冰箱门开限时提醒电路,The door opened reminder
冰箱门开限时提醒电路,the door opened reminder
关键字：门开提醒电路图
作者：卢望威
电冰箱门长时间打开或者没有关好，不仅可能使贮藏的食物变质腐坏，还将耗损大量的电能。更严重的是箱门开启着或者处于略微半开半掩状态，往往不被人发觉。这里推荐的冰箱报警器可以及时地提醒你箱门没关闭好，让你立即关好门。以下介绍此报警器电路原理、调试方法及构造结构特点的有关问题。
电路原理如
下图所示，电冰箱报警器电路由单一封装ic、光敏电阻(ldr)、蜂鸣器、二极管及少量电阻、电容构成。在低温条件下工作意味着所有元器件必须满足低温指标的要求。ic要达到-40oc。
压电蜂鸣器要达到-20oc，其他元件如电阻、电容、ldr、二极管也要能够工作在-20oc以下。
电池用碱性的，在低温下能供给所必须的电流，而且电流消耗不大。处在黑暗中的电路，典型的静态电流小于6μa，这种小电流防止在持续期间内使电池放电。当报警器发声时电流消耗只有2ma。
报警器工作是基于用ldr进行光的探测。该器件在有足够光照射在它表面时变为低电阻，小于10kω，当它处于黑暗中，它有很高的电阻，大于1mω。
由ldr与1mω微调电阻(vr1)和150k电阻组成分压器跨接在9v电源上，利用其中ldr电阻的变化。在施密特触发倒相器ic1a的输入端(脚1)检测到ldr上的电压。
ic1a有两个阈值电压，分别标定在电源电压的1／3和2／3。用9v电源，阈值分别为3v和6v。若脚1电压为6v或高于6v，那么脚2输出将为0v。
若脚1电压降至低于3v，脚2输出将为9v。
一、报警器处在黑暗中
当电冰箱门关闭，ldr完全处于黑暗中，它有高阻。vr1和150k的总电阻现在小于ldr电阻，这引起脚1电压上升高于施密特触发器的上阈值。因此，脚2输出为0v。
通过d1及串联2.2kω电阻，使电容c1保持在0v。施密特触发器ic1b在脚3输入端检测c1上的电压。因而脚3为0v，脚4为9v。
二极管和d2和串联的2.2k电阻把ic1c输入端脚5拉到9v，因而脚6为0v。ic1c输出去激发并联施密特触发器ic1d、ic1e和ic1f，因为ic1c的输出为0v，并联触发器输出为9v。
ic1d、ic1e和ic1f的输出脚分别为8、10和12，它们驱动压电蜂鸣器的负端(-)。在这时，因为压电蜂鸣器的正端(+)接到9v电源，而负端(-)也接9v，故蜂鸣器不发声响。
在黑暗中，这是冰箱报警器的正常状态。电池漏电流很小，而且由几条路径引起漏电流。
一条是电流流经ldr、vr1和150k电阻。在黑暗中ldr有约2mω或更高的电阻，这部分电流将小于4.5μa。另一条通路流经d2、串联2.2k电阻，和ic1c脚5、6间的10mω电阻。因为ic1b脚4为9v，ic1c脚6为0v，故有电流通过。此漏电流小于1μa。
最后一条漏电流路径是供电电路本身及跨接在电源的100μf电容。为此，2只100μf电容器应选择低漏电型的。ic1是cmos器件，有很低的供电电流，典型地低于0.05μa。总的电流损耗因此为6到7μa。
二、冰箱门打开
当冰箱门打开时，光照ldr电阻降低，这把lc1a脚1电压拉到低于它的下阈值，因而脚2达到9v。二极管d1变为反偏置，电容c1现在开始通过100k电阻和微调vr2，由脚2上的9v电压充电。c1的充电时间用vr2调节，定时值可设定在10秒到100秒之间。当c1上的电压达到6v，这电压大于ic1b的正向阈值，它的输出就是0v。
现在d2被反向偏置，已经充电的c2经过脚5和脚6间的10m电阻放电。当c2放电到3v时，达到触发器ic1c的下限阈值，脚6输出达到9v。c2现在经1mω电阻和二极管d3充电。此充电时间比放电时间快10倍，当这电压达到lc1c输入的上限阈值时，脚6输出达到0v。
ic1c如此构成短脉冲发生器，与它的输出周期比较，只有很短时间输出9v。
当ic1c输出9v，ic1d、ic1e和ic1f有ov输出，从而驱动9v供电的压电蜂鸣器，使它发出声响。当ic1c输出变为ov，ic1d、ic1e和ic1f倒相输出是9v，使蜂鸣器截止不发声。这样一系列信号去驱动蜂鸣器发出短脉冲声响。
当电冰箱门再次关闭，ldr变为高阻值。ic1a脚1电位升高到触发器上限阈值。这要几秒钟时间，因为ldr暗阻在这时间内缓慢地升高，才达到最终值。
这是一个对低背景光更缓慢响应的器件。vr1去调节对暗度的灵敏度。
这调节使报警器在很低光照度下启动工作，典型的如冰箱门半开半掩的情况。
