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按照中国传统的12生肖纪年习俗,2010年是虎年。一提到老虎,许多人就会立即想到“武松打虎”的故事,人们都非常敬佩武松的英雄气概!现在,老虎已成为国家级保护动物,我们不能再去当打虎英雄了,但动手做一个光电打“虎”玩具,却是完全可以办得到的事,而且玩起来非常有趣!
当你用光枪射中图1所示虎靶上“老虎”的鼻尖时,“老虎”就会发出逼真响亮的虎吼声,并且“虎眼”还会发出阵阵绿色闪光;约经7秒左右。叫声和闪光自动停止。当“老虎”再次被射中时,叫声和闪光又会出现,十分好玩。
一、工作原理
光枪射“虎”玩具由声、光靶电路和光枪电路两大部分构成。声、光靶的电路如图2所示。光敏电阻器RL与晶体三极管VT1等组成光控开关;模拟声集成电路A与电阻器R2等组成模拟虎叫声发生器,其中:R2为A的外接振荡电阻器;晶体三极管VT2和电容器cl等组成音响功率放大器;发光二极管VD1、VD2组成随声闪光器。
当光敏电阻器RL被光枪射中时,其阻值瞬间变小,使晶体三极管VTl瞬间导通,因而使模拟声集成电路A的触发端TG受到正脉冲触发,A即输出三遍长约7s的模拟虎叫声电信号,经电容器c1滤波、晶体三极管VT2功率放大后,推动扬声器B放音;同时,驱动发光二极管VDl、VD2发出同步闪光,以增强动感。7s后,声、光信号消失,电路恢复静止状态,这时可进行第二次射击。
光枪实质上是一个利用电容器充电和放电的闪光仿真手枪,其形状及电路如图3所示。平时,电池G2通过限流电阻器R3对电容器C3充好电,充电电压可达到电池G2的输出电压(即9V)。扣动扳机后,微动开关sB接通,电容器c3储存的电荷即通过小电珠H快速放电,放电电流使小电珠H瞬间发出很亮的闪光。
小电珠H闪光强弱直接决定了光枪打靶的距离远近,而闪光强弱与电容器c3容量大小有直接关系。c3容量大,闪光强,光枪打靶距离远,但容易使小电珠烧毁;c3容量小,闪光弱,光枪打靶距离近,但小电珠不易损坏。C3容量一般可取1000μF~2200μF。
二、元器件选择
A选用HFC520型模拟虎叫声集成电路,它采用软包封装形式,制作在尺寸为20ram×14mm的小印制电路板上,并给有外围元器件焊接脚孔,使用很方便。HFC520的主要参数:工作电压范围2,4V一5V,典型工作电压4,5V,触发电-流≤40μA,音频输出电流≥1mA,静态总电流<1μA,工作温度范围-10℃~60℃。
晶体管VT1用9014(集电极最大允许电流ICM=0.1A,集电极最大允许功耗V PCM=310mW)或3DG8型硅NPN小功率三极管,要求电流放大系数B>200;VT2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3DGl2、3DK4、3DX201型硅NPN中功率三极管,要求电流放大系数B>100。VDl、VD2宜用中5ram高亮度绿色发光二极管。
RL宜选用MG44-04型塑料树脂封装光敏电阻器,也可用其他亮阻≤10kD,、暗阻≥2Mn的普通光敏电阻器来直接代替。R1~R3一律用RTX-1/4W型碳膜电阻器。Cl用CT1型瓷介电容器,它能滤掉模拟声集成电路A输出电信号中一些不悦耳的谐波成分,使虎叫声更加逼真响亮;c2用CDll-10V型电解电容器,它能减小电池G1的交流内阻,使电池快用旧时,扬声器发声仍保持纯正不变调;C3用CD11M-16V型小体积电解电容器。
H用微型手电筒专用的2.5V、0.25A聚光小电珠。B用81幅、0.25W小口径动圈式扬声器。G1用3节5号干电池串联而成,电压4.5V;G2采用6F22-9V型叠层干电池,以缩小手枪的体积。sB用12ram×12mm微型轻触开关。由于声、光靶电路静态时耗电甚微(实测静态时总电流<600μA),敌没有必要再设置电源开关。
三、制作与使用
图4所示为声、光靶的印制电路板接线图,印制电路板实际尺寸约为30mm×30mm。模拟声集成电路A的芯片,应通过4根长约7mm的元器件剪脚线插焊在电路板上。焊接时注意:电烙铁外壳一定要良好接大地,以免交流感应电压击穿A内部CMOS电路!
