Circuitos en sistemas de alarma de intrusión
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Circuitos en sistemas de alarma de intrusión

Los circuitos de alarma son un elemento fundamental de los sistemas de alarma de intrusión cableados. El diseño del cableado para el sistema de alarma afecta en gran medida su rendimiento. Veremos cuales son las mejores alternativas para su implementación. 

En particular, los diseños de circuitos más eficientes introducen menos resistencia y provocan menos falsas alarmas. 

En esta nota examinamos: 

Descripción general de los circuitos de alarma

Los circuitos de alarma usan cables que van desde el panel de control de alarma a los elementos periféricos o sensores. Cuando el circuito/conexión de esos cables se abre o cambia de estado (por ejemplo, se abre una ventana con alarma), la alarma se dispara si el sistema está armado/habilitado.

Cómo funciona un circuito de alarma

Un circuito de alarma consta de un par de cables que van desde el panel de control de alarma hasta un sensor, como un contacto magnético o sensor de movimiento. La carga eléctrica fluye desde el terminal positivo por medio de un cable conductor y llega al sensor. 

Cuando algo hace que el sensor se active este cierra o abre un contacto dependiendo del tipo de sensor, completa el circuito, permitiendo que la corriente eléctrica fluya por el otro cable de retorno y regrese al terminal negativo en el panel.

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En el caso de un contacto de apertura al cerrar una puerta o ventana, el circuito se cierra, porque el imán hace que los contactos internos del mismo entren en contacto, permitiendo que la corriente fluya desde el contacto en el lado positivo del circuito hasta el contacto en el lado negativo.

El uso de un par de cables para conectar ambos lados del sensor a ambos terminales en el panel crea un circuito. Los electrones fluyen libremente alrededor de este circuito, desde la terminal positiva en el panel, a través del sensor y de regreso a la terminal negativa. 

Al abrir la ventana hará que el contacto en el sensor de apertura se abra o se separe, lo que interrumpirá el circuito y detendrá el flujo de corriente. En otras palabras, abrir una ventana creará un circuito abierto. Es este circuito abierto el que provoca una condición de alarma.

Bucles frente a empalmes para lazos de circuitos

Las dos formas más comunes de agregar múltiples sensores a los circuitos es usar bucles o empalmes. Se prefieren los bucles porque crean un camino corto, lo que significa menos resistencia, menos puntos de falla y una instalación más rápida. 

Sin embargo, los bucles solo se pueden usar normalmente en construcciones nuevas donde el técnico tiene la capacidad de pasar cables creando los bucles a través de los diferentes puntos de alarma como marcos de las ventanas y puertas. 

Esto generalmente es posible en los procesos de construcción o de obra  antes de los acabados de mampostería. 

El cableado previo requiere coordinación con el contratista general o el carpintero. La compañía de alarmas o el integrador debe poder programar su personal técnico para completar el cableado antes de que la construcción realice las tareas finales de acabados, de hecho en muchos casos es trabajo coordinado con el personal de obra para dejar los orificios o salidas en los puntos de alarma en especial puertas y ventanas.

Los empalmes deben minimizarse porque agregan resistencia y requieren más tiempo de instalación. Sin embargo, agregar alarmas a las casas o negocios que se instalan después de su construcción, normalmente requiere de ello, ya que no es factible o muy costoso abrir paneles de yeso, romper paredes, etc., para hacer funcionar un circuito en bucle, es decir sin empalmes.

Básicamente los empalmes se pueden dar en dos puntos, en el punto de conexión con el dispositivo de alarma o en un gabinete ya sea el de la central de alarma o uno especial para realizar los empalmes. 

Entre estas dos opciones requiere menos experiencia hacer los empalmes en el punto de alarma que en el caso de usar gabinetes de conexiones o llevarlos hasta el panel de alarma, en primer lugar porque es más costoso hacerlo así, requiere más cableado, más habilidad para medir tramos de cable, marcación etc., y en segundo lugar porque se pueden generar confusiones, trocar los cables de un dispositivo con otro de manera accidental, incluso para hacer revisiones futuras puede ser un dolor de cabeza para un Técnico que no conoce la instalación. 

Claramente, nunca se deben dejar o realizar empalmes dentro de tuberías o ductos cerrados ya que si por algún motivo el empalme se suelta será prácticamente imposible saber el punto exacto de la falla y seguramente se deberá reemplazar cable, más tiempo de trabajo y cuando esto pasa se termina dejando cable como desperdicio dentro de las tuberías, produciendo taponamientos y problemas a futuro. 

Empalmes en el recorrido del cable

TECNOSeguroPRO Circuitos Alarmas 2Empalme de cables. Fuente: Faradayos.info

Un empalme de campo como se suele llamar es uno que se hace en el extremo del cable del dispositivo, generalmente en el trayecto hacia un dispositivo o punto de alarma. Un técnico calificado puede hacer un empalme de este tipo si las condiciones son las adecuadas. Los empalmes deben ser accesibles para la resolución de problemas en el futuro, por lo que solo se puede realizar un empalme de campo si hay algún lugar para ocultarlos de la vista casual, esto por seguridad.

