pela Directed Electronics

-O elemento mais básico em um sistema de alarme de carro é o alarme de porta. Quando você abre o capô, porta-malas ou qualquer porta de um carro totalmente protegido, o cérebro ativa o sistema de alarme.

A maioria dos sistemas de alarme de carro utiliza o mecanismo de comutação que já está embutido nas portas. Em carros modernos, abrir uma porta ou porta-malas liga o luzes internas. O interruptor que faz isso funcionar é como o mecanismo que controla a luz da sua geladeira. Quando a porta é fechada, ela pressiona um pequeno, botão ativado por mola ou alavanca, que abre o circuito. Quando a porta é aberta, a mola empurra o botão, fechando o circuito e enviando eletricidade para as luzes internas

Tudo o que você precisa fazer para configurar os sensores da porta é adicionar um novo elemento a este circuito pré-cabeado. Com os novos fios no lugar, abrir a porta (fechar a chave) envia uma corrente elétrica para o cérebro, além das luzes internas. Quando essa corrente flui, faz com que o cérebro soe o alarme.

Como medida de proteção geral, os sistemas de alarme modernos normalmente monitoram a voltagem do carro inteira circuito elétrico. Se houver um queda de voltagem neste circuito, o cérebro sabe que alguém interferiu no sistema elétrico. Acender uma luz (abrindo a porta), mexer nos fios elétricos sob o capô ou remover um trailer preso com uma conexão elétrica pode causar uma queda de tensão.

Sensores de porta são altamente eficazes, mas oferecem proteção bastante limitada. Existem outras maneiras de entrar no carro (quebrando uma janela), e os ladrões não precisam realmente arrombar seu carro para roubá-lo (eles podem rebocar seu carro). Nas próximas seções, veremos alguns dos sistemas de alarme de carro mais avançados que protegem contra criminosos mais astutos.

-Na última seção, vimos os sensores de porta, um dos sistemas de alarme de carro mais básicos. Hoje em dia, apenas os pacotes de alarme de carro mais baratos contam apenas com sensores de porta. Os sistemas de alarme avançados dependem principalmente de sensores de choque para deter ladrões e vândalos.

A ideia de um sensor de choque é bastante simples: se alguém bater, empurrar ou mover seu carro, o sensor envia um sinal para o cérebro indicando o intensidade do movimento. Dependendo da gravidade do choque, o cérebro sinaliza um Aviso buzina ou soa o alarme em grande escala.

Existem muitas maneiras diferentes de construir um sensor de choque. Um sensor simples é um contato de metal longo e flexível posicionado logo acima de outro contato de metal. Você pode configurar facilmente esses contatos como um interruptor simples: quando você os toca juntos, a corrente flui entre eles. Uma sacudida substancial fará com que o contato flexível oscile de modo que toque o contato abaixo, completando o circuito brevemente.

O problema com este projeto é que todos os choques ou vibrações fecham o circuito da mesma maneira. O cérebro não tem como medir a intensidade da sacudida, o que resulta em muitos alarmes falsos. Sensores mais avançados enviam informações diferentes dependendo da intensidade do choque. O design mostrado abaixo, patenteado por Randall Woods em 2000, é um bom exemplo desse tipo de sensor.

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O sensor possui apenas três elementos principais:

• UMA contato elétrico central em uma carcaça de cilindro
• De várias contatos elétricos menores na parte inferior da caixa
• UMA bola de metal que pode se mover livremente na caixa

-Em qualquer possível posição de repouso, a bola de metal está tocando o contato elétrico central e um dos contatos elétricos menores. Isso completa um circuito, enviando uma corrente elétrica ao cérebro. Cada um dos pequenos contatos é conectado ao cérebro desta forma, por meio de circuitos separados.

Quando você mova o sensor, batendo ou sacudindo, a bola rola dentro da caixa. À medida que sai de um dos contatos elétricos menores, quebra a conexão entre aquele contato específico e o contato central. este abre o interruptor, dizendo ao cérebro que a bola se moveu. À medida que rola, passa sobre os outros contatos, fechando cada circuito e abrindo-o novamente, até que finalmente para.

Se o sensor sofrer um choque mais severo, a bola rola por uma distância maior, passando por mais dos contatos elétricos menores antes de parar. Quando isso acontece, o cérebro recebe rajadas curtas de corrente de todos os circuitos individuais. Baseado em quantas rajadas recebe e quanto tempo eles duram, o cérebro pode determinar a gravidade do choque. Para turnos muito pequenos, onde a bola rola apenas de um contato para o próximo, o cérebro pode nem acionar o alarme. Para turnos um pouco maiores - alguém batendo no carro, por exemplo - pode dar um sinal de alerta: um toque na buzina e um flash dos faróis. Quando a bola rola por uma boa distância, o cérebro liga a sirene a todo vapor.

