555時(shí)基電路在玩具控制中的應(yīng)用
3 555時(shí)基電路在聲控和觸摸控制玩具中的應(yīng)用
以觸摸或接收到聲音即叫的電子玩具狗為例,當(dāng)你觸摸電子玩具狗的額頭貼片(金屬)時(shí),玩具狗的兩只眼睛不僅閃閃發(fā)光,還會(huì)發(fā)出“汪汪”叫聲。當(dāng)沒人搭理它時(shí),電子玩具狗會(huì)靜靜地站立不動(dòng)。
3.1 電路工作原理
觸摸即叫的電子玩具狗電路由觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路、閃光電路和狗叫聲電路等組成,如圖2所示。集成電路IC1(NE555)、電阻R3、電容Cl和C2等組成單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路。閃光電路由電阻R4、發(fā)光二極管LED1和LED2等組成;狗叫聲電路則由語音集成電路IC2及外圍元件、晶體管VT2和揚(yáng)聲器BL1等組成。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/162716.htm
沒有輸入觸發(fā)信號(hào)時(shí),IC1的第2端子為高電平,IC1處于復(fù)位狀態(tài),其輸出端第3端子輸出低電平,LED1、LED2不會(huì)閃光,IC2不會(huì)被觸發(fā);當(dāng)觸摸玩具狗額頭上金屬貼片SB1時(shí),人體感應(yīng)雜波加至IC1的第2端子,IC1被觸發(fā)置位,輸出高電平并觸發(fā)狗叫聲集成電路IC2(KD-5608)開始工作,輸出音頻信號(hào)經(jīng)VT2放大后,推動(dòng)揚(yáng)聲器BL1發(fā)出“汪、汪、汪”狗叫聲。同時(shí),經(jīng)電阻R4驅(qū)動(dòng),LED1、LED2(兩只眼睛)閃閃發(fā)光。狗叫聲、閃光的持續(xù)時(shí)間取決于IC1單穩(wěn)態(tài)的暫態(tài)時(shí)間,即td=1.1R3C1,電路中給出的參數(shù)的暫態(tài)時(shí)間約為8s。調(diào)節(jié)充放電時(shí)間常數(shù)RC,可改變叫聲、閃發(fā)的持續(xù)時(shí)間。當(dāng)持續(xù)時(shí)間結(jié)束后,IC1的第2端子仍為高電平,IC1回到復(fù)位狀態(tài),等待下一次的觸摸又可重復(fù)上述動(dòng)作過程。
語音集成電路IC2采用模擬狗叫聲集成電路KD-5608,每觸發(fā)一次,可發(fā)出三聲“汪、汪、汪”的狗叫聲。電路中R5為振蕩電阻,改變其阻值可改變狗叫聲的高低,阻值小時(shí),頻率高,可模擬小狗的尖叫聲;阻值大時(shí),頻率低,可模擬老狗的叫聲。
狗叫聲電路的組成元件主要有狗叫專用模擬集成電路KD-5608、壓電陶瓷片HTD。當(dāng)外界信號(hào)產(chǎn)生時(shí),HTD壓電陶瓷片轉(zhuǎn)為電信號(hào),經(jīng)C1耦合到晶體管V1基極進(jìn)行放大,再由C2耦合到晶體管V2基極,使飽和導(dǎo)通,因此使電源電壓加到IC觸發(fā)端,相當(dāng)于IC觸發(fā)端加入一個(gè)脈沖觸發(fā)信號(hào),于是喇叭中即刻發(fā)出模擬狗叫聲。
一碰即響觸發(fā)電路,還可以選用微型片狀振動(dòng)模塊XDZ-01。內(nèi)部含有放大、濾波整形、積分、延時(shí)和電平轉(zhuǎn)換等電路,其靈敏度高,又具有較好的抗干擾性,對于外界的聲響無反應(yīng),而對于同一物體上的振動(dòng)卻極敏感。
3.2 比較555時(shí)基電路的優(yōu)越性
555時(shí)基電路最大的特點(diǎn)就是外加簡單的RC電路后,可以構(gòu)成精確的定時(shí)電路。電路結(jié)構(gòu)簡單,穩(wěn)定性強(qiáng),易于調(diào)整。
