創意電子小製作,保險絲熔斷報警器

2020-12-14 電子工程師小李

在交流220V電源保險盒兩端並接下面介紹的保險絲熔斷報警器,只要保險絲被熔斷,它馬上就會發出聲、光兩種信號,為人們儘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是為便於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:利用壓電陶瓷片結合晶體三極體等製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,這樣勢必使電路製作成本提高、體積增大。尤其是降壓電路,採用電阻器降壓或電容器降壓,前者需較大功率的電阻器、且有自身發熱問題;後者電容器的耐壓應在400V以上,這無疑對降低成本、縮小體積不利。而這裡介紹的壓電蜂鳴器電路直接利用了220V交流市電作為電源,並且僅由晶體三極體VT、發光二極體VD、限流電阻器R和壓電陶瓷片B4個元器件構成,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,發光二極體VD點亮,晶體三極體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處於飽和導通狀態;在交流電輸入負半周時,VD反向擊穿(因擊穿電流很小,不會損壞發光二極體),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處於截止狀態。這樣,VD獲得半波交流電發光;VT以50Hz頻率在截止與飽和狀態間振蕩,B隨之發出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,於是發光二極體VD發光,壓電陶瓷片B即發出「吱……」的報警聲來。

準備好元器件

本製作共用了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型矽NPN小功率三極體,要求電流放大係數β≥20即可。VD宜選用高亮度發光二極體,顏色、形狀按個人喜好選擇。R用RTX-1/4W型碳膜電阻器,標稱阻值取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成的帶反饋電極的壓電陶瓷片,則無須再自己動手加工。

製作與使用

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

圖25-2保險絲熔斷報警器印製電路板圖

焊接好的電路板連同壓電陶瓷片B一起裝入一個經過改造的135型攝影膠捲塑料包裝盒內,其外形如圖25-3所示。這種膠捲包裝盒體積較大,應事先截掉筒體的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,側面為發光二極體VD開出發光孔,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,如果配電板上有數個保險盒,可在每個保險盒兩端都並接上一個這樣的報警器。這樣,主人可以很方便地根據報警器是否發聲來判斷保險絲是否熔斷,並根據哪個發光二極體發光而直觀、快速地尋找到需更換保險絲的保險盒。

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    貼片保險絲規格有0402、0603、0805、1206、1210、1812、2029的而且貼片保險絲以及自恢復貼片保險絲兩者規格,因此,在購買5A貼片保險絲規格時要弄清楚你電流、電壓、快斷型還是慢斷型和一次性保險絲還是自恢復保險絲以及是用什麼封裝、品牌等等,然後確認是否購買一次性貼片保險絲或自恢復貼片保險絲,下面小編以華德品牌保險絲體積是0603 5A貼片快斷型貼片保險絲參數
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