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创意电子小制作之储藏室门被撬报警器

工程师邓生 来源:电子工程师小李 作者:杨鑫 2021-04-04 11:16 次阅读

弄懂工作原理

储藏室门被撬报警器的电路如图13-1所示,它实质上是一个振动式防盗报警器。压电陶瓷片B1在这里用作振动传感器,它紧贴房门扇背面固定在门锁附近。模拟集成电路A和功率放大三极管VT2、扬声器B2等组成音响报警电路;晶体三极管VT1用于放大压电陶瓷片B1产生的振动电信号,并向模拟声集成电路A提供正脉冲触发信号。

创意电子小制作之储藏室门被撬报警器

图13-1储藏室门被撬报警器电路图

平时,晶体三极管VT1、VT2均处于截止状态,模拟声集成电路A不工作,扬声器B2无声,整个电路静态电流为3μA左右。一旦窃贼撬锁开门,就会引起门扇背面固定的压电陶瓷片B1产生振动。B1输出一个微弱的电信号,使原来截止的晶体三极管VT1导通,电池G1通过VT1向模拟声集成电路A的触发端提供一个正脉冲信号,使A受触发工作。模拟声集成电路A工作后,其输出端输出内储“叮—咚……”声电信号,经晶体三极管VT2功率放大后,驱动扬声器B2发出响亮的告警声。模拟声集成电路A每受一次触发,扬声器B2会连续发出3遍“叮—咚”声,时间约4s。

电路中,晶体三极管VT1未设置偏流电路,目的有两个:一是利用晶体三极管VT1导通需压电陶瓷片B1提供》0.65V正向电压这一特性,使电路只对强烈的撬锁振动有反应,而对一般外界其他干扰引起的轻微振动无反应,从而降低了报警器的误报率;二是大幅度降低了电路的静态电流,使电池使用时间大大延长。一般每换一次新干电池,可工作一年多时间。电池G1为模拟声集成电路A提供合适的3V工作电压,G2主要是和G1串联起来,将晶体三极管VT2的工作电压提高到6V,使扬声器B2发声显著增大。

准备好元器件

本制作共用了10个元器件,采购清单见表13所示。

创意电子小制作之储藏室门被撬报警器

表13 元器件清单

A选用KD-153H型“叮—咚”门铃专用模拟声集成电路。该集成电路用黑膏封装在一块24mm×12mm的小印制电路板上,并给有插焊外围元器件(主要是功率放大三极管)的孔眼,安装使用很方便。KD-153H的主要参数:工作电压范围1.3~5V,典型值为3V,触发电流≤40μA;当工作电压为1.5V时,实测输出电流≥2mA、静态总电流《0.5μA;工作温度范围-10~60℃。KD-153H也可用HFC1500系列集成电路中内储“叮—咚”声的芯片来直接代替。

晶体管VT1用9015(集电极最大允许电流I CM =-0.1A,集电极最大允许功耗P CM =310mW)或9012、3CG21型硅PNP三极管,要求电流放大系数β》50;VT2用9013 (I CM =0.5A,P CM =625mW)或3DG12、3DK4型硅NPN中功率三极管,要求β》100。

B1选用普通HTD27A-1或FT-27型压电陶瓷片,其他型号的也可代用,但片径宜尽可能选择得大一些,以提高报警器触发灵敏度。B用φ57mm以内、阻抗是8Ω、额定功率≥0.25W的小口径动圈式扬声器。

G1和G2分别用两节5号干电池串联(配套塑料电池架)组成,输出电压各为3V。配套的塑料电池架,既可以是独立的两个3V塑料电池架,也可以共用一个6V塑料电池架。

制作与使用

由于整个报警器所用元器件很少,所以不必另行自制印制电路板。焊接时,如图13-1所示,将晶体三极管VT1和VT2直接焊在模拟声集成电路A的小印制电路板上,然后把它和电池G1、G2一同装入体积约为70mm×60mm×20mm的绝缘小盒内。焊接时应特别注意:电烙铁外壳一定要良好接地,以免交流感应电压击穿A内部CMOS电路!压电陶瓷片B1用长约20cm的双股电线引出盒外;扬声器B2用双股软塑电线(长度视楼房距储藏室的远近确定)引出盒外。扬声器B2可装入一个塑料香皂盒内,并事先在面板开出释音孔,制成漂亮的小音箱。

实际应用时,如图13-2所示,将压电陶瓷片B1用3颗长约1cm的木螺丝钉固定(或用强力胶粘固)在紧靠储藏室门扇背面的门锁部位,注意其金属基板面应平贴门扇,并将报警电路盒固定在门扇背面;扬声器盒则通过双股塑皮导线引至楼上住人房间内。这样,一旦有窃贼撬锁开门,扬声器B2就会发出响亮的“叮—咚……”报警声。如果试验用手敲打门板需较大劲才能触发电路,可对调一下压电陶瓷片B1的两根接线头,则电路触发灵敏度会提高许多。

创意电子小制作之储藏室门被撬报警器

图13-2储藏室门被撬报警器安装图

责任编辑:lq6

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