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敲击式语音门铃
类别:消费电子  
 
本例介绍的门铃未采用传统的按钮触发方式,当客人来访习惯性地用手敲三下房门时,

它便自动发出“叮咚,您好!请开门!”的声音。

工作原理

敲击式语音门铃的电路如图所示,它由房门振动传感、延时触发、语音发生、音

频功率放大和电源等五部分电路组成。

平时,微型片状振动模块IC1检测不到门板振动波,故其OUT端输出低电平,语音集

成电路IC2因触发端TG处于低电平而不工作,功率放大三极管VT截止,扬声器B不发声。

当有人敲门时,门板产生的振动波被IC1拾取,经IC1内部电路一系列放大、滤波、整形和

电平转换后,从其OUT端输出相应的高电平脉冲。此高电平脉冲通过二极管VD隔离和电阻

器R2限流后,对C2进行充电。在不到2s的时间内,如果IC1连续拾取三次敲门振动波,

则C2两端的充电电压就会积累达到1/2VDD以上,于是IC2的TG端获得高电平触发信号,

IC2内部电路受触发而工作,其OUT端输出内储的“叮咚,您好!请开门!”语音电信号,

经VT功率放大后,推动B发出清晰响亮的语音声来。敲门一旦停止,C2两端的充电电荷

便会通过R3很快泄放掉,为再次正常工作做好准备。

这一门铃电路设计的最大特点是:来客在2s内连续敲三下门,即IC1连续受触发输出

三个高电平脉冲,才会使C2充电电压高出IC2触发端TG的闹值电压(约为1/2 VDD)以上,

门铃才会发声。这样可有效避免因开关房门、物体落地等造成的振动波对门铃的误触发,使‘

门铃稳定、可靠地工作。

电路中,R1、C1构成IC1的简易降压滤波电路,使IC1能够稳定、可靠地工作。C2为

门铃延时触发电容器,R2、R3分别为C2的充电和放电电阻器。C2、R2和R3数值大小决定

了每次触发门铃所必须连续敲击门板的次数。R4为IC2外接时钟振荡电阻器,其阻值大小

影响语音声的速度和音调。C3主要用于滤去一些不悦耳的谐波成分,使语音声音质得到显

著改善,并且声音更加响亮。

元器件选择

IC1选用Z02型高灵敏度片状振动模块,模块的黄铜底板能直接检测极其微弱的振动信

号,并经内部芯片电路转换成高电平脉冲从OUT端输出。模块输出的高电平脉冲可作为其

他器件的控制信号,也可直接驱动小功率三极管或晶闸管。IC2选用HFC5223型语音门铃专

用集成电路。

VT用8050型硅NPN中功率三极管,’要求电流放大系数β>100。VD用1N4148型硅开关

二极管。

R1~R4均用RTX一1/8W型碳膜电阻器。

C1、C2、C4均用CD11一16V型电解电容器,C3用CT1型瓷介电容器。

B用Φ57mm、8Ω、0.5W小口径动圈式扬声器。G用三节5号干电池串联而成,电压

4 .5V.

制作与调试

IC2芯片通过4根7mm长的元器件剪脚线插焊在电路板上;除IC1外,焊接好的电路板

连同扬声器B、电池G(带塑料架)一起装人合适的塑料小盒内。盒面板为B开出释音孔。

盒侧面通过适当长度的双芯屏蔽线引出振动模块IC1。焊接时电烙铁外壳一定要良好接大

地,以免交流感应电压击穿IC2内部CMOS电路。

实际安装时,将IC1模块的铜质面通过502胶(如欲降低灵敏度可选用乳胶)粘贴在大门扇

背面正对着门扇前面客人常敲门的位置(一般离地面1.4m左右),门铃盒则固定在室内墙壁上;

对于有宅院的用户,门铃可挂在房内,ICl则通过一定长度的双芯屏蔽线引至大门口固定。

该门铃只要元器件质量有保证,焊接无误,一般不用调试就能正常工作。如果连续敲两

下门扬声器就发声,可适当增大R2阻值;反之,如果敲4下门扬声器才发声,可适当减小

R2阻值。如嫌语音声不够逼真,可通过适当改变R4阻值(620kΩ一1MΩ)加以调整。该门

铃平时消耗电能极小,实测静态总电流≤0.15mA;每换一次新的干电池,一般可连续使用

半年多时间。