本文介紹了一種成本低廉、設計簡約、性能穩定、制作容易、調試簡單、安裝簡便、體積小巧的磁控門窗防盜報警器。
該防盜報警器是日常工作和生活中(尤其是居室、倉庫、密室等)非常適用的“門窗電子狗”。當關閉的門窗被意外打開時,該防盜報警器立即會發出連續的,尖銳的和響亮的“嘟…·”聲予以告警.直到門窗再次被關閉為止。
一、工作原理
該磁控門窗防盜報警器的電路原理如圖1所示。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的發射結是Q1的負載,而Q1又為Q2提供基極工作電流。Bu為高響度有源蜂鳴器(內含振蕩電路),是整個電路的報警發聲器件。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的交流內阻,使蜂鳴器發聲更響亮,并具有一定的延長電池使用壽命的作用。S2為小型普通單刀單擲撥動開關,控制著整個電路工作。BT為9V電池,為整個電路提供工作電源。
當磁鐵離開常開型干簧管s1一定距離時。s1斷開。NPN型三極管Q1的基極電位上升,當Q1處于正偏置時,Q1進人導通狀態。這時,PNP型三極管Q2因得到Q1提供的基極工作電流也處于導通狀態。最后,導致高響度有源蜂鳴器Bu得電而開始嗚叫報警。
當磁鐵靠近常開型干簧管s1時,s1閉合。NPN型三極管Q1的基極電位下降,vbe幾乎近似為零,Q1處于截止狀態。這時,PNP型三極管Q2因失去Q1提供的基極工作電流而處于截止狀態。最后導致高響度有源蜂鳴器Bu失電而停止嗚叫。
該磁控門窗防盜報警器的磁鐵一般裝在門窗的室內一側,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一側,對應的靠近鎖或栓一邊的頂部的框上。
啟用時,只需將開關s2撥到打開位置。當門窗正常關閉時.干簧管s1閉合.三極管Q1、Q2處于截止狀態,蜂嗚器Bu不發聲,整機靜態電流約為100μA(當增大R1的阻值時,整機靜態電流還會變得更小);當門窗被意外打開(如被撬開、被撞開、被鑰匙打開等)時.于簧管s1斷開.三極管Q1、Q2均處于導通狀態,蜂鳴器Bu立即發出響亮的“嘟……”聲。
另外,如果要增大該磁控門窗防盜報警器的報警聲音和提高其報警可靠性,還可以再增加一個PNP型三極管和一個高響度的有源蜂鳴器:如果要增加其工作狀態指示,還可以將一個限流電阻與一個發光二極管串聯后接入到電路中。相關改進后的磁控門窗防盜報警器電路原理如圖2所示。
二、元器件選擇
本磁控門窗防盜報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(略)。
圖3磁控門窗防盜報警器所用元器件
開關S1選用常開型干簧管。它由一對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定的性能,又有很長的使用壽命。當有恒磁鐵或線圈產生的磁場靠近開關時,一旦生成的磁場吸引力大于舌簧的彈性所產生的阻力,兩片舌簧接觸到一起,致使開關閉合;當恒磁鐵或線圈產生的磁場遠離開關時,一旦生成的磁場吸引力小于舌簧的彈性所產生的阻力,兩片舌簧重新分開,致使開關斷開。開關S2選用小型普通單刀單擲撥動開關即可。
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、3DGG8等NPN型硅小功率三極管(電流放大系數β值為50~200);Q2或Q3可用正品的S9012(ICM=O. 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選用耐壓值大干9V的,高響度的有源蜂嗚器(內含振蕩電路)。
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。適當增大R1的阻值可以減小整個電路的靜態功耗,但也會減小有源蜂鳴器的響聲。另外,發光二極管D1會增大整個電路的功耗,調試好最好不用。
電容c1選用cD11-16v型,1000 u F電解電容器。
發光二極管D1選用φ3mm的普通發光二極管(紅、綠、黃、藍等發光顏色均可)。
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警器的設計十分簡約,所以可選用萬能電路板來制作。圖4(略)即是采用萬能電路板制作的改進后的磁控門窗防盜報警器實物圖。
圖4磁控門窗防盜報警器實物圖
下面以改進后的這款磁控門窗防盜報警器為例,介紹相關的制作與使用技巧。
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,有如下注意事項:
(1)彎折干簧管管腳時要特別注意:玻璃管體與金屬管腳結合部會受到外力作用,易導致玻璃管破裂,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,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,然后根據安裝位置,再用右手拿著鑷子輕輕彎折該金屬管腳相應的位置。另外,為發揮出干簧管在使用時的最大靈敏度,其金屬管腳彎折的方向應與舌簧片在同一平面內。這樣,當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對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發揮出最大的靈敏度。
(2)將有源蜂鳴器接入電路時,需要注意其正、負極。有源蜂鳴器的引腳中,通常長的為正極(在其頂部或外壁所對應大概位置,一般也印制有“O+”符號),短的為負極。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,以便于其高響度發聲。
(3)固定6F22型9v層疊電池到電路板上時,可剪兩段約60mm長的,細的帶皮銅芯電纜線,彎成“n”形,取適當距離焊接在電路板上,再將9v層疊電池插到這兩個“n”形捆扎條中。
2.測試
該磁控門窗防盜報警器只要元器件質量保證、焊接無誤,均可正常工作。測試時,正常工作的該磁控門窗防盜報警器的特點為:閉合電源開關S2時,發光二極管D1應發光指示,蜂鳴器Bu1和Bu2也應立即發出“嘟·…”聲.整機工作電流約為190mA;當用磁鐵靠近干簧管s1時,發光二極管D1應仍然發光指示,但報警聲應馬上停止,整機靜態電流約為1. 9mA。
3.安裝
安裝時,根據防盜的需要,一般將磁鐵裝在門窗的室內一側,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,對應的靠近鎖或栓一邊的頂部的框上。然后,根據磁鐵的磁場吸引力的大?。捎么盆F緩慢靠近干簧管的調試方法,即可測出最大感應距離,再取最大感應距離的1/2至2/3作為實際的安裝距離(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警器的電路板和磁鐵分別固定到合適位置。
需要設防時,只須將相應的門窗關好,將電源開關s2撥到閉合位置。當有意關閉的門窗被意外打開時,該防盜報警器立即會發出連續的,尖銳的和響亮的“嘟…”聲予以告警,直到門窗再次被關閉。
由于該防盜器安裝簡便和體積小巧,因而還可作為柜子、抽屜的防盜衛士。安裝和使用方法與以上也是類似的。
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