兒童電子科技小製作 趣味電子“爆竹”
又是一年新春到。同學們何不趕快行動起來,製作這樣一個電子“爆竹”,讓它給節日的家庭增添更多歡樂、喜慶氣氛!
一、工作原理
電子“爆竹” 的電路如圖2所示。它主要採用了模擬聲集成電路A,所產生的“爆竹”聲十分逼真,可以達到以假亂真的地步。
SB為小型按鈕開關,起觸發A內部電路工作的作用。平時,電路處於靜態不工作狀態,整個電路耗電十分微小,實測總電流僅為1μA左右。每當有人按動一下SB時,A的觸發端TG就會獲得正脈衝電信號,A內部電路受觸發工作,其輸出端OUT便會輸出一遍長達20s的內儲模擬爆竹聲電信號,經晶體三極管VT功率放大後,推動揚聲器B發出響亮的“爆竹”聲。
電路中,R1是A的外接振盪電阻器,其阻值大小影響“爆竹”聲的速度快慢和音調高低。電容器C主要用於濾去模擬聲集成電路A所輸出信號中一些不悦耳的諧波成分,使“爆竹”聲更加清脆響亮。電阻器R2主要起限流作用,可有效防止個別β值過高的功率放大三極管產生自激現象。
二、元器件選擇
A選用KD-5601型模擬聲集成電路,它採用黑膠封裝形式製作在一塊尺寸約為23mm×14mm的小印製電路板上(參見圖3所示),並給有外圍元件焊接腳孔,使用很方便。KD-5601的主要參數:典型工作電壓為3V,觸發端允許輸入電壓範圍VSS-0.3~VDD+0.3V,音頻輸出端驅動電流≥1mA,靜態耗電≤1μA,使用温度範圍-10℃~60℃。
VT選用9013或3DG12、3DX201、3DK4型硅NPN中功率三極管,要求電流放大係數β>100。
R1、R2均用RTX-1/8W型碳膜電阻器。C用CT4D型獨石電容器。B用φ29mm×9mm、8Ω、0.25W超薄微型動圈式揚聲器,以減小體積、方便安裝。
SB可用6mm×6mm小型輕觸開關,亦可用KAX-1型按鈕開關。G用兩節5號乾電池串聯(須配塑料電池架)而成,電壓為3V;如嫌揚聲器發聲小,可將電壓提高到4.5伏,即用三節5號乾電池串聯後供電。
三、製作與使用
整個電路以模擬聲集成電路A的芯片為基板,按照圖3所示進行焊接,不必另外再製作印製電路板。焊接時注意:電烙鐵外殼一定要良好接地,以免交流感應電壓擊穿A內部CMOS集成電路!
整個電路裝入尺寸約為φ35mm×120mm的爆竹造型殼體內。該殼體既可用紅色厚紙板粘制,也可用一段紅色塑料管加工製成。將全部焊接好的電路安裝到“爆竹”裏面去。注意在“爆竹”適當位置處為揚聲器B開出放音孔,在“爆竹”頂端部開孔固定安裝小型按鈕開關SB,以方便使用。
裝配好的電子“爆竹”,只要電路元器件質量有保證,焊接無誤,一般不需任何調試便可投入使用。萬一使用中發現“爆竹”聲不夠逼真,可通過適當改變電阻器R1的阻值來加以調節。R1取值範圍一般在910kΩ~1.5MΩ之間。如果電路產生自激振盪,可通過在模擬聲集成電路A的電源端跨接一隻22~47μF的電解電容器(正極接VDD、負極接VSS)來加以排除。
由於整個電路平時靜態耗電很小,故電路未設置電源開關。但長時間不用電子“爆竹”時,應將乾電池從電池架上取出來,以免電能自身消耗盡後,電池流液腐蝕壞電路。
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