自制磁控门窗防盗报警器

本文介绍了一种成本低廉、设计简约、性能稳定、制作容易、调试简单、安装简便、体积小巧的磁控门窗防盗报警器。

该防盗报警器是日常工作和生活中( 尤其是居室、仓库、密室等) 非常适用的"门窗电子狗".当关闭的门窗被意外打开时， 该防盗报警器立即会发出连续的，尖锐的和响亮的"嘟……"声予以告警，直到门窗再次被关闭为止。

一、工作原理

该磁控门窗防盗报警器的电路原理如图1 所示。

图1 磁控门窗防盗报警器电路原理图

S1 为常开型干簧管，需与磁铁配合工作。Q1 为NPN 型三极管，Q2 为PNP 型三极管。Q2 的发射结是Q1 的负载，而Q1 又为Q2 提供基极工作电流。

BU 为高响度有源蜂鸣器(内含振荡电路)，是整个电路的报警发声器件。R1 是偏置电阻，为Q1 的正常工作提供偏置电流。C1 为交流旁路电容器， 主要用来减小电池BT 的交流内阻， 使蜂鸣器发声更响亮，并具有一定的延长电池使用寿命的作用。S2 为小型普通单刀单掷拨动开关，控制着整个电路工作。BT为9V 电池，为整个电路提供工作电源。

当磁铁离开常开型干簧管S1 一定距离时，S1断开。NPN 型三极管Q1 的基极电位上升，当Q1处于正偏置时，Q1 进入导通状态。这时，PNP 型三极管Q2 因得到Q1 提供的基极工作电流也处于导通状态。最后，导致高响度有源蜂鸣器BU 得电而开始鸣叫报警。

当磁铁靠近常开型干簧管S1 时，S1 闭合。

NPN 型三极管Q1 的基极电位下降，Vbe 几乎近似为零，Q1 处于截止状态。这时，PNP 型三极管Q2因失去Q1 提供的基极工作电流而处于截止状态。

最后导致高响度有源蜂鸣器BU 失电而停止鸣叫。

该磁控门窗防盗报警器的磁铁一般装在门窗的室内一侧，靠近锁或栓一边的顶部的边上;而将其电路板也装在门窗的室内一侧，对应的靠近锁或栓一边的顶部的框上。

启用时，只需将开关S2 拨到打开位置。当门窗正常关闭时， 干簧管S1 闭合， 三极管Q1、Q2 处于截止状态， 蜂鸣器BU 不发声， 整机静态电流约为100μA(当增大R1 的阻值时，整机静态电流还会变得更小);当门窗被意外打开(如被撬开、被撞开、被钥匙打开等)时， 干簧管S1 断开， 三极管Q1、Q2 均处于导通状态， 蜂鸣器BU 立即发出响亮的"嘟……"声。

另外，如果要增大该磁控门窗防盗报警器的报警声音和提高其报警可靠性，还可以再增加一个PNP 型三极管和一个高响度的有源蜂鸣器;如果要增加其工作状态指示，还可以将一个限流电阻与一个发光二极管串联后接入到电路中。相关改进后的磁控门窗防盗报警器电路原理如图2 所示。

图2 改进后的磁控门窗防盗报警器电路原理图

二、元器件选择

本磁控门窗防盗报警器所用的元器件均为普通元器件， 它们的外形如图3 所示。

图3 磁控门窗防盗报警器所用元器件

开关S1 选用常开型干簧管。它由一对磁性材料制造的弹性舌簧组成，被密封于玻璃管中。舌簧端面互叠并留有一条间隙，触点上镀有一层贵金属，玻璃管中还灌充有惰性气体。这就使得干簧管既有稳定的性能，又有很长的使用寿命。当有恒磁铁或线圈产生的磁场靠近开关时，一旦生成的磁场吸引力大于舌簧的弹性所产生的阻力，两片舌簧接触到一起，致使开关闭合;当恒磁铁或线圈产生的磁场远离开关时，一旦生成的磁场吸引力小于舌簧的弹性所产生的阻力，两片舌簧重新分开，致使开关断开。

开关S2 选用小型普通单刀单掷拨动开关即可。

Q1 可用正品的S9014( 集电极最大允许电流ICM=0.15A, 最大允许功耗PCM=450mW) 或S9013、3DG8 等NPN 型硅小功率三极管( 电流放大系数β 值为50~200) ;Q2 或Q3 可用正品的S9012(ICM=0.5A,PCM=625mW) 或3CX200、3CG23 等PNP 型硅中功率三极管，β 值可在30~100 间选择。

