1.10　語音型門窗群防盜報警器

通常，竊賊以門窗為突破口，撬門扭鎖乘機行竊。門窗成為預防竊賊入室作案的關鍵性防線。為此，市場上各種基于門窗的形形色色的防盜報警器層出不窮，令人眼花繚亂。但筆者通過調查發現，幾乎所有的門窗防盜警報器都存在一個共同的不足：無法區分主人和竊賊，只要主人動一下門窗，均會引發亂響亂叫，虛張聲勢，不但吵鬧令人煩，而且謊報軍情——天天“狼來了”。

筆者通過數年的反復設計、實驗，成功制作了如圖1-99所示的新穎獨特、具有識別功能的門窗群防盜報警器，經實際安裝使用，認為它工作穩定可靠、報警準確、發聲響亮、用電節省，具有普遍推廣使用價值，實為市售普通簡易門窗防盜報警器的升級換代產品。

1.10.1　工作原理

語音型門窗群防盜報警器的電路如圖1-100所示，它由探測、主機、報警三大部分組成。

探測部分實際上是干簧管E與小磁鐵構成的磁控開關（也叫磁控傳感器），其作用是將檢測到的門窗位移信號轉換為相應的開關電信號。實際中可根據門窗的多少，選用n（自然數）組這樣的磁控開關串聯（指干簧管）起來，分別安裝在各門窗上。

主機部分主要由設計獨特的開機延遲監測開關和觸發延遲報警開關兩部分組成，以巧妙實現“識別”功能。開機延遲監測開關能夠在每次接通主機電源時，延遲一段時間后才允許對來自探測部分的開關電信號作出響應。其中：晶體三極管VT1、晶體二極管VD1、電容器C1、電阻器R1和R2組成開機延遲開關，晶體三極管VT2、電容器C2、電阻器R3組成單向晶閘管VS的觸發電路，而晶體三極管VT2的狀態，乃至作為電子開關主回路的單向晶閘管VS的通斷與否，均受到開機延遲開關和探測電路開關電信號的雙重控制。觸發延遲報警開關電路在每次有效探測到門窗打開信號（即VS開通）后，能夠延時接通語音型電喇叭HA 的電源。其中：“555”時基集成電路A與電阻器R4、電容器C3、晶體二極管VD2等構成簡易單穩態延時電路，晶體三極管VT3和限流電阻器R5構成電子開關。顯然，要使語音型電喇叭HA通電工作，就必須滿足開機延遲監測開關和觸發延遲報警開關依次“開通”（也就是VS、VT3先后導通）這樣一個先決條件。

報警部分采用成品語音型電喇叭HA，它在通電后能夠反復發出“抓賊呀……”喊聲。此聲有別于以往的尖叫聲、警笛聲，是一種真正能夠引起人們警覺的報警聲；報警聲級高達85dB，可震懾并嚇退竊賊，并及時向主人及近鄰告警。

整個電路工作過程：由于小磁鐵和干簧管E固定在門窗上，所以在門窗關閉時干簧管E內部兩常開觸點受外磁力作用呈閉合狀態。接通電源開關SA，電池G通過電阻器R1和晶體三極管VT1的發射結對電容器C1充電，充電電流使晶體三極管VT1飽和導通。此時開門窗，雖然干簧管E內部兩觸點隨之斷開，但由于晶體三極管VT1呈導通狀態，故不會觸發后級電路工作。主人可利用這段時間從容不迫地離開房間，并鎖好大門。約經30s后，電容器C1充電接近結束，晶體三極管VT1趨向截止，電路自動進入監測狀態。

此后，一旦有竊賊破門窗入室行竊，隨著門窗的被打開，小磁鐵就會遠離干簧管E，使得干簧管E內部兩觸點依靠自身彈性跳開，晶體三極管VT2基極通過電阻器R2獲得偏流，晶體三極管VT2導通，單向晶閘管VS獲合適觸發電流（實測＜1.2mA）亦導通（實測管壓降≤0.75V）。于是時基集成電路A通電工作，電池G通過電阻器R4、單向晶閘管VS對電容器C3充電。由于電容器C3充電需要一定時間，所以時基集成電路A的第2、6腳暫處于高電位，第3腳輸出低電平，晶體三極管VT3截止，語音型電喇叭HA不工作。約經15s后，時基集成電路A的第2腳電位下降至1/3電源電壓（3V）以下，第3腳輸出高電平，晶體三極管VT3飽和導通，語音型電喇叭HA得電便發出響亮的“抓賊呀……”喊聲來。

上述設計15s的延遲發聲，主要是為了識別主人。當主人開門入室后，在這段時間內可切斷暗開關SA，避免誤報警。由于單向晶閘管VS具有自保導通功能，被觸發后將維持其導通狀態，故一旦報警聲突起，竊賊即使很快關好門窗或發現干簧管E及其引線并破壞，也無濟于事。唯有主人切斷暗開關SA，才能使電路斷電停止報警。

