本裝置適合在家庭或賓館、旅店的房門背面安裝使用。當主人或住客開門外出時,它會自動發出“請帶好鑰匙,關好水電、煤氣開關”提醒語,具有較高的使用價值和保安作用。
弄懂工作原理
出門語音提醒器的電路如圖18-1所示,它由振蕩型觸摸開關電路、音源發生電路和音頻功率放大電路等幾部分組成。
圖18-1出門語音提醒器電路圖
平時,由晶體三極管VT1、振蕩線圈T等組成的變壓器反饋式振蕩電路工作正常,微調電位器RP向晶體三極管VT2發射結提供的偏壓《0.65V,VT2處于截止狀態,與VT2集電極相接的語音集成電路A的觸發端TG處于低電平,A因得不到高電平觸發信號而不工作,功率放大三極管VT3截止,揚聲器B無聲。
一旦人手碰到金屬門拉手時,人體通過門拉手及其引線接晶體三極管VT1的集電極,相當于給振蕩電路施加上了一個很重的負載,于是晶體三極管VT1停振,并導致其發射極電流增大,微調電位器RP向VT2發射結提供的偏壓隨之》0.65V,VT2獲得合適偏流而導通,語音集成電路A因觸發端TG獲得高電平觸發信號而工作,其輸出端OUT輸出內儲語音電信號,經晶體三極管VT3功率放大后,推動揚聲器B發出響亮的“請帶好鑰匙,關好水電、煤氣開關”女中音提醒語。人手離開金屬門拉手后,晶體三極管VT1恢復振蕩、VT2重新截止,揚聲器B最多只發出一遍語音聲即停止。
電路中,電阻器R1的阻值取得比較大,既利于降低靜態時晶體三極管VT1的工作電流,又利于VT1受到人體作用后很容易停止蕩振,從而提高觸摸開關的工作靈敏度。這種依靠本身振蕩信號工作的觸摸開關電路,與以往我們常見的采用人體感應信號(主要來自周圍220V交流電)觸發的觸摸開關電路相比,具有構思巧妙、工作性能不受使用環境中感應信號強弱的影響等特點,具有普遍推廣價值。R3為語音集成電路A的外接振蕩電阻器,其阻值大小直接影響語音聲的速度和音調。C3為退耦電容器,它能有效地消除電池電能快用盡時,電池內阻增大而給電路帶來的不良影響,可有效避免揚聲器B發聲產生畸變(嚴重時會產生寄生振蕩,無法正常發出語音聲),相對延長電池的使用壽命。實踐證明,C3是不可以省掉的。
準備好元器件
本制作共用了18個元器件,備料清單見表18。
表18 元器件清單
A選用HFC5219A型語音提醒專用集成電路。該電路采用黑膠封裝形式制作在尺寸約為20mm×14mm的小印制電路板上(俗稱軟包封裝),使用很方便。HFC5219A的主要參數:工作電壓范圍2.4~5V,典型值為4.5V;觸發電壓≥1/2V DD ,正脈沖和高電平均有效,觸發端允許輸入電壓范圍V SS -0.3~V DD +0.3V;音頻輸出電流最大可達1mA,靜態總耗電≤1μA;使用溫度范圍—10~60℃。
晶體管VT1、VT2均用9015型(集電極最大允許電流I CM =—0.1A,集電極最大允許功耗P CM =310mW)小型塑封硅PNP小功率三極管,要求電流放大系數β》150;VT3用8050型(I CM =1.5A,P CM =1W)小型塑封硅NPN中功率三極管,要求β》100;也可用普通9013型(I CM =0.5A,P CM =625mW)小型塑封硅NPN晶體三極管來代替,但效果稍差一些。
T選用超外差式中波晶體管收音機里常用的LT F-2-3型振蕩線圈,其實物外形(尺寸:10mm×10mm×14mm)和引腳排列識別見圖18-2。
圖18-2 LTF-2-3型振蕩線圈
RP可用WH7-A型立式微調電位器,標稱阻值為10 kΩ(常標注成103字樣)。R1~R3均用RTX-1/8W型碳膜電阻器,標稱阻值依次為100kΩ、5.1kΩ和180kΩ。C1、C2用CT1型瓷介電容器,標稱容量均為0.01μF;C3用CD11-10V型電解電容器,標稱容量為100μF。
B用φ57mm、阻抗8Ω、額定功率≥0.25W的小口徑動圈式揚聲器。SA可用CKB-1型單刀雙擲(本制作僅用其中一刀一擲)撥動開關。G用3節5號干電池串聯(配帶塑料電池架)而成,電壓4.5V。
制作與使用
圖18-3所示為該出門語音提醒器的印制電路板接線圖,印制電路板實際尺寸約為50mm×25mm。印制電路板可直接采用相同大小的單孔“洞洞板”,并充分利用元器件引腳飛線連接,以省去加工專用印制電路板的麻煩。語音集成電路A通過5根7mm長的銅絲直接插焊在電路板對應數標孔內。焊接時注意:電烙鐵外殼一定要良好接地,或者拔去電烙鐵的電源插頭利用余熱快速焊接,以免交流感應電壓擊穿語音集成電路A內部CMOS電路!
焊接好的印制電路板連同揚聲器B、電源開關SA和電池G等,全部裝入尺寸約為110mm×64mm×30mm的塑料小盒(可用體積合適的電子門鈴外殼或塑料香皂盒)內,其外形如圖18-4所示。盒面板事先為揚聲器B開出釋音孔,并開孔固定好電源開關SA;盒頂部開孔固定用鐵絲彎制的掛鉤;盒底側面開一小孔,從電路板上晶體三極管VT1的集電極端焊引出一根0.5m長的軟導線,以便連接金屬門拉手。
圖18-3 出門語音提醒器印制電路板圖
圖18-4 出門語音提醒器外形圖
電路調試很簡單:在晶體三極管VT1起振(用手摸門拉手接線時,VT1發射極電位會下降1V左右)的條件下,由小往大緩慢改變微調電位器RP的阻值,使提供給晶體三極管VT2發射結的電壓跟隨變化,直至揚聲器B處于臨界發聲狀態即可。如嫌語音提醒聲速度或音調不理想,可通過適當改變電阻器R3的阻值來加以調整。R3阻值大,語音聲速慢低沉,為男聲;反之,則速快高尖,為女聲。R3取值范圍一般為150~330kΩ。
制作成的出門語音提醒器,可懸掛在非鐵制房門門扇的背面;從盒內引出來的軟導線直接接在房門背面的金屬拉手上,以便人離開房間開門時自動觸發提醒器可靠發聲。本裝置工作穩定可靠、抗干擾性能強,并且十分省電(實測靜態總電流《0.2mA);每換一次新干電池,一般可連續使用半年多時間。
責任編輯:lq6
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