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创意电子小制作,便携式防盗报警器

这里介绍的防盗报警器实物外形如图3-1所示,它具有成本低、制作容易、调试简单、体积小巧、携带方便和用途广泛等特点,是生活中(尤其是节假日出门旅游时)很有用的“电子卫士”。

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图3-1  便携式防盗报警器实物外形图

当作案的小偷在不知不觉中扯断非常细的报警线(细漆包线)时,防盗报警器即会发出响亮的“嘟……”声来。

弄懂工作原理

便携式防盗报警器的电路如图3-2所示。X1、X2为接线柱,L是缠绕在防盗物(或布设在小偷必经之路)上的细漆包线。VT1、VT2是两只极性相反的晶体三极管。VT2的发射结是VT1的负载,而VT1又为VT2提供基极电流,它们互相配合工作,在电阻器R2、电容器C1的正反馈作用下形成振荡,所以这个电路叫做互补型自激多谐振荡器。

平时,晶体三极管VT1的发射结被细漆包线L短路,VT1、VT2均处于截止状态,振荡电路不工作,扬声器B无声。此时整机耗电十分节省,实测静态总电流仅为30μA。一旦小偷搬动防盗物,紧缠的细漆包线L就会被扯断,晶体三极管VT1由电阻器R1获得偏流,振荡电路立即起振,振荡电流通过扬声器B,使之发出响亮的“嘟……”声来。

电路中,振荡频率主要取决于时间常数τ=R1×C1,故增减电阻器R1的阻值或电容器C1的容量,就可以改变扬声器B的发声音调。C2为交流旁路电容器,主要用来减小电池G的交流内电阻,使扬声器B发声更加响亮,并相对延长电池的使用寿命。

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图3-2  便携式防盗报警器电路图

准备好元器件

本制作所用的13个电子元器件全部为读者容易购买到的普通元器件,为方便初学者易认易购,特给出图3-3所示的实物外形图和表3所示的元器件清单。各元器件具体说明如下。

晶体管VT1可用9014(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3DG8型硅NPN小功率三极管,要求电流放大系数β值在50~200为宜;VT2可用9012(I CM =-0.5A,P CM =625mW)或3CX200、3CG23型硅PNP中功率三极管,β值可在30~100选择。

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图3-3  需要准备的元器件实物外形图

表3 元器件清单

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R1、R2均用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C1用CT1型瓷介电容器,C2用CD11-10V型电解电容器。B用φ57mm、阻抗8Ω、额定功率0.25W的小口径动圈式扬声器。SA可用小型CKB-1型单刀双掷拨动开关(仅用其中一掷)。X1、X2用普通小型接线柱,如720型小型彩色接线柱。

L用一定长度(具体视实际需要而定)、φ0.1mm以内的细漆包线,可拆自废旧变压器或线圈。对漆包线粗细的要求是,既有一定强度,又能够在小偷搬动防盗物时很容易被扯断。漆包线过细,布线不方便,尤其是接头处漆皮连接比较困难外,还很容易不小心被弄断;漆包线过粗,往往在小偷搬动防盗物时不容易被扯断,还会很容易被小偷发觉。

G用两节5号干电池串联而成,电压为3V;如欲进一步增大报警音量,可将电池组电压提高到4.5V或6V,即用3节或4节5号干电池串联供电。

开始动手制作

图3-4所示是该防盗报警器的印制电路板接线图。印制电路板可用刀刻的方法制作,实际尺寸约为30mm×20mm。

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图3-4  便携式防盗报警器印制电路板接线图

图3-5(a)所示是用刀刻法制成的印制电路板实物图。阻容元件和晶体三极管直接焊在电路板上,扬声器B、电源开关SA、电池G、接线柱X1和X2通过适当长度的导线与电路板焊通。焊接好的印制电路板(a)刀刻法制成的电路板 (b)焊接好元器件的电路板实物如图3-5(b)所示。

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图3-6  便携式防盗报警器实物装配图

整个电路按图3-6所示装入一外观精美的电子音乐门铃专用塑料外壳内,外壳尺寸约为100mm×65mm×32mm,要求盒内具有安装φ57mm扬声器的位置,面板开有扬声器释音孔,并且带有“一体化”的两节5号干电池(3V)架。外壳面板适当位置处按照图3-7所示,开孔固定接线柱X1、X2;侧面则按照图3-8所示,开孔通过2颗小螺丝钉固定电源开关SA即可。

需要指出的是,与印制电路板上晶体三极管VT2集电极相通的扬声器B的一端,连接线不用软电线,而是按照图3-5(b)中的“接扬声器B”所示采用了稍粗、较硬一些的元器件剪脚线,这样可以通过该剪脚线将电路板直接焊接并固定到扬声器的接线端,如图3-9所示。由于电路板体积小、重量轻,这种固定方法不需要任何螺丝钉等材料,简单而便捷。

该防盗报警器只要元器件质量保证,焊接无误,一般通电后即可正常工作。闭合电源开关SA,扬声器B应能立即发出“嘟……”声;用一段导线接通(或用小螺丝刀“桥接”)接线柱X1和X2,警报声应马上停止。

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图3-7  接线柱的固定方法

如嫌防盗报警器发声时音调太低沉(或高尖),可通过适当减小(或增大)电容器C1的容量或电阻器R1的阻值加以调节。如果觉得音量不够,可适当增大电阻器R2的阻值一试;但R2阻值也不可太大,否则电路报警时的耗电量将会显著增大,并且电路起振困难。

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图3-8  电源开关的固定方法

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图3-9  巧妙固定印制电路板

投入实际使用

实际使用时,根据防盗需要,将细漆包线L布设在房门或窗户的周围,或系在贵重物品上,或布设在防盗现场的四周,线头两端用细砂纸打掉漆皮后接防盗器上的X1、X2两接线柱。将防盗器放置在既不容易被小偷发觉、又能使声音很好传播出去的地方(如卧室床头等地),合上电源开关SA,就可进行适时监测并报警了。

当你乘坐公共交通工具出门旅行时,行李的防盗是一个特别值得关心的问题。由于此防盗器体积小巧、便于携带,所以还可作为旅途中行李包的“防盗卫士”。方法是:在乘坐火车或汽车时,将防盗器放在旅行包里,并将包放在行李架上,漆包线从包内引出绕过行李架铁杆再回到包中去,合上电源开关,锁好旅行包,主人就可安心体息了。如果有人行窃,势必会扯断漆包线,旅行包内就会发出响亮的“嘟……”声,起到警示作用。