自制老人多用途报警手杖

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  每到“老人节”,总是为了送老人什么礼物给而伤脑筋。在这里,我支你一招:你可制成新颖实用的老人多用途报警手杖,送给年迈的爷爷、奶奶或长辈,以表达自己的一片孝心!
  老人多用途报警手杖是在普通手杖内安装上了专门的报警电路制作而成,它具有老人横穿马路声光警示、发生意外寻求救助、防盗报警、天亮报晓等四种功能,是老人生活中非常有用的“好帮手”!
  
  一、工作原理
  
  老人多用途报警手杖的电路如图1所示,它主要采用了模拟声集成电路A。平时,模拟声集成电路A不工作,晶体三极管VTI、VT2均截止,整个电路静态耗电甚微(实测总电流<3μA)。
  当模拟声集成电路A的触发端TG受到高电平(或正脉冲)触发时,A内部电路工作,其输出端OUT输出内储的“叮一咚”声电信号,经晶体三极管VT1功率放大后,推动扬声器B发声;与此同时,扬声器B两端的部分音响电信号经限流电阻器R2加至晶体三极管VT2的发射结,经VT2功率放大后,驱动小电珠H随声响节奏闪光。
  SA为功能选择开关,当其拨至位置“1”时,水银导电开关SQ和光敏电阻器RL被接人模拟声集成电路A的触发回路。
  
  手杖不用时竖直放置或使用时基本呈竖立状态,SO内部水银触点断开,与其并接的RL也被遮光罩罩住呈高阻值,故A的触发端TG无法获得高电平触发信号,报警电路无声光信号产生。
  当老人急需帮助时,随着手杖落地或老人有意横放手杖,SQ内部水银触点接通,A获得高电平触发信号,电路即产生声、光信号,从而提醒附近的人们迅速给以救助。
  用于天亮报晓时,将手杖竖放在窗台上,取掉光敏电阻器RL上的遮光罩,将感光孔朝向窗外;天亮时,RL感光呈低电阻值,A受高电平信号触发,电路即发出报晓声。
  当老人横穿马路时,将功能选择开关SA拨至位置“2”,模拟声集成电路A便会经电阻器R1获得高电平触发信号,电路即产生声、光信号,提示车辆司机注意。
  如果在插孔XS内接人由干簧管E、小磁铁等组成的磁控开关,则可构成简易防盗报警器,可用于家庭门窗及贵重物的防盗报警。平时,小磁铁靠近并吸合干簧管E内部的常开触点,使模拟声集成电路A的触发端TG接地(VSS),报警电路无声、光信号产生;一旦发生盗情,小磁铁就会远离干簧管E使其内部触点断开,模拟声集成电路A便经电阻器R1获得高电平触发信号,使电路同样产生声、光报警信号。
  
  
  二、元器件选择
  
  A选用KD-153H型“叮-咚”门铃专用模拟声集成电路。KD-153H的主要参数:工作电压范围1.3V~5V,触发电流≤40μA;当工作电压为1.5V时,实测输出电流≥2mA、静态总电流<0.5μA;工作温度范围-10℃~60℃。
  VT1选用9013或3DG12、3DK4、3DX201型硅NPN中功率三极管,VT2选用9012或3CG23型硅PNP中功率三极管,均要求电流放大系数β>150。
  SQ选用KG-205型万向玻璃水银导电开关,其外形和内部结构如图2所示,外形尺寸约为φ5mm×13mm,要求工作角度≥45°。该水银导电开关是在玻璃管内封装上一定量的水银,并引出直电极和环电极密封而成,通过水银球的移动来实现开关的通断。
  当水银导电开关处于图2(a)所示的垂直状态时,由于水银球仅与直电极接触,而环电极与直电极间是相互不接触的,所以水银导电开关呈断开状态。
  当水银导电开关按图2(b)所示向任意方向倾斜时,一旦倾角超过工作角度,则与直电极接触的水银球还会与环电极接触,这等于通过水银球桥接通了直电极和环电极,从而使水银导电开关呈导通状态。
  可见,只要通过改变这种水银导电开关的“工作角度”,内部两个电极便会通过水银球完成“开”或“关”的动作。
  E可选用JAG-3型常开触点干簧管。小磁铁可用F18型(尺寸:18mm×5mm×6.2mm),亦可拆自废旧磁性铅笔盒或柜橱用磁性碰锁。
  RL宜选用MG44-03型塑料树脂封装光敏电阻器。RL也可用其他亮阻≤5kΩ、暗阻≥1MΩ的普通光敏电阻器来直接代用。
  R1、R2均用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C用CD11-10V型电解电容器。B用8Ω、0.25W小口径电动式扬声器。H用市售手电筒常用的3.8V、0.3A小电珠。SA用CKB-1型单刀双掷微型拨动开关。XS用CKX2-3.5型耳塞机用插孔,XP配套用CSX2-3.5型插头。G用三节5号干电池串联而成,电压4.5V。
  
  三、制作与使用
  
  图3所示为该老人多用途报警手杖的印制电路板接线图。印制电路板用刀刻法制作,实际尺寸约为40mm×25mm。晶体三极管VT1可直接插焊在模拟声集成电路A的小印制电路板上。
  A的小印制电路板则通过4根长约6mm的元器件剪脚线插焊在电路板上。焊接时注意:电烙铁外壳一定要良好接地,以免交流感应电压击穿A内部CMOS集成电路!
  焊接好的电路机芯(磁控开关及插头xP除外)按照图4所示,全部装入一个普通空心手杖(如竹制或硬塑料管制手杖)内。
  手杖顶端分别开孔伸出小电珠H、开孔固定功能选择开关SA,并要求为小电珠H装上红色透光保护罩;手柄前端固定扬声器B,并在其下方为光敏电阻器RL开出感光窗口,要求分别为扬声器B加装上释音良好的保护壳体、为光敏电阻器RL配上遮光罩(实为一黑色橡皮塞),要求遮光罩装卸灵活。
  手杖里侧适当位置处开孔固定插孔XS。需要注意的是,水银导电开关SQ在手杖内安装时应像图2(a)所示的那样竖立固定,其安装角度直接影响求助报警的灵敏度。手柄应做成可拆卸式,以方便更换干电池G。
  制成的报警手杖,电路无需任何调试,便可投入使用。手杖每次使用后,都应竖立放置,并且功能选择开关SA拨位置“1”。用于防盗报警时,功能选择开关SA拨位置“2”,磁控开关的具体安装方法应根据实际情况而确定,下面仅介绍几种典型安装方法:
  (1)当用于门窗或抽屉的防盗报警时,可将小磁铁固定在门窗或抽屉的移动边沿上,干簧管E则固定在框边对应处,要求位置选择得既隐蔽又报警灵敏。干簧管E的两根引线尽量以隐蔽方式通过插头XP与手杖相连。
  (2)当用于彩电(或其他贵重物品)的防盗报警时,可将小磁铁用强力胶粘贴在电视机的底座下面(注意远离荧屏)空闲位置处,在放置电视机的桌(柜、台)下,选择最能有效地使干簧管E两触点可靠吸合的位置固定干簧管E。最后,将干簧管引线通过插头XP与远处(如卧室等)的报警手杖相接即成。
  (3)如果要同时防护多台家用电器等,可根据需要选用数组干簧管及对应小磁铁,按照上面介绍的方法安装好以后,通过导线将所有干簧管串联起来,再将首、尾引线通过插头XP与报警手杖相接。
  还可在家里所有门窗上都安上小磁铁及对应干簧管,构成家庭简易防盗系统,不论小偷撬门还是破窗入室作案,均会引发手杖报警声。
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