磁控門窗防盜報警器,Burglar Alarm

關(guān)鍵字：磁控，防盜報警電路

作者：余建波 劉耀海 冷見陽 楊振興

    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。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)人導(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得電而開始嗚叫報警。

    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失電而停止嗚叫。

    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)，蜂嗚器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．于簧管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。

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(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、3DGG8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=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(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，1000 u F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（略）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。

    (2)將有源蜂鳴器接入電路時，需要注意其正、負(fù)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(yīng)大概位置，一般也印制有“O+”符號)，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，可剪兩段約60mm長的，細(xì)的帶皮銅芯電纜線，彎成“n”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“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(zhì)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(guān)S2時，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，發(fā)光二極管D1應(yīng)仍然發(fā)光指示，但報警聲應(yīng)馬上停止，整機(jī)靜態(tài)電流約為1. 9mA。

  3．安裝

  安裝時，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(shè)防時，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，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。

    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(wèi)士。安裝和使用方法與以上也是類似的。