還有555時(shí)基電路擴(kuò)大了聲控等應(yīng)用的范圍,例如家用嬰兒監(jiān)聽器則是應(yīng)用便攜式調(diào)頻收音機(jī),制作一個(gè)無線電調(diào)頻發(fā)射機(jī),可以監(jiān)聽嬰兒的哭聲。這也是玩具的創(chuàng)意來源,對于兒童可以由監(jiān)聽功能轉(zhuǎn)化為玩具功能。利用新型超薄語音錄放模塊,錄音孩子的姓名、家庭住址等信息,就成了幼童的“語音身份證”,有安全作用,又是趣味玩具,這是電子產(chǎn)品應(yīng)用到玩具上的一個(gè)典型范例。
4 555時(shí)基電路在光控玩具中的應(yīng)用
光控觸發(fā)電路即一暗即響,可以用光電三極管實(shí)現(xiàn)。當(dāng)人或物通過光電三極管VT1前方時(shí),照射到VT1上的光線發(fā)生突變,VT1兩端等效電阻值發(fā)生突變,從而導(dǎo)致VTl兩端產(chǎn)生相應(yīng)脈沖電壓,其下降沿通過電容器耦合到三極管VT2的基極,經(jīng)VT2反相放大后,使語音集成電路獲得觸發(fā)信號(hào)。
例如電子狗的報(bào)警、動(dòng)作和習(xí)性,參考文獻(xiàn)中的一類智能玩具狗,當(dāng)用肉骨頭模型喂時(shí),它會(huì)興奮地亮起眼睛,同時(shí)唱起歌曲,用一盞60W的白熾燈照射它的頭部,反復(fù)幾次后,玩具狗就能形成條件反射,只要有燈照頭部就會(huì)興奮,但多次欺騙后它又會(huì)不理了。這是典型的擬聲擬形設(shè)計(jì)。如果采用555時(shí)基電路控制,可以利用光報(bào)警電路和紫外光驗(yàn)鈔電路制作的報(bào)警卡,是一個(gè)非常有趣的例子。光報(bào)警電路由模擬聲集成電路和外圍元器件構(gòu)成。光敏電阻無光照呈高電阻值,光照后電阻值下降,觸發(fā)電路報(bào)警。結(jié)合紫外線LED結(jié)合后,有了驗(yàn)鈔功能。這樣的電子產(chǎn)品制作到玩具中,兼有趣味性和實(shí)用性。
5 555時(shí)基電路在熱和紅外控制玩具中的應(yīng)用
新型熱釋電式紅外探測頭(被動(dòng)式紅外探測器件)MP01可以對于前方5m范圍內(nèi)的人體活動(dòng)產(chǎn)生非接觸的感測,從而觸發(fā)電路。
TX05D為新型紅外線反射開關(guān),其內(nèi)部包含了紅外線發(fā)射、接收及信號(hào)放大與處理電路,它能以非接觸形式檢測到前方一定范圍內(nèi)經(jīng)過的人或物體,并將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成高電平信號(hào)從OUT端輸出。接通電源后,TX05D內(nèi)部紅外線LED向外發(fā)射出頻率約為40kHz的調(diào)制紅外線。若前面無人或其他物體遮擋,紅外接收管收不到發(fā)射管發(fā)出的紅外光線,輸出端OUT為低電平,狗叫電路A2處于靜止?fàn)顟B(tài),整個(gè)后續(xù)電路均不工作。當(dāng)有人或其他物體經(jīng)過A1的有效檢測區(qū)域時(shí),紅外線被反射回來一部分,經(jīng)與發(fā)光管同向并排安裝的光敏三極管接收并轉(zhuǎn)換成同頻率的電信號(hào)后,由A1內(nèi)部電路進(jìn)行一系列的放大、解調(diào)、整形、比較處理,最后從OUT端輸出高電平信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)R1限流、VD1限壓后,直接觸發(fā)模擬聲集成電路工作,使其OUT端輸出長約5s的模擬狗叫聲電信號(hào),經(jīng)R4、C2低通濾波和C3耦合后,送入功放集成電路A3進(jìn)行功率放大,最后放大后信號(hào)經(jīng)C4推動(dòng)揚(yáng)聲器B發(fā)出三遍“汪汪-汪汪汪”的狗叫聲來。如果模擬狗叫集成電路連續(xù)受到觸發(fā)(TX05D的OUT端輸出高電平時(shí)間>5s),則狗叫聲就會(huì)持續(xù)不斷,直到來人離開監(jiān)視區(qū)5s后為止。
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