TECNOSeguroPRO Circuitos Alarmas 3Forma correcta de realizar empalmes cuando es requerido. Fuente: VBS.com

Especificaciones eléctricas del circuito

Todos los dispositivos de una alarma, incluidos los dispositivos sin alimentación, como los contactos, requieren una cantidad específica de corriente que fluya a través de los cables a un voltaje y resistencia específicas o no funcionarán.

Cada circuito tiene un valor de voltaje, corriente y resistencia:

  • El voltaje se mide en voltios (V).
  • La corriente se mide en amperios (A).
  • La resistencia se mide en ohmios (Ω).

El voltaje es una medida de cuánta electricidad está disponible para su uso. En cada dispositivo se identifica la cantidad de voltaje que requiere para funcionar.

  • Si al equipo le llega muy poco voltaje, el dispositivo no se encenderá o funcionará de manera errática.
  • Si por el contrario le llega demasiado voltaje, se apagará o se sobrecalentará.

La corriente es la presión a la que fluye la carga eléctrica. Todos los dispositivos consumen o funcionan con fluido eléctrico a una determinada corriente que generalmente está predeterminada.

No tener suficientes amperios puede hacer que el dispositivo se apague, también se puede sobrecalentar o funcionar de manera errática.

Si el voltaje es el adecuado y la fuente de alimentación puede generar bastante corriente esto no es un problema ya que el dispositivo no puede consumir más corriente de la que puede usar. 

Por ello en sistemas de alarma con bastantes dispositivos es muy importante desde el diseño calcular el consumo de corriente total de los dispositivos y verificar si el panel de control principal tiene la capacidad de suministrar la potencia requerida o se deben instalar fuentes de energía auxiliares para satisfacer la demanda del sistema. De lo contrario se puede dañar el panel de alarma, tener múltiples fallos en el sistema o ambas cosas. 

La resistencia eléctrica es cualquier elemento que tiende a frenar el flujo de la corriente. Los factores que aumentan la resistencia son

  • Número de dispositivos conectados
  • Longitud de cable
  • Empalmes
  • Oxidación de cobre

Demasiada resistencia en un circuito reducirá la corriente, lo que dificultará que la alarma controle la zona correctamente. Dado que la resistencia aumenta en todos los circuitos a medida que se aumenta el recorrido por el cable, los circuitos mal diseñados tienen una alta probabilidad de causar falsas alarmas, incluso años después de haber sido instalados. Por lo tanto, se debe hacer todo lo posible para mantener la resistencia lo más baja posible.

Medición de resistencia

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La resistencia se mide con un multímetro digital. Para medir la resistencia, gire el dial de función del medidor al símbolo Ω (ohmios) usando las terminales del multímetro en contacto con los puntos a medir. Los técnicos deben medir la resistencia para: 

  • Probar que todos los dispositivos en un circuito funcionan normalmente
  • Decidir si mantener los dispositivos en una zona o dividirlos entre varias zonas
  • Decidir si un circuito debe conectarse en serie o en paralelo
  • Medir si una resistencia de referencia esta buena en el momento de la instalación
  • Solucionar problemas, ya que una zona con una lectura de resistencia muy por encima de la línea de base puede indicar un cable roto o un sensor defectuoso

¿Cuando se considera muy alta resistencia?

No hay una respuesta clara a la pregunta y en parte se debe a que la cantidad precisa de dispositivos en un sistema de alarma no siempre es la misma y con igual distancia de recorrido en cable. En consecuencia, la cantidad precisa de resistencia que debe permitirse en un solo circuito de detección es algo que nos es normativo y es más desde la experiencia.

Como regla general, mantener la resistencia de referencia en un solo circuito en ~40 Ω es una buena práctica. Es importante recordar que la resistencia aumentará inevitablemente con el tiempo, según la cantidad y la naturaleza de los sensores conectados al circuito, la cantidad y tipo de empalmes en el cable, la composición exacta del cable e incluso el entorno. 

Los fabricantes de paneles de alarma tienen diferentes estándares para lo que constituye una condición de alarma, pero todos esos estándares se basan en que el panel lee la resistencia en un circuito de zona. 

Si un circuito tiene una lectura de resistencia significativamente superior a 40 Ω, considere usar un empalme en paralelo o dividir la zona, quitando algunos dispositivos de una zona y conectándolos a una nueva zona.

Cuando los proyectos o sistemas de alarma son muy grandes, es decir con muchos dispositivos, es posible que los empalmes en gabinetes de conexiones funcionen mejor porque esto permite dividir la zonas en más circuitos por adiciones futuras de elementos. Si los dispositivos se conectan entre sí mediante bucles de cables o empalmes de campo, esto no es posible.