Em muitos sistemas de alarme modernos, os sensores de choque são os principais detectores de roubo, mas geralmente são acoplados a outros dispositivos. Nas próximas seções, veremos alguns outros tipos de sensores que informam ao cérebro quando algo está errado.

Uma unidade de crossover típica: usando uma combinação específica de indutores e capacitores, você pode projetar uma unidade de crossover que conduz apenas a corrente que tem a frequência de quebra de vidro.

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-Muitas vezes, os ladrões de carro que estão com pressa não mexem em desabilitar fechaduras para entrar em um carro: eles simplesmente quebram uma janela. Um sistema de alarme de carro totalmente equipado possui um dispositivo que detecta essa intrusão.

O detector de quebra de vidro mais comum é um microfone simples conectado ao cérebro. Os microfones medem as variações na flutuação da pressão do ar e convertem esse padrão em uma corrente elétrica flutuante. O vidro quebrado tem sua própria frequência sonora distinta (padrão de flutuações da pressão do ar). O microfone converte isso em uma corrente elétrica dessa frequência particular, que envia para o cérebro.

No caminho para o cérebro, a corrente passa por um crossover, um dispositivo elétrico que conduz eletricidade apenas em uma determinada faixa de frequência. O crossover é configurado de forma que só conduza corrente com frequência de quebra de vidro. Desta forma, apenas este som específico irá disparar o alarme, e todos os outros sons são ignorados.

Sensores de pressão

Outra forma de detectar vidros quebrados, bem como alguém abrindo a porta, é medir o pressão do ar no carro. Mesmo que não haja diferencial de pressão entre o interior e o exterior, o ato de abrir uma porta ou forçar uma janela empurra ou puxa o ar do carro, criando uma breve mudança na pressão.

Você pode detectar flutuações na pressão do ar com um driver de alto-falante comum. Um alto-falante tem duas partes principais:

• Um amplo, cone móvel
• A eletroímã, rodeado por um ímã natural, preso ao cone

Quando você toca música, uma corrente elétrica flui para frente e para trás através do eletroímã, o que faz com que ele se mova para dentro e para fora (consulte Como funcionam os alto-falantes para descobrir como isso funciona). Isso empurra e puxa o cone conectado, formando flutuações de pressão de ar no ar circundante. Nós ouvimos essas flutuações como som.

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Este é o mecanismo básico de um driver de alto-falante. Os alto-falantes de um carro são sistemas de alarme eficazes, pois podem ser usados ​​para medir variações na pressão do ar.

Este mesmo sistema pode funcionar ao contrário, que é o que acontece em uma base detector de pressão. As flutuações de pressão movem o cone para frente e para trás, o que empurra e puxa o eletroímã conectado. Se você leu Como funcionam os eletroímãs, sabe que mover um eletroímã em um campo magnético natural circundante gera uma corrente elétrica. Quando o cérebro registra uma corrente significativa fluindo desse dispositivo, ele sabe que algo causou um rápido aumento de pressão dentro do carro. Isso sugere que alguém abriu uma porta ou janela, ou fez um barulho muito alto.

Alguns projetos de sistema de alarme utilizam alto-falantes estéreo embutidos do carro como sensores de pressão, mas outros têm dispositivos separados que são projetados especificamente para detecção.

Sensores de pressão, sensores de quebra de vidro e sensores de porta fazem um bom trabalho na detecção de alguém arrombando um carro, mas alguns ladrões e vândalos podem causar muitos danos sem nunca conseguir entrar. Na próxima seção, veremos alguns sistemas de segurança que monitoram o que está acontecendo fora do seu carro.

-Muitos ladrões de carros não estão atrás de seu carro inteiro; eles estão atrás de pedaços individuais disso. Esses strippers de carro podem fazer muito de seu trabalho sem nunca abrir uma porta ou janela. E um ladrão armado com um caminhão de reboque pode simplesmente levantar seu carro e arrastar tudo embora.