最后，在完全黑暗中，ic1a脚1达到6v，ic1a输出进入低电位，使c1放电。在ic1b脚4应有9v，它经过d2和2．2k电阻使c2充电。从而使短脉冲发生器处于截止状态，脚6输出为ov。
电路从9v电池供电。如果电池接反了，d4起到反向保护。100μf电容起到电源去耦作用，并为压电蜂鸣器发声提供能量。
结构的注意点
本装置的所有元器件都装在一块印板上。元件分布图及印板图分别见上图和下图。
pc板和电池装在透明的塑料盒内。盒壁的适当位置上打一孔，使光线穿过能落在其内部的ldr上。在底部需钻2孔，用于固定安装。在顶部钻一孔作为声音发出口。
盒要装在冰箱内靠近开门的位置。
以便于探测到内部灯泡和外部进入的光线。关键是要探测到外部进入的光线，确定冰箱门是否处在稍微半开半掩状态。因为内部光线在箱门关闭前由门开关关断，在门虚掩时内部光线不会被指示。
ldr是非线性的，将它的两根引线插入pc板上，在ldl与pc板间留有10mm长的距离。焊接后，把ldr引线变成对板边沿成90o角度。
调试
首先调节vr1到中间位置，vr2反时针调到一边。接通电池。报警器大约经1o秒钟后发出短脉冲声。再检查安装在pc板上的元件。再测量ic1a脚2的电压，应接近9v。ic1b脚4电压应为0v。ic1脚7和脚14间电压应大约为9v。
调节vr2设定在报警器发声之前希望有的间歇时间。完全调到顺时针一边，在报警器发声之前通常提供100秒的间歇。
报警器必须安装在完全黑暗之中，在蜂呜器才能处于静止状态。简单地用手指盖住ldr是不够的。又要注意，报警器在黑暗中要经过10到20秒才关闭，因为ldr的暗阻是缓慢地增加。在冷冻箱中，这时间可能升高达几分钟。
可把报警器放在抽屉里进行调试。
若抽屉略微拉开，调节vr1使报警器发声。现在把报警器放在冰箱内，调试它在温度稳定之后能正确工作。
如果报警器放在冷冻箱中，就需要重调vr1。这是由于ic1a的阈值电压随温度而变化。而且ldr的暗阻不会提高达到室温下的大小。
改进
若要加长延时，就加大电容c1的值。用220μf电容就可有2倍的延时。
如果要提高报警器的突发速率，可减小c2值。
冰箱门报警器也可作为抽屉和箱柜的报警。在这种情况，取短的延迟时间为好。减小c1就会减小这时间。装在电源部分的开关也能解除报警器的工作。
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电路原理如
下图所示，电冰箱报警器电路由单一封装ic、光敏电阻(ldr)、蜂鸣器、二极管及少量电阻、电容构成。在低温条件下工作意味着所有元器件必须满足低温指标的要求。ic要达到-40oc。
压电蜂鸣器要达到-20oc，其他元件如电阻、电容、ldr、二极管也要能够工作在-20oc以下。
电池用碱性的，在低温下能供给所必须的电流，而且电流消耗不大。处在黑暗中的电路，典型的静态电流小于6μa，这种小电流防止在持续期间内使电池放电。当报警器发声时电流消耗只有2ma。
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由ldr与1mω微调电阻(vr1)和150k电阻组成分压器跨接在9v电源上，利用其中ldr电阻的变化。在施密特触发倒相器ic1a的输入端(脚1)检测到ldr上的电压。
ic1a有两个阈值电压，分别标定在电源电压的1／3和2／3。用9v电源，阈值分别为3v和6v。若脚1电压为6v或高于6v，那么脚2输出将为0v。
若脚1电压降至低于3v，脚2输出将为9v。
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二极管和d2和串联的2.2k电阻把ic1c输入端脚5拉到9v，因而脚6为0v。ic1c输出去激发并联施密特触发器ic1d、ic1e和ic1f，因为ic1c的输出为0v，并联触发器输出为9v。
ic1d、ic1e和ic1f的输出脚分别为8、10和12，它们驱动压电蜂鸣器的负端(-)。在这时，因为压电蜂鸣器的正端(+)接到9v电源，而负端(-)也接9v，故蜂鸣器不发声响。
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一条是电流流经ldr、vr1和150k电阻。在黑暗中ldr有约2mω或更高的电阻，这部分电流将小于4.5μa。另一条通路流经d2、串联2.2k电阻，和ic1c脚5、6间的10mω电阻。因为ic1b脚4为9v，ic1c脚6为0v，故有电流通过。此漏电流小于1μa。
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