創(chuàng)客作品：自制自行車報(bào)警器（三）

　　單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器控制

　　為在不慎意外報(bào)警后自動(dòng)重置則需要合并電路。方法許多，最簡(jiǎn)便的就是通過(guò)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器被譯碼電路觸發(fā)，繼而引發(fā)報(bào)警。這就像門(mén)閂一樣，但是一段時(shí)間后會(huì)自動(dòng)重置。

　　單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的實(shí)現(xiàn)方法之一就是使用555計(jì)時(shí)器IC。通過(guò)改變電阻或電容很容易修改時(shí)間常量，并降低待機(jī)狀態(tài)下的功耗。

　　電路圖如下。

　　為使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器良好工作，需要計(jì)算下電阻和電容值，可參考數(shù)據(jù)列表中的等式。時(shí)間常量為10秒時(shí)意外觸發(fā)后報(bào)警器會(huì)立即重置，但在自行車被盜后卻無(wú)法重置。

　　T = 1.1 RA . C

　　1μF電容

　　RA = 10s

　　1.1 x 1μF

　　RA = 9090909?

　　RA = 10M?

　　555計(jì)時(shí)器時(shí)間常數(shù)為10秒左右，一個(gè)10nF的電容用于控制到接地端的引腳，通過(guò)一330?的電阻可將電路重置為高電平。

　　音響發(fā)生器

　　音響發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)方法有兩種。一是用單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器驅(qū)動(dòng)晶體管和揚(yáng)聲器?？墒菃?wèn)題在于如果希望聲音足夠響，就必須使用大型的揚(yáng)聲器，而大功率揚(yáng)聲器的供電又是個(gè)問(wèn)題。

　　因此我最終選擇了壓電式警笛。聲音強(qiáng)度足夠響亮且體積較小，對(duì)電流要求也較低。我選擇的一款Maplin微型警笛報(bào)警效果就很好。

　　下表為不同電壓下警笛的電流消耗情況。

　　盡管555計(jì)時(shí)器無(wú)法驅(qū)動(dòng)警笛，它也無(wú)需太過(guò)復(fù)雜的電路來(lái)驅(qū)動(dòng)(例如一個(gè)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器即可)，我選用了晶體管開(kāi)關(guān)，如下圖所示。

　　這里選用BC108，原因在于它能驅(qū)動(dòng)警笛且相對(duì)易得。

　　低電量指示器

　　由于報(bào)警器基于電池供電，因此需要指示燈反映蓄電池中剩余電量。指示器必須在身份認(rèn)證后方可顯示剩余電量，以使電量對(duì)行竊者不可見(jiàn)。這一功能通過(guò)鍵盤(pán)上的開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，即由單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器向晶體管轉(zhuǎn)換器發(fā)送信號(hào)(這樣能使耗電下降一半)。多諧振蕩器采用之前提到的或非門(mén)，晶體管再將供電情況轉(zhuǎn)換為電壓指標(biāo)。

　　指示剩余電量的形式有許多，例如柱狀圖或單LED燈指示。為便于觀察和讀數(shù)我最終選用了三色LED，從綠色、黃色到紅色依次表示電量充足到電量過(guò)低。

　　電路中齊納二極管和偏置晶體管控制內(nèi)部紅色和綠色的顯示強(qiáng)度，電路結(jié)構(gòu)如下。

　　兩個(gè)齊納二極管在電池電量耗盡時(shí)可以標(biāo)定電壓，左側(cè)電壓應(yīng)保持在9V左右，而右側(cè)一個(gè)在9V電池供電下電壓約為7.5V。

　　PCB

　　為此需要做一個(gè)PCB。我本打算做一個(gè)單層PCB，但后來(lái)由于無(wú)法實(shí)現(xiàn)，所以還是做了雙層。我在計(jì)算機(jī)上畫(huà)出樣板草圖并用激光打印機(jī)打印出來(lái)，影印到醋酸鹽膠片上用于PCB的光刻。PCB圖如下(下圖為實(shí)際尺寸的一半)。

　　Track side

　　走線

　　元件面

　　圖中自行車排列在元件和軌道電路周圍，用平面圖表示實(shí)際三維空間內(nèi)兩側(cè)相連。