创意电子小制作，小小多用报警卡
这里介绍一种钱包的“好伴侣”—电子防盗、防丢、验钞多用报警卡，它制作在一个薄形铁皮名片盒内，其实物外形如图2-1所示。将此报警卡夹在钱包上，只要小偷一拿出钱包或者钱包不小心掉出口袋，报警卡均会立即发出尖厉的“呜—呜呜……”警报声，提醒主人采取相应措施。另外，收取现金时，可用卡上的紫外线发光二极管验证纸币上的荧光防伪标志，以有效地识别真、假币。当然，它还可以兼作夜晚开门锁或紧急情况下的短时间照明灯使用。
图2-1 多用报警卡实物外形图
弄懂工作原理
多用报警卡的电路如图2-2所示，它由光控报警电路和紫外光验钞电路两大部分组成。
图2-2 多用报警卡电路图
模拟声集成电路A和外围元器件构成了光控报警电路。平时钱包大多放在主人的口袋里，与钱包放在一起的多用报警卡处于黑暗环境中，光敏电阻器RL无光照呈高电阻值（≥1MΩ），A的触发端TG处于低电平，A内部电路不工作，晶体三极管VT处于截止状态，压电陶瓷片B不发声；一旦钱包被小偷窃出口袋或者不小心掉出口袋，则多用报警卡上的光敏电阻器RL就会感受到周围光线，其电阻迅速下降（＜100kΩ），模拟声集成电路A的触发端TG获得高电平（≥1/2V DD ），A内部电路受触发工作，其OUT端输出内储的“呜—呜呜……”模拟警报声电信号，经晶体三极管VT功率放大和电感器L升压后，驱动压电陶瓷片B发出尖厉响亮的报警声。主人取钱包时，只要事先断开电源开关SA，便可避免电路一见光就报警的情况发生，从而很好地解决了常见感光报警器无法区分主人而出现的无故报警现象。
新型紫外线发光二极管VD、按键开关SB和电池G构成了紫外光验钞电路。虽然看起来电路非常简单，但使用效果却并不比市售的专业紫外光验钞器差。当按下按键开关SB时，电池G通过SB向紫外线发光二极管VD提供约4.5V的工作电压，使VD发出波长≥0.34μm的紫外光。借助该紫外光照射，我们可看到纸币特定位置处的荧光防伪标志，从而判断所鉴别纸币的真伪，也可借助该紫外光进行短时间照明等。当手松开按键开关SB时，SB自动切断紫外线发光二极管VD的供电电源，VD停止发出紫外光，不再消耗电能。
用紫外光验钞是检验纸币真伪的一种最常用方法，其原理是：新、旧版的100元、50元、20元人民币和其他国家或地区的纸币，均在特定位置采用荧光防伪技术进行了处理，当有紫外光照射在这些特定位置时，可显示出与面值相同的数字或专有的荧光字母等；而假钞什么也没有。另外，真钞采用特定纸浆作原料，对紫外线有“吸收”作用，当紫外线光平行地照在纸币上面时，不会有明显的反射光；而假钞无此“吸收”作用，会发出青蓝色的可见光来。据此，可以鉴别出纸币的真伪。
准备好元器件
该制作总共用了12个电子元器件，其实物集体照如图2-3所示。为方便读者备齐元器件，特列出表2所示的元器件清单。各元器件的具体说明如下。
图2-3 需要准备的元器件实物外形图
表2 元器件清单
表2
A选用DU60型报警专用模拟声集成电路，它采用黑胶封装形式制作在尺寸仅为36mm×20mm的小印制电路板上（俗称软包封装），并设计有直接焊接金属电池夹、固定3粒串联的AG1或AG3型扣式氧化银电池的位置，给有放置电感器的10mm×5mm长方形开孔，使用很方便。DU60的主要参数：工作电压范围2.4～5V；触发电压（高电平有效）≥1/2V DD ，触发电流≤70μA；音频输出电流最大可达3mA，静态总耗电≤1μA；工作温度范围-10～60℃。
VT用9014（集电极最大允许电流I=100mA，集电极最大允许功耗P=310mW）或 CMCM 3DG8型硅NPN小功率晶体三极管，要求电流放大系数β＞100。