蜂鸣器BU1 或BU2 选用耐压值大于9V 的，高响度的有源蜂鸣器(内含振荡电路)。

电阻R1 或R2 可选用RTXE,1/8W 型碳膜电阻器。其中R1 为100KΩ，R2 为10KΩ。另外，适当增大R1 的阻值可以减小整个电路的静态功耗，但也会减小有源蜂鸣器的响声。另外，发光二极管D1 会增大整个电路的功耗，调试好最好不用。

电容C1选用CD11-16V型，1000μF电解电容器。

发光二极管D1 选用φ3mm 的普通发光二极管(红、绿、黄、蓝等发光颜色均可)。

电池BT 选用6F22 型9V 层叠电池。连接这种类型的电池，通常需要专用的电池扣，以方便更换。

三、制作与使用

由于该磁控门窗防盗报警器的设计十分简约，所以可选用万能电路板来制作。图4 即是采用万能电路板制作的改进后的磁控门窗防盗报警器实物图。

图4 磁控门窗防盗报警器实物图。

下面以改进后的这款磁控门窗防盗报警器为例，介绍相关的制作与使用技巧。

1.元器件的焊接。

由于选用的元器件的引脚均较小，用功率为25W 左右的电烙铁焊接即可。焊接元器件时，有如下注意事项：

(1)弯折干簧管管脚时要特别注意：玻璃管体与金属管脚结合部会受到外力作用，易导致玻璃管破裂，使里面灌充的惰性气体泄露出来，影响到干簧管的正常性能和使用寿命。因此，弯折时，宜先用左手拿着尖嘴钳夹紧靠近玻璃管体一边的金属管脚，然后根据安装位置，再用右手拿着镊子轻轻弯折该金属管脚相应的位置。另外，为发挥出干簧管在使用时的最大灵敏度，其金属管脚弯折的方向应与舌簧片在同一平面内。这样，当干簧管的金属管脚垂直焊接到电路板上以后，垂直于电路板放置的磁铁才会对舌簧片有最大的吸引力作用效果，从而确保干簧管在使用时发挥出最大的灵敏度。

(2)将有源蜂鸣器接入电路时，需要注意其正、负极。有源蜂鸣器的引脚中，通常长的为正极(在其顶部或外壁所对应大概位置，一般也印制有"○ +"符号)，短的为负极。另外，在焊接完有源蜂鸣器后，还要将出厂前在其顶部粘贴的圆形封条撕下，以便于其高响度发声。

(3)固定6F22 型9V 层叠电池到电路板上时，可剪两段约60mm 长的，细的带皮铜芯电缆线，弯成"∩"形，取适当距离焊接在电路板上，再将9V层叠电池插到这两个"∩"形捆扎条中。

2.测试。

该磁控门窗防盗报警器只要元器件质量保证、焊接无误， 均可正常工作。测试时，正常工作的该磁控门窗防盗报警器的特点为：闭合电源开关S2 时， 发光二极管D1 应发光指示，蜂鸣器BU1 和BU2 也应立即发出"嘟……"声，整机工作电流约为190mA ;当用磁铁靠近干簧管S1 时，发光二极管D1 应仍然发光指示，但报警声应马上停止，整机静态电流约为1.9mA.

3.安装。

安装时， 根据防盗的需要， 一般将磁铁装在门窗的室内一侧，靠近锁或栓一边的顶部的边上，而将其电路板装在门窗的室内，对应的靠近锁或栓一边的顶部的框上。然后，根据磁铁的磁场吸引力的大小，采用磁铁缓慢靠近干簧管的调试方法，即可测出最大感应距离，再取最大感应距离的1/2 至2/3 作为实际的安装距离(这样既可以保证干簧管的灵敏度和使用寿命，又可以方便电路板和磁铁的安装)。最后，再以门或窗的缝隙作为中间位置，将该磁控门窗防盗报警器的电路板和磁铁分别固定到合适位置。

需要设防时，只须将相应的门窗关好，将电源开关S2 拨到闭合位置。当有意关闭的门窗被意外打开时， 该防盗报警器立即会发出连续的，尖锐的和响亮的"嘟……"声予以告警，直到门窗再次被关闭。

由于该防盗器安装简便和体积小巧， 因而还可作为柜子、抽屉的防盗卫士。安装和使用方法与以上也是类似的。

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