1.10　语音型门窗群防盗报警器

通常，窃贼以门窗为突破口，撬门扭锁乘机行窃。门窗成为预防窃贼入室作案的关键性防线。为此，市场上各种基于门窗的形形色色的防盗报警器层出不穷，令人眼花缭乱。但笔者通过调查发现，几乎所有的门窗防盗警报器都存在一个共同的不足：无法区分主人和窃贼，只要主人动一下门窗，均会引发乱响乱叫，虚张声势，不但吵闹令人烦，而且谎报军情——天天“狼来了”。

笔者通过数年的反复设计、实验，成功制作了如图1-99所示的新颖独特、具有识别功能的门窗群防盗报警器，经实际安装使用，认为它工作稳定可靠、报警准确、发声响亮、用电节省，具有普遍推广使用价值，实为市售普通简易门窗防盗报警器的升级换代产品。

1.10.1　工作原理

语音型门窗群防盗报警器的电路如图1-100所示，它由探测、主机、报警三大部分组成。

探测部分实际上是干簧管E与小磁铁构成的磁控开关（也叫磁控传感器），其作用是将检测到的门窗位移信号转换为相应的开关电信号。实际中可根据门窗的多少，选用n（自然数）组这样的磁控开关串联（指干簧管）起来，分别安装在各门窗上。

主机部分主要由设计独特的开机延迟监测开关和触发延迟报警开关两部分组成，以巧妙实现“识别”功能。开机延迟监测开关能够在每次接通主机电源时，延迟一段时间后才允许对来自探测部分的开关电信号作出响应。其中：晶体三极管VT1、晶体二极管VD1、电容器C1、电阻器R1和R2组成开机延迟开关，晶体三极管VT2、电容器C2、电阻器R3组成单向晶闸管VS的触发电路，而晶体三极管VT2的状态，乃至作为电子开关主回路的单向晶闸管VS的通断与否，均受到开机延迟开关和探测电路开关电信号的双重控制。触发延迟报警开关电路在每次有效探测到门窗打开信号（即VS开通）后，能够延时接通语音型电喇叭HA 的电源。其中：“555”时基集成电路A与电阻器R4、电容器C3、晶体二极管VD2等构成简易单稳态延时电路，晶体三极管VT3和限流电阻器R5构成电子开关。显然，要使语音型电喇叭HA通电工作，就必须满足开机延迟监测开关和触发延迟报警开关依次“开通”（也就是VS、VT3先后导通）这样一个先决条件。

报警部分采用成品语音型电喇叭HA，它在通电后能够反复发出“抓贼呀……”喊声。此声有别于以往的尖叫声、警笛声，是一种真正能够引起人们警觉的报警声；报警声级高达85dB，可震慑并吓退窃贼，并及时向主人及近邻告警。

整个电路工作过程：由于小磁铁和干簧管E固定在门窗上，所以在门窗关闭时干簧管E内部两常开触点受外磁力作用呈闭合状态。接通电源开关SA，电池G通过电阻器R1和晶体三极管VT1的发射结对电容器C1充电，充电电流使晶体三极管VT1饱和导通。此时开门窗，虽然干簧管E内部两触点随之断开，但由于晶体三极管VT1呈导通状态，故不会触发后级电路工作。主人可利用这段时间从容不迫地离开房间，并锁好大门。约经30s后，电容器C1充电接近结束，晶体三极管VT1趋向截止，电路自动进入监测状态。

此后，一旦有窃贼破门窗入室行窃，随着门窗的被打开，小磁铁就会远离干簧管E，使得干簧管E内部两触点依靠自身弹性跳开，晶体三极管VT2基极通过电阻器R2获得偏流，晶体三极管VT2导通，单向晶闸管VS获合适触发电流（实测＜1.2mA）亦导通（实测管压降≤0.75V）。于是时基集成电路A通电工作，电池G通过电阻器R4、单向晶闸管VS对电容器C3充电。由于电容器C3充电需要一定时间，所以时基集成电路A的第2、6脚暂处于高电位，第3脚输出低电平，晶体三极管VT3截止，语音型电喇叭HA不工作。约经15s后，时基集成电路A的第2脚电位下降至1/3电源电压（3V）以下，第3脚输出高电平，晶体三极管VT3饱和导通，语音型电喇叭HA得电便发出响亮的“抓贼呀……”喊声来。

上述设计15s的延迟发声，主要是为了识别主人。当主人开门入室后，在这段时间内可切断暗开关SA，避免误报警。由于单向晶闸管VS具有自保导通功能，被触发后将维持其导通状态，故一旦报警声突起，窃贼即使很快关好门窗或发现干簧管E及其引线并破坏，也无济于事。唯有主人切断暗开关SA，才能使电路断电停止报警。