VD选用φ5mm新型紫外线发光二极管，其外形和引脚识别与φ5mm的普通发光二极管完全相同。这类发光二极管有一长一短两根引脚，长引脚为正极，稍短的引脚为负极，焊接时注意不可接反。紫外线发光二极管是近年来才出现的新型半导体发光二极管，是发光二极管家族中的新成员；它通过改变半导体材料的成分，使制成的发光二极管能够发出紫外光。由于光是具有能量的，不同的色光能量也不同。比如红光能量最低，橙、黄、蓝、紫、紫外……光的能量逐渐增加，可见紫外光能量最高。而发光二极管发光的能量来源于电池等，因此点燃不同颜色的发光二极管所需要的电压也不同，如发出红光时需1.6V以上，发出绿光时需1.8V以上，发出蓝光时需3V以上，而发出紫外光时需3.5V以上的电压才行。这也是为什么该报警卡必须用3粒1.5V扣式电池串联（电压4.5V）供电的原因之一。使用紫外线发光二极管实现紫外光验钞功能的最大特点，就是只用一只紫外线发光二极管就完成了以往验钞灯电路比较复杂的功能，大大简化了电路，降低了制作成本，为开发出的产品参与市场竞争创造了条件。
RL宜选用MG44-03型塑料树脂封装光敏电阻器。这种光敏电阻器的管芯由陶瓷基片构成，在上面涂有硫化镉多晶体并经烧结制成；由于管芯怕潮湿，所以在其表面涂上了一层防潮树脂。该封装结构的光敏电阻器，因为不带外壳，所以称之为非密封型结构光敏电阻器，它的受光面就是其顶部有曲线花纹的端面。RL也可用其他亮阻≤5kΩ、暗阻≥1MΩ的普通光敏电阻器来代替。
R用RTX-1/8W型碳膜电阻器。L用LG2-2.2mH型小体积（φ7mm×4mm）立式固定磁芯电感器。
B采用φ27mm、带有助声腔盖（也叫共振腔盖或共鸣腔盖）的FT-27或HTD27A-1型压电陶瓷片，以增大发音量。这种带助声腔盖的压电陶瓷片，也可拆自用过的音乐贺年卡。
SB用6mm×6mm小型轻触式按键开关。SA用随身听、助听器等便携式电子小产品常用的微型单刀双掷（本制作仅用其中一掷）拨动开关，其体积（不包括手柄和引脚）仅为8.5mm×3.5mm×3.5mm。
G选用3粒AG1（φ6.5mm×2mm）或364A、CX60、SR621、LR621W型扣式微型氧化银电池串联而成，电压4.5V。这种扣式电池广泛应用于电子手表、微型计算器等电子产品中，一般的电子器材商店和手表专买店均有销售。
开始动手制作
整个多用报警卡的制作，可划分成选配并加工合适的精美名片盒、焊接电路、组装并调试3大步骤来完成，现分步介绍如下。
第一步，选配并加工外壳
首先，到订制名片的专门店或文化用品商店去选购一个如图2-4（a）所示的专门用于随身装带名片的精美薄型铁皮名片盒。这种名片盒的外形尺寸约为94mm×59mm×5mm，正好满足使用要求。
图2-4 外壳的选配与加工
然后，按照图2-4（b）给出的尺寸在名片盒上开出5个小孔。其中盒盖上的两个小圆孔—SB按键伸出孔和释音孔，如图2-4 （c）所示，用φ3.5mm钻头直接打出；盒侧面的报警电源开关SA拨柄伸出孔，先按照图2-4（d）所示，用φ2mm钻头并排打出两个小孔，再按照图2-4（e）所示，用小平板锉刀扩口径至4mm×2mm；盒侧面的紫外线发光管VD伸出孔，因用电钻打出大口径圆孔有一定难度，所以建议按照图2-4（f）所示，用剪刀直接剪出5mm×5mm的小方口代替；盒侧面的光敏电阻器RL感光窗口，先用φ4.5mm钻头打孔，再用小圆杆锉刀扩口径至5mm。加工好的铁皮外壳外形如图2-4 （g）所示。
图2-5 电池夹的装配
第二步，焊接电路
首先，在模拟声集成电路A的基板上按图2-5（a）焊接图2-5（b）所示的3个相同金属电池夹。电池夹最好用模拟声集成电路A生产厂家提供的配套件，也可按图2-6给定的尺寸用薄铁片或磷铜片加工制成，共需3个。
图2-6 自制电池夹示意图
接下来，按照图2-7给出的电路接线图，焊接成图2-8所示的电路。具体要求是：将晶体三极管VT、电感器L、电阻器R、拨动开关SA、光敏电阻器RL（将引线剪短为1.8cm）直接焊接在模拟声集成电路A的基板上，压电陶瓷片B通过长约6cm的双根细电线焊接在模拟声集成电路A的基板上；将紫外线发光二极管VD的正极焊接在按键开关SB的一端，紫外线发光二极管VD的负极和按键开关SB的另一端，分别通过长度为6cm和9cm的细电线焊接在模拟声集成电路A的基板上。为了防止发生短路故障，焊接时应在接线头处套上合适的绝缘套管。
