創(chuàng)意電子小制作之出門語(yǔ)音提醒器

本裝置適合在家庭或賓館、旅店的房門背面安裝使用。當(dāng)主人或住客開(kāi)門外出時(shí)，它會(huì)自動(dòng)發(fā)出“請(qǐng)帶好鑰匙，關(guān)好水電、煤氣開(kāi)關(guān)”提醒語(yǔ)，具有較高的使用價(jià)值和保安作用。

弄懂工作原理

出門語(yǔ)音提醒器的電路如圖18-1所示，它由振蕩型觸摸開(kāi)關(guān)電路、音源發(fā)生電路和音頻功率放大電路等幾部分組成。

圖18-1出門語(yǔ)音提醒器電路圖

平時(shí)，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(diào)電位器RP向晶體三極管VT2發(fā)射結(jié)提供的偏壓《0.65V，VT2處于截止?fàn)顟B(tài)，與VT2集電極相接的語(yǔ)音集成電路A的觸發(fā)端TG處于低電平，A因得不到高電平觸發(fā)信號(hào)而不工作，功率放大三極管VT3截止，揚(yáng)聲器B無(wú)聲。

一旦人手碰到金屬門拉手時(shí)，人體通過(guò)門拉手及其引線接晶體三極管VT1的集電極，相當(dāng)于給振蕩電路施加上了一個(gè)很重的負(fù)載，于是晶體三極管VT1停振，并導(dǎo)致其發(fā)射極電流增大，微調(diào)電位器RP向VT2發(fā)射結(jié)提供的偏壓隨之》0.65V，VT2獲得合適偏流而導(dǎo)通，語(yǔ)音集成電路A因觸發(fā)端TG獲得高電平觸發(fā)信號(hào)而工作，其輸出端OUT輸出內(nèi)儲(chǔ)語(yǔ)音電信號(hào)，經(jīng)晶體三極管VT3功率放大后，推動(dòng)揚(yáng)聲器B發(fā)出響亮的“請(qǐng)帶好鑰匙，關(guān)好水電、煤氣開(kāi)關(guān)”女中音提醒語(yǔ)。人手離開(kāi)金屬門拉手后，晶體三極管VT1恢復(fù)振蕩、VT2重新截止，揚(yáng)聲器B最多只發(fā)出一遍語(yǔ)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(tài)時(shí)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(kāi)關(guān)的工作靈敏度。這種依靠本身振蕩信號(hào)工作的觸摸開(kāi)關(guān)電路，與以往我們常見(jiàn)的采用人體感應(yīng)信號(hào)（主要來(lái)自周圍220V交流電）觸發(fā)的觸摸開(kāi)關(guān)電路相比，具有構(gòu)思巧妙、工作性能不受使用環(huán)境中感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)弱的影響等特點(diǎn)，具有普遍推廣價(jià)值。R3為語(yǔ)音集成電路A的外接振蕩電阻器，其阻值大小直接影響語(yǔ)音聲的速度和音調(diào)。C3為退耦電容器，它能有效地消除電池電能快用盡時(shí)，電池內(nèi)阻增大而給電路帶來(lái)的不良影響，可有效避免揚(yáng)聲器B發(fā)聲產(chǎn)生畸變（嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生寄生振蕩，無(wú)法正常發(fā)出語(yǔ)音聲），相對(duì)延長(zhǎng)電池的使用壽命。實(shí)踐證明，C3是不可以省掉的。

準(zhǔn)備好元器件

本制作共用了18個(gè)元器件，備料清單見(jiàn)表18。

表18 元器件清單

A選用HFC5219A型語(yǔ)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(shù)：工作電壓范圍2.4～5V，典型值為4.5V;觸發(fā)電壓≥1/2V DD ，正脈沖和高電平均有效，觸發(fā)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(dá)1mA，靜態(tài)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(shù)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(lái)代替，但效果稍差一些。

T選用超外差式中波晶體管收音機(jī)里常用的LT F-2-3型振蕩線圈，其實(shí)物外形（尺寸：10mm×10mm×14mm）和引腳排列識(shí)別見(jiàn)圖18-2。

圖18-2 LTF-2-3型振蕩線圈

RP可用WH7-A型立式微調(diào)電位器，標(biāo)稱阻值為10 kΩ（常標(biāo)注成103字樣）。R1～R3均用RTX-1/8W型碳膜電阻器，標(biāo)稱阻值依次為100kΩ、5.1kΩ和180kΩ。C1、C2用CT1型瓷介電容器，標(biāo)稱容量均為0.01μF;C3用CD11-10V型電解電容器，標(biāo)稱容量為100μF。

B用φ57mm、阻抗8Ω、額定功率≥0.25W的小口徑動(dòng)圈式揚(yáng)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(dòng)開(kāi)關(guān)。G用3節(jié)5號(hào)干電池串聯(lián)（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(yǔ)音提醒器的印制電路板接線圖，印制電路板實(shí)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(yǔ)音集成電路A通過(guò)5根7mm長(zhǎng)的銅絲直接插焊在電路板對(duì)應(yīng)數(shù)標(biāo)孔內(nèi)。焊接時(shí)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(yīng)電壓擊穿語(yǔ)音集成電路A內(nèi)部CMOS電路！

焊接好的印制電路板連同揚(yáng)聲器B、電源開(kāi)關(guān)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?fù)鈿せ蛩芰舷阍砗校﹥?nèi)，其外形如圖18-4所示。盒面板事先為揚(yáng)聲器B開(kāi)出釋音孔，并開(kāi)孔固定好電源開(kāi)關(guān)SA;盒頂部開(kāi)孔固定用鐵絲彎制的掛鉤；盒底側(cè)面開(kāi)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(zhǎng)的軟導(dǎo)線，以便連接金屬門拉手。

圖18-3 出門語(yǔ)音提醒器印制電路板圖

圖18-4 出門語(yǔ)音提醒器外形圖

電路調(diào)試很簡(jiǎn)單：在晶體三極管VT1起振（用手摸門拉手接線時(shí)，VT1發(fā)射極電位會(huì)下降1V左右）的條件下，由小往大緩慢改變微調(diào)電位器RP的阻值，使提供給晶體三極管VT2發(fā)射結(jié)的電壓跟隨變化，直至揚(yáng)聲器B處于臨界發(fā)聲狀態(tài)即可。如嫌語(yǔ)音提醒聲速度或音調(diào)不理想，可通過(guò)適當(dāng)改變電阻器R3的阻值來(lái)加以調(diào)整。R3阻值大，語(yǔ)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(yǔ)音提醒器，可懸掛在非鐵制房門門扇的背面；從盒內(nèi)引出來(lái)的軟導(dǎo)線直接接在房門背面的金屬拉手上，以便人離開(kāi)房間開(kāi)門時(shí)自動(dòng)觸發(fā)提醒器可靠發(fā)聲。本裝置工作穩(wěn)定可靠、抗干擾性能強(qiáng)，并且十分省電（實(shí)測(cè)靜態(tài)總電流《0.2mA）;每換一次新干電池，一般可連續(xù)使用半年多時(shí)間。

責(zé)任編輯：lq6