创意电子小制作之保险丝熔断报警器
在交流220v电源保险盒两端并接下面介绍的保险丝熔断报警器，只要保险丝被熔断，它马上就会发出声、光两种信号，为人们尽快判断停电原因和确定断丝保险盒带来方便。
弄懂工作原理
保险丝熔断报警器的电路如图25-1所示。其中：f是为便于说明原理而绘出的普通220v交流电保险丝。
图25-1保险丝熔断报警器电路图
保险丝熔断报警器实际上是一个设计简单、巧妙的220v交流压电蜂鸣器。大家知道：利用压电陶瓷片结合晶体三极管等制作的简易压电蜂鸣器，一般都要求直流低压供电。要想直接利用220v交流市电作为供电电源，则要外加整流、降压、滤波电路，这样势必使电路制作成本提高、体积增大。尤其是降压电路，采用电阻器降压或电容器降压，前者需较大功率的电阻器、且有自身发热问题；后者电容器的耐压应在400v以上，这无疑对降低成本、缩小体积不利。而这里介绍的压电蜂鸣器电路直接利用了220v交流市电作为电源，并且仅由晶体三极管vt、发光二极管vd、限流电阻器r和压电陶瓷片b4个元器件构成，电路简洁，声音响亮，工作安全可靠。
这种交流压电蜂鸣器的工作原理：在交流电输入正半周时，发光二极管vd点亮，晶体三极管vt的集电极为高电位，通过压电陶瓷片b的反馈电极3与主电极1间形成的正反馈，使vt处于饱和导通状态；在交流电输入负半周时，vd反向击穿（因击穿电流很小，不会损坏发光二极管），vt集电极低电位通过b的反馈电极3与主电极1间反馈形成正反馈信号，使vt处于截止状态。这样，vd获得半波交流电发光；vt以50hz频率在截止与饱和状态间振荡，b随之发出50hz的蜂鸣声。
保险丝熔断报警器的工作过程是：平时，报警器的a、b两端被保险丝f短路，报警电路不工作；一旦f因故被熔断，220v交流电便会通过用电器加在报警器的a、b两端，于是发光二极管vd发光，压电陶瓷片b即发出“吱……”的报警声来。
准备好元器件
本制作共用了4个元器件，备料清单见表25。
表25 元器件清单
vt选用9013（集电极最大允许电流i cm =0.5a，集电极最大允许功耗p cm =625mw）或3dg6型硅npn小功率三极管，要求电流放大系数β≥20即可。vd宜选用高亮度发光二极管，颜色、形状按个人喜好选择。r用rtx-1/4w型碳膜电阻器，标称阻值取75kω。
b选用带简易助声腔盖（也叫共鸣腔盖）的ft-27或htd27a-1型压电陶瓷片，在使用前应如图25-2右边所示，用小刀将压电陶瓷片中间的镀层分割出一小部分，作为反馈电极用。读者如果手头已有现成的带反馈电极的压电陶瓷片，则无须再自己动手加工。
制作与使用
图25-2所示为该保险丝熔断报警器的印制电路板接线图，印制电路板（左边）实际尺寸约为φ28mm，可用刀刻法加工制作。
图25-2保险丝熔断报警器印制电路板图
焊接好的电路板连同压电陶瓷片b一起装入一个经过改造的135型摄影胶卷塑料包装盒内，其外形如图25-3所示。这种胶卷包装盒体积较大，应事先截掉筒体的2/3，加工成薄形圆盒。盒的面板为压电陶瓷片b开出释音孔，侧面为发光二极管vd开出发光孔，底部（盒盖）开孔引出长约10cm的两根外接线a与b。
图25-3保险丝熔断报警器外形图
组装好的保险丝熔断报警器，只要接线正确，不用任何调试便可投入工作。使用时，将报警器的a、b两根外引线头，不分顺序跨接在220v交流保险盒的两端即可。
实际运用中，如果配电板上有数个保险盒，可在每个保险盒两端都并接上一个这样的报警器。这样，主人可以很方便地根据报警器是否发声来判断保险丝是否熔断，并根据哪个发光二极管发光而直观、快速地寻找到需更换保险丝的保险盒。
