本文介紹了一種成本低廉、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)約、性能穩(wěn)定、制作容易、調(diào)試簡(jiǎn)單、安裝簡(jiǎn)便、體積小巧的磁控門窗防盜報(bào)警器。

該防盜報(bào)警器是日常工作和生活中( 尤其是居室、倉(cāng)庫(kù)、密室等) 非常適用的"門窗電子狗".當(dāng)關(guān)閉的門窗被意外打開時(shí)， 該防盜報(bào)警器立即會(huì)發(fā)出連續(xù)的，尖銳的和響亮的"嘟……"聲予以告警，直到門窗再次被關(guān)閉為止。

一、工作原理

該磁控門窗防盜報(bào)警器的電路原理如圖1 所示。

圖1 磁控門窗防盜報(bào)警器電路原理圖

S1 為常開型干簧管，需與磁鐵配合工作。Q1 為NPN 型三極管，Q2 為PNP 型三極管。Q2 的發(fā)射結(jié)是Q1 的負(fù)載，而Q1 又為Q2 提供基極工作電流。

BU 為高響度有源蜂鳴器(內(nèi)含振蕩電路)，是整個(gè)電路的報(bào)警發(fā)聲器件。R1 是偏置電阻，為Q1 的正常工作提供偏置電流。C1 為交流旁路電容器， 主要用來減小電池BT 的交流內(nèi)阻， 使蜂鳴器發(fā)聲更響亮，并具有一定的延長(zhǎng)電池使用壽命的作用。S2 為小型普通單刀單擲撥動(dòng)開關(guān)，控制著整個(gè)電路工作。BT為9V 電池，為整個(gè)電路提供工作電源。

當(dāng)磁鐵離開常開型干簧管S1 一定距離時(shí)，S1斷開。NPN 型三極管Q1 的基極電位上升，當(dāng)Q1處于正偏置時(shí)，Q1 進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。這時(shí)，PNP 型三極管Q2 因得到Q1 提供的基極工作電流也處于導(dǎo)通狀態(tài)。最后，導(dǎo)致高響度有源蜂鳴器BU 得電而開始鳴叫報(bào)警。

當(dāng)磁鐵靠近常開型干簧管S1 時(shí)，S1 閉合。

NPN 型三極管Q1 的基極電位下降，Vbe 幾乎近似為零，Q1 處于截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)，PNP 型三極管Q2因失去Q1 提供的基極工作電流而處于截止?fàn)顟B(tài)。

最后導(dǎo)致高響度有源蜂鳴器BU 失電而停止鳴叫。

該磁控門窗防盜報(bào)警器的磁鐵一般裝在門窗的室內(nèi)一側(cè)，靠近鎖或栓一邊的頂部的邊上;而將其電路板也裝在門窗的室內(nèi)一側(cè)，對(duì)應(yīng)的靠近鎖或栓一邊的頂部的框上。

啟用時(shí)，只需將開關(guān)S2 撥到打開位置。當(dāng)門窗正常關(guān)閉時(shí)， 干簧管S1 閉合， 三極管Q1、Q2 處于截止?fàn)顟B(tài)， 蜂鳴器BU 不發(fā)聲， 整機(jī)靜態(tài)電流約為100μA(當(dāng)增大R1 的阻值時(shí)，整機(jī)靜態(tài)電流還會(huì)變得更小);當(dāng)門窗被意外打開(如被撬開、被撞開、被鑰匙打開等)時(shí)， 干簧管S1 斷開， 三極管Q1、Q2 均處于導(dǎo)通狀態(tài)， 蜂鳴器BU 立即發(fā)出響亮的"嘟……"聲。

另外，如果要增大該磁控門窗防盜報(bào)警器的報(bào)警聲音和提高其報(bào)警可靠性，還可以再增加一個(gè)PNP 型三極管和一個(gè)高響度的有源蜂鳴器;如果要增加其工作狀態(tài)指示，還可以將一個(gè)限流電阻與一個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)后接入到電路中。相關(guān)改進(jìn)后的磁控門窗防盜報(bào)警器電路原理如圖2 所示。

圖2 改進(jìn)后的磁控門窗防盜報(bào)警器電路原理圖

二、元器件選擇

本磁控門窗防盜報(bào)警器所用的元器件均為普通元器件， 它們的外形如圖3 所示。

圖3 磁控門窗防盜報(bào)警器所用元器件

開關(guān)S1 選用常開型干簧管。它由一對(duì)磁性材料制造的彈性舌簧組成，被密封于玻璃管中。舌簧端面互疊并留有一條間隙，觸點(diǎn)上鍍有一層貴金屬，玻璃管中還灌充有惰性氣體。這就使得干簧管既有穩(wěn)定的性能，又有很長(zhǎng)的使用壽命。當(dāng)有恒磁鐵或線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)靠近開關(guān)時(shí)，一旦生成的磁場(chǎng)吸引力大于舌簧的彈性所產(chǎn)生的阻力，兩片舌簧接觸到一起，致使開關(guān)閉合;當(dāng)恒磁鐵或線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)遠(yuǎn)離開關(guān)時(shí)，一旦生成的磁場(chǎng)吸引力小于舌簧的彈性所產(chǎn)生的阻力，兩片舌簧重新分開，致使開關(guān)斷開。

開關(guān)S2 選用小型普通單刀單擲撥動(dòng)開關(guān)即可。

Q1 可用正品的S9014( 集電極最大允許電流ICM=0.15A, 最大允許功耗PCM=450mW) 或S9013、3DG8 等NPN 型硅小功率三極管( 電流放大系數(shù)β 值為50~200) ;Q2 或Q3 可用正品的S9012(ICM=0.5A,PCM=625mW) 或3CX200、3CG23 等PNP 型硅中功率三極管，β 值可在30~100 間選擇。

