论文部分内容阅读
如果你已经制作了本刊2010年8月第23期P29所介绍的《天亮报晓“金鸡”》的话，不妨参照下面的介绍对原机进行升级，使其具有天亮自动报晓和大人操纵小学生睡眠叫醒两种功能。
如果没有进行过那个制作的话，也不要紧，按照下面的介绍直接进行制作便可！
一、工作原理
双功能报晓“金鸡”的电路如图1所示，它由主机电路和分机电路两部分组成，两者之间通过一定长度的双股电线和插头XP、插孔XS连接起来。
主机可以单独使用，也可以配上分机一块使用。
主机单独使用时，电路实际上构成了一个光控式天亮报晓“金鸡”。RL为光敏电阻器，它对模拟公鸡啼声专用集成电路A起光触发作用。
天亮时，光敏电阻器RL受光线照射，其内阻仅为几十至数千欧姆，集成电路A的触发端TG通过RL从电源正极获得高电平信号，使集成电路A受触发工作，其输出端反复输出内储模拟声电信号，经晶体三极管VT功率放大后，推动扬声器B反复发出“喔喔——喔……”的公鸡报晓声来；与此同时，并接在扬声器B两端的发光二极管VD1、VD2还会发出和鸡叫声同步的闪光。
天黑或人为地用遮光帽罩住光敏电阻器RL时，RL失去光线照射，其内阻增至1MΩ以上，集成电路A失去触发信号，电路很快停止工作。
主、分机配合使用时，电路构成了由大人操纵的学生睡眠叫醒器。
清晨，当上学时间快到来时，由父母合上床头的分机开关SA，则设在孩子房内床头的主机集成电路A便会通过插孔XS、插头XP、传输线、SA和电阻器R3从电源正极获得高电平触发信号，于是集成电路A内部电路及晶体三极管VT同样工作，扬声器B发出模拟公鸡叫鸣声，发光二极管VD1和VD2同步闪光，呼唤孩子从香甜的睡眠中醒来。
孩子被叫醒后，只要按下主机上的按钮开关SB，就会使父母房间的发光二极管VD3点亮，从而告诉大人：已被叫醒，开始起床了！大人见到指示灯发光，就会断开闭合的开关SA，使主机很快停止发声、发光。
电路中，R1为集成电路A的外接振荡电阻器，其阻值大小影响公鸡啼鸣的速度和音调，典型取值为330kΩ。
R2为发光二极管VD3的限流电阻器，其阻值大小影响VD3发光的亮度。
C为集成电路A触发端的交流旁路电容器，可有效消除由分机传输线引入的外界杂波感应信号对A的误触发，避免扬声器B无故发声。
二、元器件选择
A选用KD-5609型模拟公鸡啼鸣集成电路，它所产生的公鸡啼鸣声十分逼真，可以达到以假乱真的地步。
KD-5609采用软包封装制成，小印制电路板尺寸为21mm×20mm，板上给有若干焊接小孔，便于焊装其他外围元件。
KD-5609的主要参数：典型工作电压3V，触发电流≤40μA；当工作电压为3V时，实测输出电流≥2mA、静态总电流＜1μA；工作温度范围-10℃～60℃。
晶体管VT可用9013（集电极最大允许电流ICM=0.5A，集电极最大允许功耗PCM=625mW）或3DX201、3DG12型硅NPN中功率三极管，要求电流放大系数β＞100。
VD1、VD2均用φ3mm高亮度发光二极管，颜色根据各人喜好自选；VD3用φ5mm普通红色发光二极管。
RL宜选用MG44-03型塑料树脂封装光敏电阻器，它的外形及符号表示见图2所示。这种光敏电阻器的管芯由陶瓷基片构成，在上面涂有硫化隔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也可用其他亮阻小于5kΩ、暗阻大于1MΩ的普通光敏电阻器来代替。
R1～R3均用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C用CT1型瓷介电容器。SB用12mm×12mm小型轻触开关，亦可用KAX-1型按钮开关。
SA可用CKB-1型拨动开关。XS用CKX2-3.5型插孔，XP用配套的CSX2-3.5型插头。B用8Ω、0.25W小口径动圈式扬声器。G用两节5号干电池串联（配专用塑料电池夹）而成，电压3V。
三、制作与使用
整个电路按照图1虚线框划分的两个部分，分别焊装制成图3所示的主机和分机。
主机除发光二极管VD1、VD2外，其余电路以集成电路A的小印制电路板为基板，焊装在一个体积合适的塑料圆柱形小盒（可用市售扁圆形烟丝盒、皂盒等）内。