電路中，晶體二極管VD1、VD2分別為電容器C1和C3提供快速放電回路，以保證每次延遲時間的準確性。

1.10.2　元器件選擇

該制作的主機部分總共用了28個電子元器件，讀者可對照圖1-101所示的實物集體照一一進行配購。

A選用NE555或μA555、LM555、5G1555等型“555”時基集成電路，它是一種模擬、數字混合集成電路，采用雙列8腳直插式封裝（DIP-8），其引腳識別和功能如圖1-102所示。“555”時基集成電路具有定時精確、驅動能力強、電源電壓范圍寬、外圍電路簡單及用途廣泛等特點，非常適合電子愛好者制作時使用。

VS采用小型塑封單向晶閘管，如MCR100-1、MCR100-6、BT169、2N6565型等。單向晶閘管也叫單向可控硅，它是一種具有3個PN結的功率型半導體器件，廣泛應用在無觸點開關、可控整流、調壓等電路中。本制作中所用的單向晶閘管為小功率管，其外形如同普通塑料封裝的小功率三極管，如圖1-103所示是它們的實物外形和管腳排列圖；單向晶閘管共有3個引腳：陽極A、陰極K和控制極G，制作時注意不要接錯引腳。

晶體管VT1、VT2均用9014（集電極最大允許電流ICM=0.1A，集電極最大允許功耗PCM=310mW）型硅NPN小功率三極管，VT3用8050（集電極最大允許電流ICM=1.5A，集電極最大允許功耗PCM=1W）型硅NPN中功率三極管，均要求β＞100。VD1、VD2用1N4148型硅開關二極管。

R1～R5均用RTX-l/8W型碳膜電阻器。C1、C3均用CD11-16V型電解電容器，C2用CT1型瓷介電容器。

X1～X4用普通小型接線柱，如720型小型彩色接線柱。SA用小型單刀單擲開關，亦可用CKB-2型單刀雙擲開關來代替（僅用其中一擲）。G用6節5號干電池串聯而成，電壓9V。由于實際中很少有專門的9V塑料電池架，所以在此推薦采用一個6V塑料電池架和一個3V塑料電池架串聯后代替。

探測部分所用元器件的實物外形如圖1-104（a）所示。E可用體積較小的JAG-4型（?3mm×20mm）常開觸點干簧管。小磁鐵可用?26型（26mm×7mm×7mm）條形磁鐵。目前，電子元器件市場上已有如圖1-104（b）所示的成品磁控開關出售，它是廠家將干簧管和小磁鐵分別置入便于固定安裝的塑料外殼內生產而成，專供各種磁控式防盜報警器等產品作為配件。建議讀者盡量采用這種專門的成品磁控開關，它安裝簡便，工作穩定可靠、外觀也不錯。

報警部分所用的語音型電喇叭HA，可選用LQ46-88D型會喊“抓賊呀”的成品小號筒式語音報警專用電喇叭，其外形尺寸及引線區分如圖1-105所示。該電喇叭內部已包含語音發生器、音頻功率放大器和電-聲換能器，只要給它接上6～18V直流電壓，它便會用普通漢語連續發出清晰響亮的“抓賊呀……”喊聲來，使用非常方便。讀者如果一時購買不到這種語音型電喇叭，也可用普通9V直流電警笛聲電喇叭來直接代替。

1.10.3　動手制作

整個制作實際上是指主機的制作，其過程可分為焊接電路、調試電路和組裝三大步驟來完成，現分步介紹如下。

第一步，焊接電路

首先，裁取一塊尺寸約為40 mm×28mm的單孔“洞洞板”，按照圖1-106所示給出的電路板接線圖進行焊接（注意：焊接面朝向讀者，元器件在板的背面）。焊接時充分利用元器件引腳飛線連接，要求焊點光亮整潔。采用“洞洞板”的好處是取材簡便、成本低廉、使用方便，可達到事半功倍的效果。

焊接好的電路板實物如圖1-107所示。焊接時注意，“555”時基集成電路A的第3腳與電阻器R5的一端采用“跳線”（適當長度的細電線）連接。“洞洞板”上焊接的5根細電線長度不能小于如圖1-107（c）所示給出的數據，還有一根接電池G負極引線的短線（可用元器件的剪腳線），長度大于1cm就可以了，以便于后面的組裝。