电路中，晶体二极管VD1、VD2分别为电容器C1和C3提供快速放电回路，以保证每次延迟时间的准确性。

1.10.2　元器件选择

该制作的主机部分总共用了28个电子元器件，读者可对照图1-101所示的实物集体照一一进行配购。

A选用NE555或μA555、LM555、5G1555等型“555”时基集成电路，它是一种模拟、数字混合集成电路，采用双列8脚直插式封装（DIP-8），其引脚识别和功能如图1-102所示。“555”时基集成电路具有定时精确、驱动能力强、电源电压范围宽、外围电路简单及用途广泛等特点，非常适合电子爱好者制作时使用。

VS采用小型塑封单向晶闸管，如MCR100-1、MCR100-6、BT169、2N6565型等。单向晶闸管也叫单向可控硅，它是一种具有3个PN结的功率型半导体器件，广泛应用在无触点开关、可控整流、调压等电路中。本制作中所用的单向晶闸管为小功率管，其外形如同普通塑料封装的小功率三极管，如图1-103所示是它们的实物外形和管脚排列图；单向晶闸管共有3个引脚：阳极A、阴极K和控制极G，制作时注意不要接错引脚。

晶体管VT1、VT2均用9014（集电极最大允许电流ICM=0.1A，集电极最大允许功耗PCM=310mW）型硅NPN小功率三极管，VT3用8050（集电极最大允许电流ICM=1.5A，集电极最大允许功耗PCM=1W）型硅NPN中功率三极管，均要求β＞100。VD1、VD2用1N4148型硅开关二极管。

R1～R5均用RTX-l/8W型碳膜电阻器。C1、C3均用CD11-16V型电解电容器，C2用CT1型瓷介电容器。

X1～X4用普通小型接线柱，如720型小型彩色接线柱。SA用小型单刀单掷开关，亦可用CKB-2型单刀双掷开关来代替（仅用其中一掷）。G用6节5号干电池串联而成，电压9V。由于实际中很少有专门的9V塑料电池架，所以在此推荐采用一个6V塑料电池架和一个3V塑料电池架串联后代替。

探测部分所用元器件的实物外形如图1-104（a）所示。E可用体积较小的JAG-4型（ϕ3mm×20mm）常开触点干簧管。小磁铁可用ϕ26型（26mm×7mm×7mm）条形磁铁。目前，电子元器件市场上已有如图1-104（b）所示的成品磁控开关出售，它是厂家将干簧管和小磁铁分别置入便于固定安装的塑料外壳内生产而成，专供各种磁控式防盗报警器等产品作为配件。建议读者尽量采用这种专门的成品磁控开关，它安装简便，工作稳定可靠、外观也不错。

报警部分所用的语音型电喇叭HA，可选用LQ46-88D型会喊“抓贼呀”的成品小号筒式语音报警专用电喇叭，其外形尺寸及引线区分如图1-105所示。该电喇叭内部已包含语音发生器、音频功率放大器和电-声换能器，只要给它接上6～18V直流电压，它便会用普通汉语连续发出清晰响亮的“抓贼呀……”喊声来，使用非常方便。读者如果一时购买不到这种语音型电喇叭，也可用普通9V直流电警笛声电喇叭来直接代替。

1.10.3　动手制作

整个制作实际上是指主机的制作，其过程可分为焊接电路、调试电路和组装三大步骤来完成，现分步介绍如下。

第一步，焊接电路

首先，裁取一块尺寸约为40 mm×28mm的单孔“洞洞板”，按照图1-106所示给出的电路板接线图进行焊接（注意：焊接面朝向读者，元器件在板的背面）。焊接时充分利用元器件引脚飞线连接，要求焊点光亮整洁。采用“洞洞板”的好处是取材简便、成本低廉、使用方便，可达到事半功倍的效果。

焊接好的电路板实物如图1-107所示。焊接时注意，“555”时基集成电路A的第3脚与电阻器R5的一端采用“跳线”（适当长度的细电线）连接。“洞洞板”上焊接的5根细电线长度不能小于如图1-107（c）所示给出的数据，还有一根接电池G负极引线的短线（可用元器件的剪脚线），长度大于1cm就可以了，以便于后面的组装。