焊接时，电烙铁外壳一定要良好接地，以免交流感应电压击穿集成电路A内部的CMOS电路！
在盒面板适当位置开孔固定光敏电阻器RL和按钮开关SB，并为扬声器B开出释音孔；在盒侧面开孔固定插孔XS。
电路盒上面还要固定一只公鸡造型的工艺品或儿童塑料玩具，并将发光二极管VD1、VD2分别嵌入“公鸡”的双眼珠内（如不便安装，可省掉VD1、VD2不用），以起装饰美化作用。
为了避免白天装上电池后扬声器B发声不止，还需用废旧钢笔管套截制一个尺寸约φ12mm×12mm的遮光帽，把它罩在光敏电阻器RL上面。
分机则焊装在一个小塑料盒内，盒面板开孔固定发光二极管VD3和拨动开关SA，盒背面固定用铁丝弯制的金属挂钩。插头XP则通过适当长度（视大人房间到孩子房间距离而定）的双股软塑皮电线引出盒外即行。
此装置只要元器件质量有保证，焊接无误，不用任何调试就能正常工作。
如果合上分机开关SA后再按主机按钮开关SB，分机上面的发光二极管VD3不发光，说明主、分机间引线极性接反，只要调换一下插头XP两接线头位置或发光二极管VD3的接线位置，即可排除故障。
如嫌公鸡啼鸣声不够逼真，可通过适当改变集成电路A的外接振荡电阻器R1阻值加以调整，直到满意为止。R1取值范围一般在240～430kΩ之间。
由于电路平时耗电甚微，实测静态总电流＜4μA，所以不必设置总电源开关。每换一次新干电池，一般可使用半年多时间。
使用时，可根据实际情况灵活选择报晓“金鸡”的功能。无论是大人还是学生，在节假日里对起床时间要求不十分准确时，可选择光控报晓功能。这时将主机放在窗台上易接收到室外自然光线照射的地方，并在晚上临睡觉前取掉光敏电阻器RL上的遮光帽。
第二天清晨，RL感受到光线后，电路即被触发工作，“公鸡”就会啼叫不休；待使用者起床后用遮光帽罩住RL，则电路最多只发出三遍公鸡啼鸣声，即自动停止。
对于和父母分室睡觉的上学学生来说，要求每天起床时间都很准确，可选择大人操纵的睡眠叫醒功能。这时应将主机放置在孩子床头，分机挂在大人床头，分机引线插头XP插入主机插孔XS内。
具体操作方法前面已叙述过，但需注意光敏电阻器RL上的遮光帽应始终罩着不取，以免影响正常工作。
如果没有进行过那个制作的话，也不要紧，按照下面的介绍直接进行制作便可！
一、工作原理
双功能报晓“金鸡”的电路如图1所示，它由主机电路和分机电路两部分组成，两者之间通过一定长度的双股电线和插头XP、插孔XS连接起来。
主机可以单独使用，也可以配上分机一块使用。
主机单独使用时，电路实际上构成了一个光控式天亮报晓“金鸡”。RL为光敏电阻器，它对模拟公鸡啼声专用集成电路A起光触发作用。
天亮时，光敏电阻器RL受光线照射，其内阻仅为几十至数千欧姆，集成电路A的触发端TG通过RL从电源正极获得高电平信号，使集成电路A受触发工作，其输出端反复输出内储模拟声电信号，经晶体三极管VT功率放大后，推动扬声器B反复发出“喔喔——喔……”的公鸡报晓声来；与此同时，并接在扬声器B两端的发光二极管VD1、VD2还会发出和鸡叫声同步的闪光。
天黑或人为地用遮光帽罩住光敏电阻器RL时，RL失去光线照射，其内阻增至1MΩ以上，集成电路A失去触发信号，电路很快停止工作。
主、分机配合使用时，电路构成了由大人操纵的学生睡眠叫醒器。
清晨，当上学时间快到来时，由父母合上床头的分机开关SA，则设在孩子房内床头的主机集成电路A便会通过插孔XS、插头XP、传输线、SA和电阻器R3从电源正极获得高电平触发信号，于是集成电路A内部电路及晶体三极管VT同样工作，扬声器B发出模拟公鸡叫鸣声，发光二极管VD1和VD2同步闪光，呼唤孩子从香甜的睡眠中醒来。
孩子被叫醒后，只要按下主机上的按钮开关SB，就会使父母房间的发光二极管VD3点亮，从而告诉大人：已被叫醒，开始起床了！大人见到指示灯发光，就会断开闭合的开关SA，使主机很快停止发声、发光。
电路中，R1为集成电路A的外接振荡电阻器，其阻值大小影响公鸡啼鸣的速度和音调，典型取值为330kΩ。
R2为发光二极管VD3的限流电阻器，其阻值大小影响VD3发光的亮度。
C为集成电路A触发端的交流旁路电容器，可有效消除由分机传输线引入的外界杂波感应信号对A的误触发，避免扬声器B无故发声。
