創(chuàng)意電子小制作之保險絲熔斷報警器

在交流220V電源保險盒兩端并接下面介紹的保險絲熔斷報警器，只要保險絲被熔斷，它馬上就會發(fā)出聲、光兩種信號，為人們盡快判斷停電原因和確定斷絲保險盒帶來方便。

弄懂工作原理

保險絲熔斷報警器的電路如圖25-1所示。其中：F是為便于說明原理而繪出的普通220V交流電保險絲。

圖25-1保險絲熔斷報警器電路圖

保險絲熔斷報警器實際上是一個設(shè)計簡單、巧妙的220V交流壓電蜂鳴器。大家知道：利用壓電陶瓷片結(jié)合晶體三極管等制作的簡易壓電蜂鳴器，一般都要求直流低壓供電。要想直接利用220V交流市電作為供電電源，則要外加整流、降壓、濾波電路，這樣勢必使電路制作成本提高、體積增大。尤其是降壓電路，采用電阻器降壓或電容器降壓，前者需較大功率的電阻器、且有自身發(fā)熱問題；后者電容器的耐壓應(yīng)在400V以上，這無疑對降低成本、縮小體積不利。而這里介紹的壓電蜂鳴器電路直接利用了220V交流市電作為電源，并且僅由晶體三極管VT、發(fā)光二極管VD、限流電阻器R和壓電陶瓷片B4個元器件構(gòu)成，電路簡潔，聲音響亮，工作安全可靠。

這種交流壓電蜂鳴器的工作原理：在交流電輸入正半周時，發(fā)光二極管VD點亮，晶體三極管VT的集電極為高電位，通過壓電陶瓷片B的反饋電極3與主電極1間形成的正反饋，使VT處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)；在交流電輸入負(fù)半周時，VD反向擊穿（因擊穿電流很小，不會損壞發(fā)光二極管），VT集電極低電位通過B的反饋電極3與主電極1間反饋形成正反饋信號，使VT處于截止?fàn)顟B(tài)。這樣，VD獲得半波交流電發(fā)光；VT以50Hz頻率在截止與飽和狀態(tài)間振蕩，B隨之發(fā)出50Hz的蜂鳴聲。

保險絲熔斷報警器的工作過程是：平時，報警器的a、b兩端被保險絲F短路，報警電路不工作；一旦F因故被熔斷，220V交流電便會通過用電器加在報警器的a、b兩端，于是發(fā)光二極管VD發(fā)光，壓電陶瓷片B即發(fā)出“吱……”的報警聲來。

準(zhǔn)備好元器件

本制作共用了4個元器件，備料清單見表25。

表25 元器件清單

VT選用9013（集電極最大允許電流I CM =0.5A，集電極最大允許功耗P CM =625mW）或3DG6型硅NPN小功率三極管，要求電流放大系數(shù)β≥20即可。VD宜選用高亮度發(fā)光二極管，顏色、形狀按個人喜好選擇。R用RTX-1/4W型碳膜電阻器，標(biāo)稱阻值取75kΩ。

B選用帶簡易助聲腔蓋（也叫共鳴腔蓋）的FT-27或HTD27A-1型壓電陶瓷片，在使用前應(yīng)如圖25-2右邊所示，用小刀將壓電陶瓷片中間的鍍層分割出一小部分，作為反饋電極用。讀者如果手頭已有現(xiàn)成的帶反饋電極的壓電陶瓷片，則無須再自己動手加工。

制作與使用

圖25-2所示為該保險絲熔斷報警器的印制電路板接線圖，印制電路板（左邊）實際尺寸約為φ28mm，可用刀刻法加工制作。

圖25-2保險絲熔斷報警器印制電路板圖

焊接好的電路板連同壓電陶瓷片B一起裝入一個經(jīng)過改造的135型攝影膠卷塑料包裝盒內(nèi)，其外形如圖25-3所示。這種膠卷包裝盒體積較大，應(yīng)事先截掉筒體的2/3，加工成薄形圓盒。盒的面板為壓電陶瓷片B開出釋音孔，側(cè)面為發(fā)光二極管VD開出發(fā)光孔，底部（盒蓋）開孔引出長約10cm的兩根外接線a與b。

圖25-3保險絲熔斷報警器外形圖

組裝好的保險絲熔斷報警器，只要接線正確，不用任何調(diào)試便可投入工作。使用時，將報警器的a、b兩根外引線頭，不分順序跨接在220V交流保險盒的兩端即可。

實際運用中，如果配電板上有數(shù)個保險盒，可在每個保險盒兩端都并接上一個這樣的報警器。這樣，主人可以很方便地根據(jù)報警器是否發(fā)聲來判斷保險絲是否熔斷，并根據(jù)哪個發(fā)光二極管發(fā)光而直觀、快速地尋找到需更換保險絲的保險盒。

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