第二步，调试电路

焊接好的电路板，经检查无问题后，便可按图1-108（a）所示临时接上语音型电喇叭HA和9V电池，注意不要接反正、负极性或接错电路板上的引线。在接通电池G时，开始秒计时（可观察钟表的秒指针），至语音型电喇叭HA开始发声为止。这段时间即为主机每次通电时的开机延迟监测时间，一般正常情况下约为30s。如果嫌这一时间太短（或太长），可通过适当增加（或减小）电路板上面的电容器C1的容量或电阻器R1的阻值来加以调整。如果通电后语音型电喇叭HA始终不发声或立即发声，在确定所用元器件质量无问题的前提下，应着重检查电路板上面的晶体三极管VT1和VT2、单向晶闸管VS的引脚是否焊错，电容器C1、晶体二极管VD1的极性是否焊反，直到排除故障为止。另外，电容器C1质量不保证、漏电严重时，也会导致语音型电喇叭HA始终不发声。

接下来，按照图1-108（b）所示，将语音型电喇叭HA的负极引线改换接线位置，并事先将接探测部分干簧管的两根引线接通。在接通电源约40s以后，断开两根引线并开始秒计时，至语音型电喇叭HA开始发声为止。这个时间即为主机每次被探测信号触发后延迟报警的时间，一般正常情况下约为15s。如果嫌这一时间太短（或太长），可通过适当增加（或减小）电阻器R4的阻值或电容器C3的容量来加以调整。如果语音型电喇叭HA始终不发声或立即发声，应着重检查电路板上面的时基集成电路A、晶体三极管VT3的引脚是否焊错，电容器C3、晶体二极管VD2的极性是否焊反，直到排除故障为止。

第三步，组装

其主要任务是将检测并调试好的电路板连同电池G、电源开关SA、接线柱X1～X4等，安装在一个体积合适的塑料机壳内。具体方法：首先，选一个如图1-109（a）所示的尺寸约为110mm×75mm×35mm的通用型塑料机盒，或体积相当的塑料香皂盒、电子门铃外壳等，作为主机的外壳。

然后，按照图1-109（b）所示，在机壳适当位置处开孔安装电源开关SA，并利用机壳原有的4个穿线孔固定接线柱X1～X4；按照图1-109（c）所示，用一颗ϕ3mm×10mm的自攻螺钉固定电路板；并参照前面图1-107（c）的电路板引线头说明，按照图1-109（d）所示，将电路板各引线正确地焊接在接线柱X1～X4、电源开关SA的接线端上；按照图1-109（e）所示，将电池G的正极引线头焊接在电源开关SA的接线端上，负极引线头焊接在电路板的短金属引线上。为了整齐美观，可用热熔胶固定电线等。

最后，按照图1-109（f）所示，用两颗ϕ3mm×25mm的自攻螺丝钉将后盖固定好。为了方便使用和美观，可设计面板图案及标签，用打印机在白色不干胶贴纸上打印出来后，裁剪并粘贴在外壳适当位置处，如图1-109（g）～图1-109（i）所示。装配好的主机外形如图1-109（j）所示，外观设计还不错吧。

1.10.4　投入使用

实际应用时，按照图1-110所示，在室内门扇（或窗扇）的移动边沿固定小磁铁，在对应框边固定干簧管E，要求小磁铁随着门窗扇的打开（仅数厘米的小缝隙或位移）与关闭，干簧管E内部两触点能够灵敏、可靠地跳开与吸合。如图1-111（a）所示是普通干簧管E和小磁铁的实际安装照片，干簧管E可用塑料胶带进行粘固，小磁铁可用双面胶进行粘固，两者也可用热熔胶进行粘固、用大头针进行固定。如图1-111（b）所示是成品磁控开关的实际安装照片，两者既可用双面胶粘固，也可分别用两颗ϕ3mm×15mm的木螺钉通过外壳上提供的专门安装孔固定。

磁控开关（即干簧管E）的两根引线（细电线或漆包线均可）与主机（即电路盒）接通，要求主机放置在室内主人便于开关电源、且窃贼一时又难以发现的隐蔽处（如房内套间、抽屉或衣柜内等）；语音型电喇叭HA则通过隐蔽的双股电线（线径宜粗些，注意区分正、负极性），引至声音传播良好、且窃贼不易破坏到的高处安装。小磁铁、干簧管E及引线明装暗设均可，因为窃贼入室后发现并破坏它们时，触发报警的信号早已在开门窗的瞬间传到了主机，破坏探测部分无济于事。

如有多个门窗需要防盗，可按照图1-112所示，分别在每个门窗上都安装上一对由小磁铁和干簧管E组成的磁控开关，并把所有干簧管的触点引脚线用电线串联起来，首、尾线头再接主机。这样在戒备状态时，任何一个门窗被打开几厘米的小缝隙，均将引发报警。

使用时注意，应定期检查干电池容量是否充足，声响变弱时应及时更换新干电池。由于该防盗报警器在戒备状态时耗电甚微，实测静态总电流＜10μA，故用电非常节省；每换一次新干电池，通常在不报警的情况下可连续工作1年多时间。