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弄懂工作原理
保险丝熔断报警器的电路如图25-1所示。其中：f是为便于说明原理而绘出的普通220v交流电保险丝。
图25-1保险丝熔断报警器电路图
保险丝熔断报警器实际上是一个设计简单、巧妙的220v交流压电蜂鸣器。大家知道：利用压电陶瓷片结合晶体三极管等制作的简易压电蜂鸣器，一般都要求直流低压供电。要想直接利用220v交流市电作为供电电源，则要外加整流、降压、滤波电路，这样势必使电路制作成本提高、体积增大。尤其是降压电路，采用电阻器降压或电容器降压，前者需较大功率的电阻器、且有自身发热问题；后者电容器的耐压应在400v以上，这无疑对降低成本、缩小体积不利。而这里介绍的压电蜂鸣器电路直接利用了220v交流市电作为电源，并且仅由晶体三极管vt、发光二极管vd、限流电阻器r和压电陶瓷片b4个元器件构成，电路简洁，声音响亮，工作安全可靠。
这种交流压电蜂鸣器的工作原理：在交流电输入正半周时，发光二极管vd点亮，晶体三极管vt的集电极为高电位，通过压电陶瓷片b的反馈电极3与主电极1间形成的正反馈，使vt处于饱和导通状态；在交流电输入负半周时，vd反向击穿（因击穿电流很小，不会损坏发光二极管），vt集电极低电位通过b的反馈电极3与主电极1间反馈形成正反馈信号，使vt处于截止状态。这样，vd获得半波交流电发光；vt以50hz频率在截止与饱和状态间振荡，b随之发出50hz的蜂鸣声。
保险丝熔断报警器的工作过程是：平时，报警器的a、b两端被保险丝f短路，报警电路不工作；一旦f因故被熔断，220v交流电便会通过用电器加在报警器的a、b两端，于是发光二极管vd发光，压电陶瓷片b即发出“吱……”的报警声来。
准备好元器件
本制作共用了4个元器件，备料清单见表25。
表25 元器件清单
vt选用9013（集电极最大允许电流i cm =0.5a，集电极最大允许功耗p cm =625mw）或3dg6型硅npn小功率三极管，要求电流放大系数β≥20即可。vd宜选用高亮度发光二极管，颜色、形状按个人喜好选择。r用rtx-1/4w型碳膜电阻器，标称阻值取75kω。
b选用带简易助声腔盖（也叫共鸣腔盖）的ft-27或htd27a-1型压电陶瓷片，在使用前应如图25-2右边所示，用小刀将压电陶瓷片中间的镀层分割出一小部分，作为反馈电极用。读者如果手头已有现成的带反馈电极的压电陶瓷片，则无须再自己动手加工。
制作与使用
图25-2所示为该保险丝熔断报警器的印制电路板接线图，印制电路板（左边）实际尺寸约为φ28mm，可用刀刻法加工制作。
图25-2保险丝熔断报警器印制电路板图
焊接好的电路板连同压电陶瓷片b一起装入一个经过改造的135型摄影胶卷塑料包装盒内，其外形如图25-3所示。这种胶卷包装盒体积较大，应事先截掉筒体的2/3，加工成薄形圆盒。盒的面板为压电陶瓷片b开出释音孔，侧面为发光二极管vd开出发光孔，底部（盒盖）开孔引出长约10cm的两根外接线a与b。
图25-3保险丝熔断报警器外形图
组装好的保险丝熔断报警器，只要接线正确，不用任何调试便可投入工作。使用时，将报警器的a、b两根外引线头，不分顺序跨接在220v交流保险盒的两端即可。
实际运用中，如果配电板上有数个保险盒，可在每个保险盒两端都并接上一个这样的报警器。这样，主人可以很方便地根据报警器是否发声来判断保险丝是否熔断，并根据哪个发光二极管发光而直观、快速地寻找到需更换保险丝的保险盒。
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