第二步，調試電路

焊接好的電路板，經檢查無問題后，便可按圖1-108（a）所示臨時接上語音型電喇叭HA和9V電池，注意不要接反正、負極性或接錯電路板上的引線。在接通電池G時，開始秒計時（可觀察鐘表的秒指針），至語音型電喇叭HA開始發聲為止。這段時間即為主機每次通電時的開機延遲監測時間，一般正常情況下約為30s。如果嫌這一時間太短（或太長），可通過適當增加（或減小）電路板上面的電容器C1的容量或電阻器R1的阻值來加以調整。如果通電后語音型電喇叭HA始終不發聲或立即發聲，在確定所用元器件質量無問題的前提下，應著重檢查電路板上面的晶體三極管VT1和VT2、單向晶閘管VS的引腳是否焊錯，電容器C1、晶體二極管VD1的極性是否焊反，直到排除故障為止。另外，電容器C1質量不保證、漏電嚴重時，也會導致語音型電喇叭HA始終不發聲。

接下來，按照圖1-108（b）所示，將語音型電喇叭HA的負極引線改換接線位置，并事先將接探測部分干簧管的兩根引線接通。在接通電源約40s以后，斷開兩根引線并開始秒計時，至語音型電喇叭HA開始發聲為止。這個時間即為主機每次被探測信號觸發后延遲報警的時間，一般正常情況下約為15s。如果嫌這一時間太短（或太長），可通過適當增加（或減小）電阻器R4的阻值或電容器C3的容量來加以調整。如果語音型電喇叭HA始終不發聲或立即發聲，應著重檢查電路板上面的時基集成電路A、晶體三極管VT3的引腳是否焊錯，電容器C3、晶體二極管VD2的極性是否焊反，直到排除故障為止。

第三步，組裝

其主要任務是將檢測并調試好的電路板連同電池G、電源開關SA、接線柱X1～X4等，安裝在一個體積合適的塑料機殼內。具體方法：首先，選一個如圖1-109（a）所示的尺寸約為110mm×75mm×35mm的通用型塑料機盒，或體積相當的塑料香皂盒、電子門鈴外殼等，作為主機的外殼。

然后，按照圖1-109（b）所示，在機殼適當位置處開孔安裝電源開關SA，并利用機殼原有的4個穿線孔固定接線柱X1～X4；按照圖1-109（c）所示，用一顆?3mm×10mm的自攻螺釘固定電路板；并參照前面圖1-107（c）的電路板引線頭說明，按照圖1-109（d）所示，將電路板各引線正確地焊接在接線柱X1～X4、電源開關SA的接線端上；按照圖1-109（e）所示，將電池G的正極引線頭焊接在電源開關SA的接線端上，負極引線頭焊接在電路板的短金屬引線上。為了整齊美觀，可用熱熔膠固定電線等。

最后，按照圖1-109（f）所示，用兩顆?3mm×25mm的自攻螺絲釘將后蓋固定好。為了方便使用和美觀，可設計面板圖案及標簽，用打印機在白色不干膠貼紙上打印出來后，裁剪并粘貼在外殼適當位置處，如圖1-109（g）～圖1-109（i）所示。裝配好的主機外形如圖1-109（j）所示，外觀設計還不錯吧。

1.10.4　投入使用

實際應用時，按照圖1-110所示，在室內門扇（或窗扇）的移動邊沿固定小磁鐵，在對應框邊固定干簧管E，要求小磁鐵隨著門窗扇的打開（僅數厘米的小縫隙或位移）與關閉，干簧管E內部兩觸點能夠靈敏、可靠地跳開與吸合。如圖1-111（a）所示是普通干簧管E和小磁鐵的實際安裝照片，干簧管E可用塑料膠帶進行粘固，小磁鐵可用雙面膠進行粘固，兩者也可用熱熔膠進行粘固、用大頭針進行固定。如圖1-111（b）所示是成品磁控開關的實際安裝照片，兩者既可用雙面膠粘固，也可分別用兩顆?3mm×15mm的木螺釘通過外殼上提供的專門安裝孔固定。

磁控開關（即干簧管E）的兩根引線（細電線或漆包線均可）與主機（即電路盒）接通，要求主機放置在室內主人便于開關電源、且竊賊一時又難以發現的隱蔽處（如房內套間、抽屜或衣柜內等）；語音型電喇叭HA則通過隱蔽的雙股電線（線徑宜粗些，注意區分正、負極性），引至聲音傳播良好、且竊賊不易破壞到的高處安裝。小磁鐵、干簧管E及引線明裝暗設均可，因為竊賊入室后發現并破壞它們時，觸發報警的信號早已在開門窗的瞬間傳到了主機，破壞探測部分無濟于事。

如有多個門窗需要防盜，可按照圖1-112所示，分別在每個門窗上都安裝上一對由小磁鐵和干簧管E組成的磁控開關，并把所有干簧管的觸點引腳線用電線串聯起來，首、尾線頭再接主機。這樣在戒備狀態時，任何一個門窗被打開幾厘米的小縫隙，均將引發報警。

使用時注意，應定期檢查干電池容量是否充足，聲響變弱時應及時更換新干電池。由于該防盜報警器在戒備狀態時耗電甚微，實測靜態總電流＜10μA，故用電非常節省；每換一次新干電池，通常在不報警的情況下可連續工作1年多時間。