Existem várias maneiras boas de um sistema de segurança manter o controle sobre o que está acontecendo fora do carro. Alguns sistemas de alarme incluem scanners de perímetro, dispositivos que monitoram o que acontece imediatamente ao redor do carro. O scanner de perímetro mais comum é um sistema de radar básico, que consiste em um transmissor e receptor de rádio. O transmissor envia sinais de rádio e o receptor monitora as reflexões do sinal que retornam. Com base nessas informações, o dispositivo de radar pode determinar a proximidade de qualquer objeto ao redor. (Veja Como funciona o radar para mais informações.)

Para se proteger contra ladrões de carros com caminhões de reboque, algum sistema de alarme tem "detectores de inclinação."O design básico de um detector de inclinação é uma série de interruptores de mercúrio. Um interruptor de mercúrio é composto por dois fios elétricos e uma bola de mercúrio posicionada dentro de um cilindro contido.

O mercúrio é um metal líquido - ele flui como a água, mas conduz eletricidade como um metal sólido. Em uma chave de mercúrio, um fio (vamos chamá-lo fio A) percorre todo o fundo do cilindro, enquanto o outro fio (fio B) se estende apenas parcialmente de um lado. O mercúrio está sempre em contato com o fio A, mas pode quebrar o contato com o fio B.

Quando o cilindro se inclina para um lado, o mercúrio se desloca e entra em contato com o fio B. Isso fecha o circuito que passa pelo interruptor de mercúrio. Quando o cilindro se inclina para o outro lado, o mercúrio rola para longe do segundo fio, abrindo o circuito.

Em alguns projetos, apenas a ponta do fio B fica exposta, e o mercúrio deve estar em contato com a ponta para fechar uma chave. Inclinar o interruptor de mercúrio de qualquer maneira abrirá o circuito.

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Sensores de inclinação de alarme de carro normalmente têm uma série de interruptores de mercúrio posicionados em ângulos variados. Alguns deles estão na posição fechada quando você está estacionado em qualquer inclinação específica, e alguns deles estão na posição aberta. Se um ladrão mudar o ângulo do seu carro (levantando-o com um caminhão de reboque ou subindo com um macaco, por exemplo), alguns dos interruptores fechados abrem e alguns deles fecham. Se qualquer um dos interruptores for acionado, o cérebro central sabe que alguém está levantando o carro.

Em diferentes situações, todos esses sistemas de alarme podem cobrir o mesmo terreno. Por exemplo, se alguém estiver rebocando seu carro, os interruptores de mercúrio, o sensor de choque e o sensor de radar registrarão que há um problema. Mas diferente combinações de disparos de alarme podem indicar eventos diferentes. O sistema de alarme "inteligente" tem cérebros que reagem de maneira diferente, dependendo da combinação de informações que recebem dos sensores.

Na próxima seção, veremos alguns dos respostas de alarme o cérebro pode disparar em diferentes circunstâncias.

Uma mini sirene Neo, escondida dentro do pára-choque dianteiro de um veículo Foto cedida pela Directed Electronics

- Nas seções anteriores, vimos os vários dispositivos de detecção que avisam ao cérebro do sistema de alarme quando algo perturba o carro. Não importa o quão avançados sejam esses sistemas, o sistema de alarme não é muito bom se não disparar um eficaz alarme. Um sistema de alarme deve desencadear alguma resposta que impeça os ladrões de roubar seu carro.

Como vimos, muitos dos dispositivos que já estão integrados em seu carro fornecem sinais de alarme eficazes. No mínimo, a maioria dos sistemas de alarme de carro buzinar e piscar os faróis quando um sensor indica um intruso. Eles também podem ser conectados para desligar a ignição, cortar o suprimento de gás para o motor ou desligar o carro por outros meios.

Um sistema de alarme avançado também incluirá um sirene separada que produz uma variedade de sons penetrantes. Fazer muito barulho chama a atenção para o ladrão do carro, e muitos intrusos vão fugir do local assim que o alarme tocar. Com alguns sistemas de alarme, você pode programar um padrão distinto de ruídos de sirene para que você possa distinguir o alarme em seu carro de outros alarmes.

Alguns sistemas de alarme tocam um mensagem gravada quando alguém se aproxima muito do seu carro. O objetivo principal disso é permitir que os invasores saibam que você possui um sistema de alarme avançado antes que eles tentem qualquer coisa. Muito provavelmente, um ladrão de carros veterano ignorará completamente esses avisos, mas para o ladrão amador oportunista, eles podem ser um forte impedimento. Em certo sentido, dá ao sistema de alarme uma personalidade de comando. Em algum nível inconsciente, pode parecer que o carro não é apenas uma coleção de peças individuais, mas uma máquina inteligente e armada.

