自制磁控門窗防盜報警器

本文介紹了一種成本低廉、設(shè)計簡約、性能穩(wěn)定、制作容易、調(diào)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(dāng)關(guān)閉的門窗被意外打開時， 該防盜報警器立即會發(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

該磁控門窗防盜報警器的電路原理如圖1 所示。

圖1 磁控門窗防盜報警器電路原理圖

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)，是整個電路的報警發(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，并具有一定的延長電池使用壽命的作用。S2 為小型普通單刀單擲撥動開關(guān)，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(dāng)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(dāng)Q1處于正偏置時，Q1 進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。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(dǎo)通狀態(tài)。最后，導(dǎo)致高響度有源蜂鳴器BU 得電而開始鳴叫報警。

當(dāng)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?fàn)顟B(tài)。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?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)，對應(yīng)的靠近鎖或栓一邊的頂部的框上。

啟用時，只需將開關(guān)S2 撥到打開位置。當(dāng)門窗正常關(guān)閉時， 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，整機(jī)靜態(tài)電流還會變得更小);當(dāng)門窗被意外打開(如被撬開、被撞開、被鑰匙打開等)時， 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(tài)指示，還可以將一個限流電阻與一個發(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警器電路原理圖

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。

圖3 磁控門窗防盜報警器所用元器件

開關(guān)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(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，又有很長的使用壽命。當(dāng)有恒磁鐵或線圈產(chǎn)生的磁場靠近開關(guān)時，一旦生成的磁場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)生的磁場遠(yuǎn)離開關(guān)時，一旦生成的磁場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電路的靜態(tài)功耗，但也會減小有源蜂鳴器的響聲。另外，發(fā)光二極管D1 會增大整個電路的功耗，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警器的設(shè)計十分簡約，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警器實物圖。

圖4 磁控門窗防盜報警器實物圖。

下面以改進(jìn)后的這款磁控門窗防盜報警器為例，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，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(jié)合部會受到外力作用，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，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(fā)揮出最大的靈敏度。