Sistemas de Alarma por Voz y Sonido en Automóviles

Sistemas de Alarma

Sistemas de alarma:

Son sistemas de detección que disponen los edificios y establecimientos, emiten una alarma cuando se origina y se detecta un incendio. Se pueden clasificar en dos categorías:

Sistemas de indicación acústica o sirenas
Sistemas de alarma por voz

Sistemas de alarma por voz:

Se utilizan cuando se requieren transmitir una alarma mediante mensajes de voz, de manera automática, por lo que este se comunica con la central de detección de alarmas a la espera de que ocurra una situación de emergencia

Arquitectura y componentes de un sistema de alarma por voz:

Red de micrófonos: Para la emisión de mensajes hablados directos, existiendo como mínimo un micrófono de emergencia en el centro de control
Unidad de control o sistema central de gestión: Es el principal componente del sistema, ya que es el responsable de la comunicación con la central de detección de alarmas y de la generación de los mensajes pregrabados
Amplificadores: Se encargan de adecuar la señal de sonido a los requerimientos de los altavoces
Altavoces: Se encargan de la reproducción de los mensajes hablados y de otras señales
Sistema de alimentación de emergencia: Se encarga de alimentar el sistema cuando falla el suministro de la red eléctrica

Monitorización de la línea de altavoces

Monitorización con corriente continua
Monitorización por impedancia
Monitorización por tono piloto
Monitorización por detección de fin de línea

Alimentación auxiliar

En caso de ser necesario una evacuación del edificio, debe mantener el sistema en modo de emergencia durante un mínimo de 30 minutos
En caso de que no sea necesario evacuar el edificio, debe mantener el sistema en funcionamiento de bajo consumo como mínimo durante 24 horas.
Si un edificio permanece desocupado durante varios días, por ejemplo el fin de semana, se debe asegurar que como mínimo el sistema puede operar en modo de emergencia durante 30 minutos

Planificación e instalación del sistema:

La planificación de un sistema de alarma por voz requiere tener en cuenta una serie de aspectos:

Definir las zonas de alarma, teniendo en cuenta el plan de emergencia del edificio y las vías de evacuación
Determinar el nivel de ruido de cada zona, para calcular el nivel de presión sonora requerido
Tener en cuenta los factores que influyen en la acústica de la sala
Calcular el área de cobertura de los altavoces utilizados
Determinar el número de altavoces necesarios y la potencia requerida
Determinar los equipos necesarios según el modelo y fabricante

Selección de altavoces

El ángulo de cobertura de los altavoces determina el área de irradiación. Cuanto mayor es este ángulo, mayor es el área que un único altavoz puede cubrir, pero por el contrario se reduce la inteligibilidad del mensaje, ya que la reflexión del sonido aumenta

Sistemas de Sonido en Automóviles

Elementos de un sistema de sonido en el automóvil:

Sistema de alimentación (batería)
Unidad principal o autorradio
Amplificador externo o etapa de potencia
Altavoces
Otros elementos: filtros de cruce, ecualizadores, etc…

Autorradio:

Unidad principal del sistema de sonido de un automóvil. Un autorradio es un receptor de radio pensado para un automóvil, con una tensión de 12V de CC

Conexión de antena:

Para escuchar las emisiones de radio FM es necesario la utilización de una antena exterior. La antena va conectada al autorradio, que suministra la señal captada por la antena al receptor de radio que incorpora la unidad principal.

Sistema de alimentación:

El automóvil utiliza una batería que alimenta los diferentes sistemas que incorpora, además de la instalación de sonido. La batería debe estar protegida por un fusible del calibre adecuado. Todos los equipos electrónicos del sistema acaban conectados a la batería del automóvil

Fusibles: Son un tipo de fusible utilizado para proteger el cableado y el equipamiento frente a sobrecargas y cortocircuitos. En función del calibre asociado, los más utilizados son los siguientes:
- Fusibles ANL, mini ANL
  - Fusibles ATP/ATP
  - Fusibles ATO/ATC/APR
  - Fusibles APX

Altavoces:

Tipos de altavoces:

Altavoces de amplio espectro: Reproducen todo el margen de frecuencias audible, dentro de estos se encuentran los altavoces de doble cono y los coaxiales
Altavoces de vías separadas: Sistema formado por varios altavoces diferentes, cada uno de los cuales reproduce un margen de frecuencias específico
Subwoofer: Reproduce señales de baja frecuencia monofónicas. Hay subwoofer montado al aire y subwoofer en caja acústica

Ejemplos de instalaciones típicas sin amplificación externa

Instalación de dos altavoces delanteros: Es la más sencilla que podemos encontrarnos en un automóvil. El autorradio suministra la señal que reproducen los altavoces de amplio espectro delanteros, instalados en la parte frontal del automóvil
Instalación de altavoces traseros: Formada por un sistema de dos vías separadas para la parte delantera y una pareja de altavoces coaxiales para la parte trasera.