图2-7 多用报警卡电路接线图
图2-8 焊接好的电路
在焊接时还要注意：电烙铁外壳一定要良好接地，以免交流感应电压击穿模拟声集成电路A内部的CMOS电路！
第三步，组装并调试
由于金属外壳能够导电，为了避免焊接好的模拟声集成电路A的基板装入外壳后发生短路故障，应按照图2-9（a）所示，事先在A基板的背面粘贴上一片40mm×22mm见方的不干胶纸。然后，按照图2-9（b）所示，将整个电路全部装入外壳内，并采用电烙铁加热熔化热熔胶棒的简便方法，将电路基板、紫外线发光二极管VD、压电陶瓷片B、拨动开关SA、按键开关SB用热熔胶粘固在外壳内。需要注意的是，光敏电阻器RL的感光面必须刚好伸出外壳上所开出的感光窗口，压电陶瓷片B的助声腔口必须对准外壳面盖上所开好的释音孔，按键开关SB的按键必须准确伸出外壳面盖上所开好的小圆孔。
接下来，仔细检查电路接线和安装没有问题后，如图2-9（c）所示，在电池夹上装上3粒AG1型扣式微型氧化银电池（注意：电池的负极均与电路板上的铜箔面相接触、正极均与金属电池夹相接触），进行通电试验：按下按键开关SB的按键，紫外线发光二极管VD应通电发光。如果VD不发光，应重点检查VD正、负极是否接反，电池与电池夹、电路板上的铜箔面之间是否存在接触不良的现象等。
闭合拨动开关SA，在环境自然光照的条件下，压电陶瓷片B应发出尖厉的警报声；用手蒙住感光窗口或将整机装入口袋里，压电陶瓷片B应马上停止发声。如嫌警报声速率太快（或太慢），可通过适当加大（或减小）模拟声集成电路A的外接振荡电阻器R的阻值来加以调整。R取值范围通常在82～120kΩ。一般只要元器件质量有保证，焊接没有错误，电路不需任何调试，便可投入正式使用。
图2-9 多用报警卡的组装
投入实际使用
该多用报警卡体积小巧，携带方便，用途广泛。现对其典型用法介绍如下。
（1）用于钱包防盗、防丢
可参照图2-10（a）所示，将多用报警卡夹在自己的钱包内，注意报警电源开关SA和感光窗口必须要暴露在钱包外面。钱包装入口袋后，随手闭合电源开关SA，多用报警卡即进入防盗、防丢戒备状态。
一旦钱包被小偷窃出口袋或者不小心掉出口袋，则多用报警卡便会立即发出“呜—呜呜……”的警报声。自己从口袋取出钱包时，只要顺手先将电源开关SA断开，取出的钱包便不会发出警报声。
图2-10 多用报警卡的典型应用
（2）用于人民币真伪的鉴别
如果要对收取的现金进行荧光防伪标志检验，可如图2-10（b）所示，用手按下按键开关SB，让紫外线发光二极管VD发出的紫外线光照射人民币特定位置处的荧光防伪标志，根据有无荧光防伪标志，可帮助你准确判断所鉴别人民币的真伪。如1999年以后的新版1元、5元、10元、20元、50元和100元人民币，在紫外线照射下可以分别看到“1”、“5”、“10”、“20”、“50”和“100”字样，1990年版50元和100元人民币在紫外线照射下可以看到“WUSHI 50”和“YIBAI 100”字样，假钞则没有。
也可通过检测人民币纸张的反光情况，来判定所有纸币的真伪。方法是：将一叠人民币错开放置，用紫外线光扫过去，反光最亮的即为假币。这种多用报警卡除了用于识别人民币的真伪外，还可用于对其他各国或地区的货币进行真伪鉴别，以及对其他采用过荧光加密手段的证券文件（如支票、股票、信用证、身份证等）进行真伪鉴别。
（3）其他用途
将多用报警卡放在自己抽屉、不透光的箱包内，当有人欲悄悄拉开你的抽屉或打开箱包时，同样可以发出报警声。在漆黑的夜晚，随身携带的报警卡还可以兼作打开门锁或紧急情况下的短时间应急照明。
相信通过你的不断开拓运用，小小报警卡一定会成为你生活中离不开的“好伙伴”、“好助手”、“好卫士”。