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能鞠躬会讲话的挂画
类别:电子综合  
 
本例介绍的能鞠躬会讲话的挂画是在购买的童男童女硬纸画片上改装而成,参看图(b)。它利用红外线发射接收,当有人走近挂画时,既能鞠躬又会讲“恭喜发财”。

工作原理

能鞠躬会讲话挂画的电路如图 (a)所示。它由电源电路、红外线发射接收、语言发声及音频功率放大电路组成。

电路中,C1、VD1一VD4、C2、IC1及C3组成电容降压、整流、滤波和稳压电路,向红外线发射控制等电路提供6V直流工作电源。红外线发射管VD7、红外线接收管VD8, V12,时基电路IC2及继电器K等组成控制电路,其中RP1、C4及IC2等组成多谐振荡器。IC3,

VT4、VT3和B等组成语言发声及音频功率放大电路。

电源接通后,由于画前一定距离内无人靠近观看,VD8收不到VD7被人体反射回来的红外信号,VTl截止,右边电路电源不通,挂画无动作无声音发出。

当有人走近挂画时,VD8收到被人体反射回来的红外信号,VTl导通,IC2产生振荡,继电器K便按着一定的时间间隔断续地将右边电路电源接通与断开,使右边电路的电磁线圈L1、L2及发声电路间断地工作。右边电路电源接通时,电磁线圈L1、L2得电,其磁场与控制童男童女[见图(b)]鞠躬机构的永久磁铁相斥(或相吸),使童男童女鞠躬,与此同时,扬声器发出“恭喜发财”的祝福语。当振荡器输出的第一个脉冲结束时,继电器释放,断开右边电路电源,电磁线圈断电,童男童女在细弹簧或橡皮筋的作用下复位,扬声器停止发声。当振荡器输出第二个脉冲时,童男童女再次鞠躬并发出“恭喜发财”祝福语。

为了防止上述电路在人体未离开画前红外线控制范围内时,电路断续不停地鞠躬祝福,时间稍长令人有厌烦的感觉,BPI、C4、VT2等组成延时控制电路,控制鞠躬祝福次数在3一4次。当人体接近画前红外线控制范围时,VT1导通,接通右边电路电源,在IC2振荡的同时,电源经R5, RPl向C4充电,鞠躬祝福延时开始。待C4上电压充至一定值时,VT2导通,经VD5将IC2的复位端4脚拉为低电平,强迫IC2复位,鞠躬祝福停止。人体离开画前时,挂画电路又处于守候状态。因此,本挂画实现了全自控,新颖实用。

元器件选择

IC一选用三端集成稳压电路LM7806;IC2选用555时基集成电路,如NE555或LM555 ;IC3用KD56010,内存“恭喜发财”语言。

VTl用9012或9015 PNP型三极管,要求电流放大系数β>80;VT2一VT4用9013或8085型硅NPN中功率三极管,要求电流放大系数召〕100。VD1-VD5用1N4004硅整流二极管;VD6选用3V、0.5W型稳压管;VD7用红外发光二极管LD271; VD8选用一体化红外接收头。

目前市售的一体化红外接收头有两种封装,引脚排列及形状如图 (d)所示。工作电压VCC为5V,接收角度士550,静态电流为0.5mA,工作频率fo = 30 - 38kHzo平时待工作状态电路耗电极微。

K选用6V、双组触点直流继电器。B选用0.1一0.25W、小型80电动型扬声器。Ll、L2为电磁铁线圈。用M4 x27的平头螺钉作电磁铁,两块似5胶木(或硬质塑料、有机玻璃)板作挡板,两挡板间距20mm,一板紧靠螺钉头,另一挡板用螺母固定。之后在螺钉上缠绕几层绝缘纸,再用Φ0.11 mm漆包线乱绕2000一2500圈,直流电阻在130一150. 永久磁铁的直径在9-10mm,高12-15mm,亦可用其他小型磁铁代用。

其余元件按图(a)所示的数据,无特殊要求。

制作与调试

童男童女硬纸画片为彩色,按图(b)示意部位将其剪裁,下半身身后附上带有彩色的薄板(或硬纸壳或支撑架)固定在镜框板上不动,在上半身后面如图(c),装上可动机构,这样电磁线圈通、断电即可完成断续的鞠躬动作。

童男童女两画片要面对面的放置,间距依据画幅的大小适中,以防鞠躬时碰在一起。

安装时,应根据画幅大小选择镜框尺寸及厚度,左、右及上方要留出一定的空间,给人以舒适感。画面不要紧靠箱体玻璃。电子控制部分安装在一盒体中,之后固定在箱体内部的底部中间位置。红外线发射管及红外线接收管在盒体前面开有窗孔,为保证发射的红外光不向四周辐射而影响红外接收管正常工作,应装有聚光罩,将红外光聚在画前一定范围。画幅大,控制距离在1.5一2m;画幅小,控制距离在0.5-1m.

电路主要调整多谐振荡电路IC2的频率、鞠躬祝福次数及控制距离。改变RP2或C5的数值,使其IC2的3脚每输出一个脉冲时间恰好等于发出一句“恭喜发财”的时间。调整RP1或C4的数值,使其延时时间等于3一4次鞠躬祝福断续时间。改变R2的阻值调整红外发射光的强弱,调节红外线控制距离。因此,这三项调整要耐心反复进行,使其恰到好处。

在挂画前控制距离范围内不得有其他物体,以防红外光束被反射回导致电路误动作或不能正常工作。

如画幅小,本电路可采用4节5号电池直接供电。