Muitos sistemas de alarme incluem um receptor de rádio embutido conectado ao cérebro e um transmissor de rádio portátil que você pode carregar em seu chaveiro. Na próxima seção, veremos qual função esses componentes desempenham em uma configuração de segurança.

O transmissor de chaveiro do sistema de segurança Sidewinder: O transmissor permite que você tranque as portas, arme e desarme o alarme e acione a sirene de fora do carro. Foto cedida pela Directed Electronics

- A maioria dos sistemas de alarme de carro vem com algum tipo de transmissor chaveiro portátil. Com este dispositivo, você pode enviar instruções ao cérebro para controlar o sistema de alarme remotamente. Isso funciona basicamente da mesma maneira que os brinquedos controlados por rádio. Usa ondas de rádio modulação de pulso para enviar mensagens específicas (para ver como isso funciona, verifique Como funcionam os brinquedos controlados por rádio).

O objetivo principal do transmissor de chaveiro é fornecer uma maneira de ligar e desligar seu sistema de alarme. Depois de sair do carro e fechar a porta, você pode armar o sistema com o toque de um botão; ao voltar para o carro, você pode desarmá-lo com a mesma facilidade. Na maioria dos sistemas, o cérebro pisca as luzes e toca a buzina quando você arma e desarma o carro. Isso permite que você, e qualquer pessoa na área, saiba que o sistema de alarme está funcionando.

Essa inovação tornou os alarmes de carros muito mais fáceis de usar. Antes dos transmissores remotos, os sistemas de alarme atuavam em um mecanismo de atraso. Tal como acontece com um sistema de segurança doméstica, você ativou o alarme quando estacionou o carro e teve 30 segundos ou mais para sair e trancar as portas. Ao destrancar o carro, você tinha o mesmo tempo para desligar o alarme assim que entrava. Este sistema era altamente problemático, pois dava aos ladrões a oportunidade de arrombar o carro e desativar o alarme antes que qualquer sirene soasse.

Os transmissores remotos também permitem que você abra as travas elétricas das portas, acenda as luzes e desligue o alarme antes de entrar no carro. Alguns sistemas oferecem ainda mais controle sobre o cérebro do sistema. Esses dispositivos têm um computador central e um embutido sistema de pager. Quando um intruso perturba seu carro, o computador central chama o pager das chaves e informa quais sensores foram acionados. Nos sistemas mais avançados, você pode se comunicar com o cérebro, sinalizando para desligar o motor.

Uma vez que o transmissor controla seu sistema de alarme, o padrão de modulação de pulso deve agir como um chave. Para uma determinada linha de dispositivos transmissores, pode haver milhões de diferentes códigos de pulso. Isso torna a linguagem de comunicação do seu sistema de alarme única, para que outras pessoas não possam ter acesso ao seu carro usando outro transmissor.

Este sistema é bastante eficaz, mas não infalível. Se um determinado criminoso realmente deseja arrombar seu carro, ele pode usar um pegador de código para fazer uma cópia da sua "chave". Um capturador de código é um receptor de rádio sensível ao sinal do transmissor. Ele recebe o código e o registra. Se o ladrão interceptar seu "código de desarme", ele pode programar outro transmissor para exatamente mímico seu sinal único. Com esta chave copiada, o ladrão pode ignorar completamente o sistema de alarme na próxima vez que você deixar seu carro sem vigilância.

Para resolver esse problema, os sistemas de alarme avançados estabelecem uma nova série de códigos toda vez que você ativa o alarme. Usando algoritmos de código rolante, o receptor criptografa o novo código de desarme e o envia ao transmissor. Uma vez que o transmissor só usa esse código de desarme uma vez, qualquer informação interceptada por um sequestrador de código é inútil.

Desde o início da década de 1990, os sistemas de alarme de automóveis evoluíram muito e se tornaram muito mais comuns. Nos próximos 10 anos, temos certeza de ver uma nova safra de avanços tecnológicos em alarmes de automóveis. Os receptores GPS a bordo abriram uma ampla gama de possibilidades de segurança. Se o receptor estivesse conectado ao cérebro do sistema de alarme, ele poderia dizer a você e à polícia onde seu carro está o tempo todo. Assim, mesmo que alguém ignore o seu sistema de alarme, ele ou ela não terá o carro por muito tempo.

Para mais informações sobre alarmes de carros e tópicos relacionados, verifique os links na próxima página.

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