¿Cuántos dispositivos en una sola zona?

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En teoría, un instalador puede conectar todas las puertas de una sola zona, todas las ventanas de otra zona, todos los detectores de movimiento de una tercera zona, etc. Sin embargo, esta es una forma bastante ineficiente de usar una alarma. Cuantos más dispositivos haya en una sola zona, más difícil será para el usuario y en especial para la central de monitoreo, identificar qué dispositivo está causando la apertura de la zona o la condición de alarma.

Si todas las ventanas de una habitación están en una sola zona, el usuario deberá verificarlas todas antes de poder armar el sistema. Si un usuario quiere mantener una sola ventana abierta mientras arma el resto del sistema, tendría que pasar por alto todas las ventanas de la habitación, lo que representa un mayor riesgo de seguridad que simplemente pasar por alto una sola ventana.

Si la estación central necesita enviar policías o bomberos al sitio del usuario, solo podrán brindar una descripción vaga de la ubicación del problema, no una ubicación específica.

La mayoría de los paneles solo pueden manejar un número limitado de zonas listas para usar en la tarjeta principal del panel. El uso de zonas adicionales requiere la compra e instalación de expansores de zona.

El uso de expansores de zona que a su vez permite la conexión de varios puntos o zonas, puede requerir agregar una segunda caja de conexiones o gabinete

La pregunta acerca de cuándo combinar dispositivos en una sola zona y cuándo separar dispositivos en zonas independientes no tiene una respuesta fácil, pero desde el punto de vista de la seguridad siempre será mejor una zona por dispositivo de alarma, esto es una buena práctica incluso aunque el costo se pueda aumentar. 

Cableado de sirenas

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El cableado de las sirenas es ligeramente diferente al cableado de otros dispositivos de alarma.

  • Las sirenas están clasificadas en vatios, no en voltios como todos los demás dispositivos de alarma.
  • Los vatios son una medida de la cantidad de energía que genera un dispositivo.
  • Voltios una medida de cuánta energía usa un dispositivo
  • La mayoría de las sirenas tienen una potencia nominal de 30 vatios

La mayoría de los paneles solo tienen una única salida de sirena. Sin embargo, muchas aplicaciones requieren que el volumen sea más bajo en algunas sirenas que en otras.

Por ejemplo, una sirena montada en interiores podría causar daños auditivos si suena a 110 dB completos, pero 110 dB son necesarios para la notificación en exteriores.

Para tener diferentes volúmenes desde una sola salida, los instaladores pueden elegir conectar las sirenas en paralelo para una intensidad más alta  o en serie para una intensidad más baja. Incluso pueden optar por cablear algunas sirenas en paralelo y otras sirenas en serie. Las sirenas en serie tienen más resistencia que las sirenas en paralelo, por lo que hay más resistencia, y por tanto menos vatios, obligando a que la sirena suene a menor volumen.

Ley de Ohm

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No es la intención en esta nota analizar en detalle conceptos de electricidad pero comprender la Ley de Ohm facilita mucho la resolución de problemas de alarmas. 

La Ley de Ohm establece que existe una relación directa entre voltios, amperios y ohmios, específicamente estipula que el voltaje es igual a la corriente por la resistencia.

Agregar resistencia (ohmios) hace que la corriente (amperios) disminuya, y agregar corriente (amperios) hace que la resistencia (ohmios) disminuya.

La forma más sencilla de bajar o subir la potencia disponible para la sirena es subiendo o bajando la resistencia. Esto aumenta o disminuye la cantidad de energía disponible, lo que a su vez afecta el funcionamiento de la sirena.

Comprender la Ley de Ohm puede ayudar a un técnico a diagnosticar y reparar fallos en fuentes de alimentación, sensores, cableado en circuitos de zonas, diagnosticar el estado de las baterías y medir consumos de corriente. 

Cambiar un empalme de serie a paralelo, reemplazar una fuente de alimentación por una que genere el mismo voltaje a un amperaje más alto o agregar una resistencia, son opciones de reparación que tiene un instalador una vez que comprende cómo funciona la Ley de Ohm.

Conclusión

Desarrollar buenas practicas, capacitar al personal tecnico en ello, son estrategias claves para el buen desempeño de los sistemas de alarma, no estar alineado con esto puede ser un dolor de cabeza para el integrador en los procesos de instalacion y sobretodo para los de mantenimeinto, ya que las alarmas de intrusion son de los sistemas de seguridad electrónica que más gestión de servicio puede demandar, generando sobrecostos, sumado al no conforme e incomodidad que estos le pueden causar al usuario final. Partiendo de un buen diseño incluso desde el cableado, tendrá un resultado muy positivo en minimizar pérdidas en recursos técnicos, económicos y en la calidad del servicio.

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