蜂鳴器BU1 或BU2 選用耐壓值大于9V 的，高響度的有源蜂鳴器(內(nèi)含振蕩電路)。

電阻R1 或R2 可選用RTXE,1/8W 型碳膜電阻器。其中R1 為100KΩ，R2 為10KΩ。另外，適當(dāng)增大R1 的阻值可以減小整個(gè)電路的靜態(tài)功耗，但也會(huì)減小有源蜂鳴器的響聲。另外，發(fā)光二極管D1 會(huì)增大整個(gè)電路的功耗，調(diào)試好最好不用。

電容C1選用CD11-16V型，1000μF電解電容器。

發(fā)光二極管D1 選用φ3mm 的普通發(fā)光二極管(紅、綠、黃、藍(lán)等發(fā)光顏色均可)。

電池BT 選用6F22 型9V 層疊電池。連接這種類型的電池，通常需要專用的電池扣，以方便更換。

三、制作與使用

由于該磁控門窗防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)十分簡(jiǎn)約，所以可選用萬能電路板來制作。圖4 即是采用萬能電路板制作的改進(jìn)后的磁控門窗防盜報(bào)警器實(shí)物圖。

圖4 磁控門窗防盜報(bào)警器實(shí)物圖。

下面以改進(jìn)后的這款磁控門窗防盜報(bào)警器為例，介紹相關(guān)的制作與使用技巧。

1.元器件的焊接。

由于選用的元器件的引腳均較小，用功率為25W 左右的電烙鐵焊接即可。焊接元器件時(shí)，有如下注意事項(xiàng)：

(1)彎折干簧管管腳時(shí)要特別注意：玻璃管體與金屬管腳結(jié)合部會(huì)受到外力作用，易導(dǎo)致玻璃管破裂，使里面灌充的惰性氣體泄露出來，影響到干簧管的正常性能和使用壽命。因此，彎折時(shí)，宜先用左手拿著尖嘴鉗夾緊靠近玻璃管體一邊的金屬管腳，然后根據(jù)安裝位置，再用右手拿著鑷子輕輕彎折該金屬管腳相應(yīng)的位置。另外，為發(fā)揮出干簧管在使用時(shí)的最大靈敏度，其金屬管腳彎折的方向應(yīng)與舌簧片在同一平面內(nèi)。這樣，當(dāng)干簧管的金屬管腳垂直焊接到電路板上以后，垂直于電路板放置的磁鐵才會(huì)對(duì)舌簧片有最大的吸引力作用效果，從而確保干簧管在使用時(shí)發(fā)揮出最大的靈敏度。

(2)將有源蜂鳴器接入電路時(shí)，需要注意其正、負(fù)極。有源蜂鳴器的引腳中，通常長(zhǎng)的為正極(在其頂部或外壁所對(duì)應(yīng)大概位置，一般也印制有"○ +"符號(hào))，短的為負(fù)極。另外，在焊接完有源蜂鳴器后，還要將出廠前在其頂部粘貼的圓形封條撕下，以便于其高響度發(fā)聲。

(3)固定6F22 型9V 層疊電池到電路板上時(shí)，可剪兩段約60mm 長(zhǎng)的，細(xì)的帶皮銅芯電纜線，彎成"∩"形，取適當(dāng)距離焊接在電路板上，再將9V層疊電池插到這兩個(gè)"∩"形捆扎條中。

2.測(cè)試。

該磁控門窗防盜報(bào)警器只要元器件質(zhì)量保證、焊接無誤， 均可正常工作。測(cè)試時(shí)，正常工作的該磁控門窗防盜報(bào)警器的特點(diǎn)為：閉合電源開關(guān)S2 時(shí)， 發(fā)光二極管D1 應(yīng)發(fā)光指示，蜂鳴器BU1 和BU2 也應(yīng)立即發(fā)出"嘟……"聲，整機(jī)工作電流約為190mA ;當(dāng)用磁鐵靠近干簧管S1 時(shí)，發(fā)光二極管D1 應(yīng)仍然發(fā)光指示，但報(bào)警聲應(yīng)馬上停止，整機(jī)靜態(tài)電流約為1.9mA.

3.安裝。

安裝時(shí)， 根據(jù)防盜的需要， 一般將磁鐵裝在門窗的室內(nèi)一側(cè)，靠近鎖或栓一邊的頂部的邊上，而將其電路板裝在門窗的室內(nèi)，對(duì)應(yīng)的靠近鎖或栓一邊的頂部的框上。然后，根據(jù)磁鐵的磁場(chǎng)吸引力的大小，采用磁鐵緩慢靠近干簧管的調(diào)試方法，即可測(cè)出最大感應(yīng)距離，再取最大感應(yīng)距離的1/2 至2/3 作為實(shí)際的安裝距離(這樣既可以保證干簧管的靈敏度和使用壽命，又可以方便電路板和磁鐵的安裝)。最后，再以門或窗的縫隙作為中間位置，將該磁控門窗防盜報(bào)警器的電路板和磁鐵分別固定到合適位置。

需要設(shè)防時(shí)，只須將相應(yīng)的門窗關(guān)好，將電源開關(guān)S2 撥到閉合位置。當(dāng)有意關(guān)閉的門窗被意外打開時(shí)， 該防盜報(bào)警器立即會(huì)發(fā)出連續(xù)的，尖銳的和響亮的"嘟……"聲予以告警，直到門窗再次被關(guān)閉。

由于該防盜器安裝簡(jiǎn)便和體積小巧， 因而還可作為柜子、抽屜的防盜衛(wèi)士。安裝和使用方法與以上也是類似的。

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