Interferencias típicas en el interior de un vehículo:

Se pueden producir una serie de fenómenos que afectan a la calidad del sonido:

Deslocalización del sonido: El interior de un coche es difícil de sonorizar, la colocación de los altavoces es determinante para conseguir un sonido ideal.
Interferencias consecutivas y destructivas: Se produce cuando las ondas desfasadas, al sumarse se cancelan entre ellas
Ondas estacionarias: Se produce cuando la señal de sonido se refleja entre dos superficies paralelas.
Cortocircuito acústico: Se produce entre las moléculas de aire desplazadas por la parte anterior del cono del altavoz y las creadas en la parte posterior

Elección del amplificador:

Entre las características que diferencian unos de otros destacan las siguientes:

Número de canales: Nº de canales de salida y la posibilidad de que estos puedan puntearse para trabajar de manera conjunta (1 canal, 2 canales, 3 canales o +)
Filtros integrados: Algunos amplificadores incorporan filtros integrados, de tipo paso alto o paso bajo, que permiten procesar solamente las frecuencias realmente reproducidas por cada tipo de altavoz conectado
Potencia: Potencia eficaz que el amplificador entrega a los altavoces, normalmente expresado por canal
Impedancia de salida: La impedancia de carga de salida del amplificador condiciona la impedancia del altavoz que se conectará al equipo
Clase de amplificador: Indica la tecnología electrónica que utiliza en el diseño de las etapas finales de amplificación

Instalación del amplificador de potencia:

Esta etapa se encuentra limitada, por el espacio de montaje y por el calor que desprende, por lo que necesita espacio y ventilación. El amplificador de potencia aunque dispone de controles para realizar ajustes, una vez instalado no es necesario que el usuario los modifique. Un lugar habitual para instalar el amplificador es el maletero

Conexión de la etapa de potencia:

Tiene dos partes claramente diferenciadas:

Alimentación eléctrica de la etapa de potencia: Se alimentan de manera independiente de la batería, con corriente contínua de 12V, y protegidas por su propio fusible. Las diferentes conexiones que se pueden encontrar en una etapa de potencia son las de alimentación (+ y -) y la de remote
Conexión de la señal de audio: Además de la alimentación eléctrica, se necesitan conexiones para las entradas y salidas de audio:
- Conexión de las entradas de la señal de audio: Dispone de las entradas de la señal de sonido que será amplificada. Hay entradas de bajo nivel y alto nivel
- La conexión de los altavoces: En función del número de canales del amplificador, este dispondrá de las salidas adecuadas para la conexión directa de los altavoces

Ajuste de la etapa de potencia:

Tiene un conjunto de selectores que permiten modificar su funcionamiento:

Nivel de entrada o sensibilidad del amplificador
Crossover
Respuesta en frecuencia
- Filtro paso bajo (LPF)
- Filtro paso alto (HPF)
Bass Boost
Filtro infrasónico

Ejemplo de instalaciones con amplificación externa:

Se utilizan altavoces de dos vías en la parte delantera y altavoces todo rango en la parte trasera, todos ellos amplificados por una etapa de potencia de cuatro canales

Filtros de cruce (crossover):

Permiten adecuar el margen de frecuencias que llega a la entrada de cada altavoz, ya que cada uno de ellos normalmente sólo reproduce una gama de frecuencias determinada: bajas, medias o altas

Características de los filtros de cruce:

Número de vías: Indica el número de secciones del filtro el numero de altavoces que se pueden conectar
Frecuencias de corte: Frecuencias límite que determinan el margen de frecuencias que se entrega a cada altavoz
Atenuación: Grado de atenuación a que están sujetas las frecuencias de banda de atenuación, generalmente especificado en dB/octava
Tipo de filtro: Se pueden clasificar en dos tipos:
- Filtros pasivos: Constituidos por elementos pasivos, como las bobinas, los condensadores y las resistencias
- Filtros activos: Constituidos por circuitos electrónicos, que además de filtrar el margen de frecuencias, amplifican la señal de entrada

Cableado:

Encargado de transportar la señal de audio a los altavoces y el suministro de corriente de la batería a los amplificadores y el resto de equipos activos de la instalación

Cableado de alimentación:

El cable de alimentación puede afectar bastante al rendimiento de un sistema de audio, debido a que la resistencia del propio cable cuando circula una corriente por ella, presenta una caída de tensión que limita la tensión que se aplica a los dispositivos que alimenta

Cableado de sonido:

La utilización de un cable de sección demasiado pequeña puede sobrecargar la señal de sonido aplicada a los altavoces. Su sección debe estar de acorde a la potencia de los altavoces utilizados