虎靶按照图1所示,用五合板或塑料板加工制作,也可直接用大小合适的盒子来代替。面板用色漆描绘出老虎头图案,也可直接粘贴从图画上剪裁下来的虎头图形。
将焊接好的声、光靶电路板装入虎靶内。虎靶的眼睛部位开孔嵌入发光二极管VD1、VD2,“虎”的鼻孔部位开孔安装光敏电阻器RL,“虎口”下部事先为扬声器B开出释音孔。为了防止杂散光线对光敏电阻器RL干扰,可在RL上套一小截黑色废笔杆筒作为遮光筒。这样,只有位于遮光筒正前方一定距离内的光枪所射出来的光线,才能照射到RL上,并使靶电路受触发而工作。
光枪壳体用塑料板(或三合板)自行制作,也可用市售儿童玩具手枪改造而成。内部电路按图3所示安装,要求扣发扳机后微动开关sB能够可靠联动(接通触点)。由于用聚光小电珠,因此不需要另加透镜,就可使“手枪”有效射程达5m~8m。若要再增加射击距离,可在小电珠前面加装上合适的凸透镜,以对光线进一步进行汇聚。
这里需要特别说明的是:电池G2应通过带引线的电池扣板与“手枪”内的电路接通。电池扣板可从废旧叠层干电池上拆取,并焊上引线即行。由于电池扣板与叠层干电池之间的接触扣是凹凸相扣,所以在电池扣板上,应是凹扣接电路正极引线,凸扣接电路负极引线。具体接线如图5所示,注意不要搞错。
装配成的光枪射“虎”玩具,一般无需对电路作任何调试,便可满意工作。如嫌模拟老虎叫声不够逼真,可通过适当变换模拟声集成电路A的外接振荡电阻器R2阻值来加以调节。
R2取值范围一般为620kD,~1M,Q。阻值大,模拟声频率低,为大老虎叫声;阻值小,模拟声频率高,为小老虎叫声。
另外,通过适当增减电阻器R1的阻值,可使射击距离达到最远。值得注意的是,这个玩具最好在光线不太强的室内使用,这样效果比较理想。
当你用光枪射中图1所示虎靶上“老虎”的鼻尖时,“老虎”就会发出逼真响亮的虎吼声,并且“虎眼”还会发出阵阵绿色闪光;约经7秒左右。叫声和闪光自动停止。当“老虎”再次被射中时,叫声和闪光又会出现,十分好玩。
一、工作原理
光枪射“虎”玩具由声、光靶电路和光枪电路两大部分构成。声、光靶的电路如图2所示。光敏电阻器RL与晶体三极管VT1等组成光控开关;模拟声集成电路A与电阻器R2等组成模拟虎叫声发生器,其中:R2为A的外接振荡电阻器;晶体三极管VT2和电容器cl等组成音响功率放大器;发光二极管VD1、VD2组成随声闪光器。
当光敏电阻器RL被光枪射中时,其阻值瞬间变小,使晶体三极管VTl瞬间导通,因而使模拟声集成电路A的触发端TG受到正脉冲触发,A即输出三遍长约7s的模拟虎叫声电信号,经电容器c1滤波、晶体三极管VT2功率放大后,推动扬声器B放音;同时,驱动发光二极管VDl、VD2发出同步闪光,以增强动感。7s后,声、光信号消失,电路恢复静止状态,这时可进行第二次射击。
光枪实质上是一个利用电容器充电和放电的闪光仿真手枪,其形状及电路如图3所示。平时,电池G2通过限流电阻器R3对电容器C3充好电,充电电压可达到电池G2的输出电压(即9V)。扣动扳机后,微动开关sB接通,电容器c3储存的电荷即通过小电珠H快速放电,放电电流使小电珠H瞬间发出很亮的闪光。
小电珠H闪光强弱直接决定了光枪打靶的距离远近,而闪光强弱与电容器c3容量大小有直接关系。c3容量大,闪光强,光枪打靶距离远,但容易使小电珠烧毁;c3容量小,闪光弱,光枪打靶距离近,但小电珠不易损坏。C3容量一般可取1000μF~2200μF。
二、元器件选择