二、元器件选择
A选用KD-5609型模拟公鸡啼鸣集成电路，它所产生的公鸡啼鸣声十分逼真，可以达到以假乱真的地步。
KD-5609采用软包封装制成，小印制电路板尺寸为21mm×20mm，板上给有若干焊接小孔，便于焊装其他外围元件。
KD-5609的主要参数：典型工作电压3V，触发电流≤40μA；当工作电压为3V时，实测输出电流≥2mA、静态总电流＜1μA；工作温度范围-10℃～60℃。
晶体管VT可用9013（集电极最大允许电流ICM=0.5A，集电极最大允许功耗PCM=625mW）或3DX201、3DG12型硅NPN中功率三极管，要求电流放大系数β＞100。
VD1、VD2均用φ3mm高亮度发光二极管，颜色根据各人喜好自选；VD3用φ5mm普通红色发光二极管。
RL宜选用MG44-03型塑料树脂封装光敏电阻器，它的外形及符号表示见图2所示。这种光敏电阻器的管芯由陶瓷基片构成，在上面涂有硫化隔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也可用其他亮阻小于5kΩ、暗阻大于1MΩ的普通光敏电阻器来代替。
R1～R3均用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C用CT1型瓷介电容器。SB用12mm×12mm小型轻触开关，亦可用KAX-1型按钮开关。
SA可用CKB-1型拨动开关。XS用CKX2-3.5型插孔，XP用配套的CSX2-3.5型插头。B用8Ω、0.25W小口径动圈式扬声器。G用两节5号干电池串联（配专用塑料电池夹）而成，电压3V。
三、制作与使用
整个电路按照图1虚线框划分的两个部分，分别焊装制成图3所示的主机和分机。
主机除发光二极管VD1、VD2外，其余电路以集成电路A的小印制电路板为基板，焊装在一个体积合适的塑料圆柱形小盒（可用市售扁圆形烟丝盒、皂盒等）内。
焊接时，电烙铁外壳一定要良好接地，以免交流感应电压击穿集成电路A内部的CMOS电路！
在盒面板适当位置开孔固定光敏电阻器RL和按钮开关SB，并为扬声器B开出释音孔；在盒侧面开孔固定插孔XS。
电路盒上面还要固定一只公鸡造型的工艺品或儿童塑料玩具，并将发光二极管VD1、VD2分别嵌入“公鸡”的双眼珠内（如不便安装，可省掉VD1、VD2不用），以起装饰美化作用。
为了避免白天装上电池后扬声器B发声不止，还需用废旧钢笔管套截制一个尺寸约φ12mm×12mm的遮光帽，把它罩在光敏电阻器RL上面。
分机则焊装在一个小塑料盒内，盒面板开孔固定发光二极管VD3和拨动开关SA，盒背面固定用铁丝弯制的金属挂钩。插头XP则通过适当长度（视大人房间到孩子房间距离而定）的双股软塑皮电线引出盒外即行。
此装置只要元器件质量有保证，焊接无误，不用任何调试就能正常工作。
如果合上分机开关SA后再按主机按钮开关SB，分机上面的发光二极管VD3不发光，说明主、分机间引线极性接反，只要调换一下插头XP两接线头位置或发光二极管VD3的接线位置，即可排除故障。
如嫌公鸡啼鸣声不够逼真，可通过适当改变集成电路A的外接振荡电阻器R1阻值加以调整，直到满意为止。R1取值范围一般在240～430kΩ之间。
由于电路平时耗电甚微，实测静态总电流＜4μA，所以不必设置总电源开关。每换一次新干电池，一般可使用半年多时间。
使用时，可根据实际情况灵活选择报晓“金鸡”的功能。无论是大人还是学生，在节假日里对起床时间要求不十分准确时，可选择光控报晓功能。这时将主机放在窗台上易接收到室外自然光线照射的地方，并在晚上临睡觉前取掉光敏电阻器RL上的遮光帽。
第二天清晨，RL感受到光线后，电路即被触发工作，“公鸡”就会啼叫不休；待使用者起床后用遮光帽罩住RL，则电路最多只发出三遍公鸡啼鸣声，即自动停止。
对于和父母分室睡觉的上学学生来说，要求每天起床时间都很准确，可选择大人操纵的睡眠叫醒功能。这时应将主机放置在孩子床头，分机挂在大人床头，分机引线插头XP插入主机插孔XS内。
具体操作方法前面已叙述过，但需注意光敏电阻器RL上的遮光帽应始终罩着不取，以免影响正常工作。