朱艺灵

我家新买了个遥控音乐门铃，开关粘贴在大门口，没有电线连接，门铃可随意摆放，使用非常方便。从此再也不用担心敲门无人应了，我们全家都非常喜欢它。

但是，两个月不到门铃就罢工了，原来是电池没电了。我们平常使用门铃的次数并不多，为什么电池很快就用完了呢？

一、探究门铃耗电原因

1.结构与原理

遥控门铃分为安装固定在门口的“遥控开关”和安放在室内可自由移动的“接收门铃”两部分。

“遥控开关”由电源（采用一节A23型12V电池供电）、压触式开关和信号发射器组成。按压开关时接通电路，信号发射器工作，产生一组无线脉冲信号。“接收门铃”由电源（采用两节5号1.5V电池供电）、信号接收器和门铃（含音乐和灯光）组成。安装电池后，接收门铃即处于待机状态；当信号接收器接收到来自遥控开关的无线脉冲信号时，即启动门铃部分的电路，发出悦耳的音乐并伴随闪烁的灯光。

“遥控开关”部分只有在按压时才工作，消耗的电能非常有限。而“接收门铃”部分则由于信号接收器要随时准备接收来自遥控开关的脉冲指令，须长时间保持通电待机状态，要消耗一定的电能。

2.耗电情况的测量

我将万用电表调到“A”档，分别使用“0-1mA”和“0-100mA”量程，将万用电表串联到电路中测量，测得待机时的电流为0.45mA，启动门铃正常工作时的电流为50mA（注：随着音乐强弱的不同，电流有少许变化，取平均值），每次音乐和灯光的持续时间平均为10s。

可见，待机时的电流虽然只是正常工作时的1%，但由于不间断且持续时间长，需要消耗很大一部分电能——如果以每天使用门铃5次、全天24小时待机计算，门铃用于待机所消耗的电能是工作所消耗电能的15倍。长时间待机是电池很快耗尽的主要原因。

资料显示，有的门铃不用电池供电，而是直接插到插座上，利用变压器供电。但这并不能解决待机耗电的问题，反而由于变压器长时间持续工作，还存在发热起火的危险。

因此，减少不必要的待机时间是避免电能过度损耗、电池过早报废的主要原因。

二、节能改进的思路

门铃的作用在于提醒户主有客来访，以便及时开门迎客。当无人在家时，门铃则可有可无。随着社会的进步，现代人际交往中人们已经养成来访预约的习惯。所以，门铃使用一般都有特定的时间。

因此，只要在接收门铃部分加装一个开关，就可有效控制待机时间，从而减少不必要的电能损耗，提高电池使用寿命。

思路1：在接收门铃部分装一个开关

直接加装一个开关，有人在家需要使用时，闭合开关，接通电源，接收器处于待机状态；无人在家时，则断开开关，切断电源，接收器不工作，不再耗电。按这种思路改进，虽然可有效控制接收门铃的待机时间，但开合开关是一项额外的操作，难以坚持。

生活中，我观察到正常工作的台式风扇在翻倒时能自动断电停止运转。它是怎么做到的？原来里面串联了一个特别的开关（图1）：当风扇正立时，金属球刚好将两个触点连接，电路接通；当风扇翻倒时，金属球由于重力作用滚离两个触点，电路自动断开。

我曾设想在“接收门铃”中也安装一个类似的装置，只需简单的放正和放倒操作，就能控制电路的连接状态。但这种开关制作和安装太麻烦，只好放弃。

如果工厂能根据以上原理，生产时直接在塑料外壳上设计制作一个成形的开关，只需增加一个小金属球和两小块金属片的成本，就能实现节能。这倒是一个颇有创意、非常不错的好点子。

思路2：与日常生活习惯相结合的改进

大家都有出门带钥匙、回家放钥匙的习惯，这与接收门铃是否需要待机恰好同步。能否将这一系列动作与接收门铃的电路通断结合呢？

如果在木板上横向并排钉上两颗小铁钉，两钉间距1cm左右，将接收门铃中连接电源正极的导线剪断，两端断头分别接在两个钉子上。进门时，顺手将钥匙挂在两个钉子上，就可利用金属钥匙圈自动接通电源，门铃处于待机状态；出门拿走钥匙时，则自动断开电源，达到省电目的。

这是一种非常方便的设计思路，家里有木板和工具，或者不在乎往墙上钉钉子的朋友不妨一试。

正巧我家有一个儿时拼制的小木屋，能不能将接收门铃装在这个小木屋呢？

我将门铃的各个部分拆下来，分别装进木屋的内部，如图2、图3。电路板固定在内墙上，电池盒直接放在房间内，窗口装上小喇叭，彩灯装在阳台的栅栏里。

栏杆和阳台上各装一根铜线，将与电源正极相连的导线剪断，两端线头分别接在两根铜线上。只要将金属钥匙放在阳台上触碰到两根铜线，电源接通，门铃处于待机状态；拿走钥匙，门铃断电。

三、效益分析

改进后的接收门铃具有以下优点。

1.节能

根据上述改进过程中所测量的数据，假设每天平均使用门铃5次，改进后的待机时间为每天下班后到睡觉前共5小时，改进后的门铃可省电70%。实际使用中，如果能做到有预约时才开启，省电效率会更高。因此，以上改进可有效节约能源，减少因产生过多的废弃电池而带来的环境污染。

2.美观

将门铃安装在小木屋中，改变了原产品古板生硬的外观。如果将改进后的门铃与盆栽植物放在一起，则互相映衬，实用又美观。有客来访时，伴随着美妙的音乐，小木屋中灯光闪烁，增添了生活情趣。

3.方便

改装后的门铃耗电量大大降低，省去了频繁更换电池所带来的烦恼。同时，由于将接收门铃的电源通断与人们出门时带上钥匙、回家后放下钥匙的生活习惯有机地结合，使用非常方便！（指导老师：朱少祥）endprint