A选用HFC520型模拟虎叫声集成电路,它采用软包封装形式,制作在尺寸为20ram×14mm的小印制电路板上,并给有外围元器件焊接脚孔,使用很方便。HFC520的主要参数:工作电压范围2,4V一5V,典型工作电压4,5V,触发电-流≤40μA,音频输出电流≥1mA,静态总电流<1μA,工作温度范围-10℃~60℃。
晶体管VT1用9014(集电极最大允许电流ICM=0.1A,集电极最大允许功耗V PCM=310mW)或3DG8型硅NPN小功率三极管,要求电流放大系数B>200;VT2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3DGl2、3DK4、3DX201型硅NPN中功率三极管,要求电流放大系数B>100。VDl、VD2宜用中5ram高亮度绿色发光二极管。
RL宜选用MG44-04型塑料树脂封装光敏电阻器,也可用其他亮阻≤10kD,、暗阻≥2Mn的普通光敏电阻器来直接代替。R1~R3一律用RTX-1/4W型碳膜电阻器。Cl用CT1型瓷介电容器,它能滤掉模拟声集成电路A输出电信号中一些不悦耳的谐波成分,使虎叫声更加逼真响亮;c2用CDll-10V型电解电容器,它能减小电池G1的交流内阻,使电池快用旧时,扬声器发声仍保持纯正不变调;C3用CD11M-16V型小体积电解电容器。
H用微型手电筒专用的2.5V、0.25A聚光小电珠。B用81幅、0.25W小口径动圈式扬声器。G1用3节5号干电池串联而成,电压4.5V;G2采用6F22-9V型叠层干电池,以缩小手枪的体积。sB用12ram×12mm微型轻触开关。由于声、光靶电路静态时耗电甚微(实测静态时总电流<600μA),敌没有必要再设置电源开关。
三、制作与使用
图4所示为声、光靶的印制电路板接线图,印制电路板实际尺寸约为30mm×30mm。模拟声集成电路A的芯片,应通过4根长约7mm的元器件剪脚线插焊在电路板上。焊接时注意:电烙铁外壳一定要良好接大地,以免交流感应电压击穿A内部CMOS电路!
虎靶按照图1所示,用五合板或塑料板加工制作,也可直接用大小合适的盒子来代替。面板用色漆描绘出老虎头图案,也可直接粘贴从图画上剪裁下来的虎头图形。
将焊接好的声、光靶电路板装入虎靶内。虎靶的眼睛部位开孔嵌入发光二极管VD1、VD2,“虎”的鼻孔部位开孔安装光敏电阻器RL,“虎口”下部事先为扬声器B开出释音孔。为了防止杂散光线对光敏电阻器RL干扰,可在RL上套一小截黑色废笔杆筒作为遮光筒。这样,只有位于遮光筒正前方一定距离内的光枪所射出来的光线,才能照射到RL上,并使靶电路受触发而工作。
光枪壳体用塑料板(或三合板)自行制作,也可用市售儿童玩具手枪改造而成。内部电路按图3所示安装,要求扣发扳机后微动开关sB能够可靠联动(接通触点)。由于用聚光小电珠,因此不需要另加透镜,就可使“手枪”有效射程达5m~8m。若要再增加射击距离,可在小电珠前面加装上合适的凸透镜,以对光线进一步进行汇聚。
这里需要特别说明的是:电池G2应通过带引线的电池扣板与“手枪”内的电路接通。电池扣板可从废旧叠层干电池上拆取,并焊上引线即行。由于电池扣板与叠层干电池之间的接触扣是凹凸相扣,所以在电池扣板上,应是凹扣接电路正极引线,凸扣接电路负极引线。具体接线如图5所示,注意不要搞错。
装配成的光枪射“虎”玩具,一般无需对电路作任何调试,便可满意工作。如嫌模拟老虎叫声不够逼真,可通过适当变换模拟声集成电路A的外接振荡电阻器R2阻值来加以调节。
R2取值范围一般为620kD,~1M,Q。阻值大,模拟声频率低,为大老虎叫声;阻值小,模拟声频率高,为小老虎叫声。
另外,通过适当增减电阻器R1的阻值,可使射击距离达到最远。值得注意的是,这个玩具最好在光线不太强的室内使用,这样效果比较理想。