完成了的侵入报警器

现在让我给你一些建议，教你如何应用本章的知识对实验15中做过最后改进的那个防盗报警器项目进行升级。你也许需要回顾第2章和第3章的内容，以便重新熟悉报警器的某些功能。

升级1 延迟激活

实验15中完成的报警器的最大缺点是一旦被激活，它将立即对来自门窗传感器的任何信号做出反应。它需要一个功能来延迟激活，以便在报警器武装自己之前给你机会离开房子。利用一个555定时器可以实现这个功能，但需要和一个继电器配合使用。报警器的电源应该通过继电器的常闭触点。当你按下定时器上的一个按钮时，它往继电器发送一个持续大约30 s 的脉冲，使继电器在该时段内保持断开状态。你可以将这个定时器安装在单独的小盒子里，按钮则安装在盒子的上面，当你离开房子时就按下这个按钮。给防盗报警器供电的12 V 电源从安装了延时电路的盒子中通过。555 定时器会中断报警器电源30 s 的时间，然后再恢复供电，使其准备报警。

升级2 键盘失活

这个功能现在真的是很简单了。你可以用一个闩锁继电器来代替报警器盒子中的开关S1（见图3-110），并用一个小键盘来设置和复位该继电器，具体的方法跟实验20中组合锁的方法完全一样。你必须另外再从继电器中接出3根导线，从报警器盒子接到小键盘上（其中一根用来给继电器的on线圈供电，另一根用来给off线圈供电，第三根则作为共同的地线）。你既可以用一个9 V 的电池来给小键盘相关的电子电路供电，也可以从报警器盒子中接出另外的第四根导线来给逻辑芯片提供正电源，只是要记住必须在某个地方插入一个调压器，将报警器使用的12 V 电压降低为逻辑门所需要的5 V 电压。由于逻辑门消耗的电力如此之小，由调压器来完成12 V 到5 V 的降低应该不会有什么问题，它不会发出太多的热量。

有了这个附加的功能，你就可以按以下的方式来使用报警器。

□ 按下小键盘上的英磅键来使闩锁继电器翻转到其on状态，以便将电源输给报警器盒子，使其处于准备报警状态。

□ 如果你准备离开房子，按下延迟单元上的按钮，为你提供30 s的时间离开。

□ 如果报警器被触发，你可以在小键盘上输入秘密代码来使闩锁继电器翻转到其off位置，并切断报警器盒子的供电。

这些修改是如此简单，因此我认为图4-114中的方块图就可以满足你的所有需要，不必再提供任何的电路原理图。你必须对原有报警器做的唯一改变就是用闩锁继电器来代替on/off开关。

图4-114 这个方块图显示了新老电路中各部分之间的相对位置关系。电源中断按钮（在报警器合上之前使你有时间离开房子）位于电源和其他所有东西之间。闩锁继电器代替了老版本报警器中的双刀双掷开关。连接到门窗磁性开关的晶体管和自锁继电器则保持不变。新添加的延时电路插放在自锁继电器和噪音产生器之间。测试按钮与闩锁继电器的连接跟其以前与双刀双掷开关的连接相同

不过，显然还有一个必须的功能增强，就是如何在你才能返回家里时不立马触发报警器呢？

升级3 失活前延时

一般来讲，报警器还应该包括另外一个延迟功能。当你开门回家时，就会触发报警器，在开始产生噪音之前，应该给你留30 s 的时间来使报警器失效。

我们如何才能实现这个延时特征呢？如果想用另外一个555定时器产生脉冲来阻止噪音，那是不会成功的，因为无论是晶体管的输出还是继电器的输出都能够无限地继续下去。继电器是自锁的，而晶体管则只要有人将门打开就会连续地让电压通过。如果用这两个信号中的任何一个去激活一个处于单稳态的定时器，那么从定时器发出的脉冲就将永不完结，这将永久地抑制报警器。

我认为我们应该用一个电阻器和一个电容器来产生延时。我将通过现有的继电器来给它们供电，以确保它们的电压能够从0开始达到电源的满电压。电容器将逐渐获得电压——但是我不能直接将这个电压连接到噪音产生器上，因为噪音将随着电压的增加逐渐地变大。

我必须插入一个器件，在输入高过了某个点时，使之触发而输出满电压。为此，我将使用一个连接成双稳态的555定时器。这种修改使用了惯常的“拼凑”手法，它既不精致，又使用了太多的器件，而且对这些器件的使用也不得当。我真正需要的是一个比较器，但是我没有足够的篇幅来深入讲解这一个主题了。所以，在图4-115的电路原理图中，以你目前已经掌握的知识为基础，给报警器添加了一个延时——它虽然不够精致，但是却很可靠。

其唯一的问题在于，在你给一个处于双稳态的555定时器加电时，定时器启动时产生高电压输出和低电压输出的机会为一半对一半。因此我需要将复位引脚拉到低电压（以便在启动定时器时禁止其输出），并逐渐让其变正（以允许输出）。与此同时，我希望触发引脚开始时的电压应该为高，并且逐渐降低，直到降低到供电电压的1/3并触发输出。

所以这里有两个定时电路。复位引脚的定时电路应该比触发引脚的定时电路工作得快，以便定时器被触发时，不会因复位而停止。

图4-115 的电路原理图中显示的元件参数可以达到以上要求。10 µF的电容器从低电压开始通过一个10 kΩ 的电阻器充电，充电时间在数秒之内。然后定时器就可以触发了。而68 µF 的电容器是从高电压（它连接在电源的正端）开始通过1 MΩ 的电阻器放电的，经过整整一分钟后，才能被拉低到1/3的电源电压。这时，它的电压已经够低，可以触发5 55定时器。然后定时器的输出变高，给噪音产生电路供电。

你应该能够很轻松地将这个小小的延时模块插入你的报警器盒子中，接在继电器的输出与噪音产生器的输入之间。如果你想要调整延时，只需使用阻值比1 MΩ 高或者低的电阻器就可以了。

图4-115 在原来的报警电路中新添加的这个模块将在发出报警声之前有1 分钟的延时。（接成双稳态的）555定时器通过继电器R₁接收电源。下方的定时电路在开始时给复位引脚施加负电压，以确保555定时器在输出被抑制的情况下加电。这个电压会很快上升。与此同时，上方的定时电路随着68 µF 的电容器通过1 MΩ 的电阻器放电，而将一个逐渐降低的电压施加在触发引脚上。当该电压降低到供电电压的1/3时，定时器的输出变高，从而启动噪音产生器。如果电路的供电在此之前的任何时候被中断，则继电器释放，电容器逐渐放电，报警器就不会发出噪音报警

总结

如果你添加了所有这3个功能，那么你的报警器就拥有了我最初的愿望清单中的所有功能。当然，如果是以本书这一章添加的所有信息为基础，从头来进行报警器的设计的话，那应该可以得到更为精致的电路。不过我们的修改并没有对最初的项目产生结构性的改变，却实现了所有的设计目标。