這種“電子狗”既不吃食喝水,也不拉屎撒尿,接通電源后,它便為你忠實地看家守舍。當周圍6米范圍內有人走動時,它便發出逼真的模擬狗叫聲來。與動物狗相比較,“電子狗”有個不足處,就是不會分辨家人和外人,但仍有防盜的使用價值。
一、工作原理
“電子狗”的電路如圖1所示。新型微波探測器A1及其環狀天線w等組成了人體探測觸發電路;模擬聲集成電路A2、音頻功率放大集成電路A3和揚聲器B等組成了模擬狗叫聲發生電路;固定式三端集成穩壓器A4、電源變壓器T、整流二極管VD3和VD4、濾波電容器Cl和c6等組成了交流電變換電路。
接通電源后,微波探測器A1在其環狀天線w的軸芯方向產生一個橢圓形、半徑2~6m(可調)的空間微波探測場,構成了立體方位的探測區域。在無人進入微波探測場的狀態下,A1的OUT端輸出低電平,由集成電路A2、A3等構成的模擬狗叫聲發生電路不工作,揚聲器B無聲。
當有人進入“電子狗”的微波探測場時,根據電磁波的多普勒效應,人體會對Al環狀天線w所發射出的微波產生反射作用,并使反射回波與原波的場頻頻率(或相位)產生差別,這一變化信號經環狀天線w接收和A 1內部專用微處理器一系列檢出、放大、整形、延時處理后,從OUT端輸出高電平脈沖信號。該高電平脈沖信號經限流電阻器R1限流、穩壓二極管VDl限壓后,加至A2的觸發端TG,使A2內部電路受觸發工作,從其輸出端OUT輸出長約5s的模擬狗叫聲電信號來,經A3等構成的音頻功率放大器(輸出功率達4.5W)放大后,推動揚聲器B連續發出三遍“汪汪——汪汪汪”的狗叫聲來。如果A1連續探測到運動人體,則A2會受到連續觸發,狗叫聲就會持續不斷,直至來人退出警戒區域(或在原地站立不動)為止。
電路中,Rl、VDl和R2、VD2組成了兩個簡易穩壓電路,其作用分別是將A2的觸發電壓和工作電壓均限制在所允許的數值以內。R3是A2的外接時鐘振蕩電阻器,其阻值大小影響模擬狗叫聲的速度和音調。c3是音頻旁路電容器,主要用于濾去A2輸出信號中一些不悅耳的諧波成分,使模擬狗叫聲更加逼真響亮。
二、元器件選擇
A1選用國產TX982型微波探測器(也叫雷達探測模塊、人體探測器),它包含了環狀天線w和微波發射與接收、信號放大與識別等電路,能夠以非接觸形式探測出周圍一定距離內的運動人體或物體,并轉換成高電平信號輸出。由于TX982內部采用了專門的微處理集成電路,并應用了先進的模糊檢測電子技術與數字化功能處理方式,所以具有探測靈敏度高、作用范圍大、抗干擾性強、可靠性能好、安裝使用簡便等優點,可廣泛應用于各種自動檢測、自動報警和自動控制產品中。13(982的外形和引線功能如圖2所示,該器件系模塊化產品,全部電路焊裝在尺寸約為46.5mm×32mm×17mm(不包括安裝支架)的塑料小盒內。
盒頂部安裝有φ90mm的環狀天線;盒底部安裝有塑料固定架;盒側面設有一個紅色發光二極管和一個靈敏度調節孔。紅色發光二極管用來指示TX982的工作狀態(平時熄滅,通電初始化和探測到移動人體、物體時發光)。靈敏度調節孔用來調節探測距離,順時針調探測距離變近,逆時針調探測距離變遠。TX982共有三根外接線,通過長約1.2m的雙芯屏蔽線引出,其紅線接電源正極,網線接電源負極,白線為信號輸出端(0UT)。白線靜態時輸出低電平,探測到移動人體或物體時輸出高電平。實際應用時,如探測器引出線太短,可用相同的雙芯屏蔽線進行加長。TX982的主要參數:工作電壓范圍12~15V,靜態守候電流5mA左右;初次加電時延遲開啟時間(即鎖閉時間)60~90s,監控距離在2~6m間連續可調;觸發輸出時間≥5s(廠家可根據用戶要求定制不同的時間),輸出形式為電壓方式,有輸出時電壓≥7V;工作溫度范圍-25℃~45℃。
A2選用KD-5608型模擬狗叫聲專用集成電路。該集成電路用黑膏封裝在一塊尺寸約為21mm×19mm的小印制電路板上(參見圖4左邊所示),并有插焊外圍元件的小孔,安裝使用很方便。KD-5608的主要參數:典型T作電壓3V,輸出電流I>2mA,靜態總電流<1uA,工作溫度范圍為一1O℃~60℃。A2也可用LH560系列模擬狗叫聲集成電路(R3改用1MQ阻值)來代替。
A3選用傻瓜1006型5腳單列直插封裝(外觀與普通塑封功率三極管相仿)音響功率放大集成電路,其內部電路與大家熟悉的OTL和OCL功率放大器電路大體相同,主要由前置級、驅動級和互補推挽輸出級組成;另外,還包括濾波、靜噪和保護電路。由于這些電路全部都集成在內部基片上,所以外部只需接上音源、揚聲器和直流電源,不需任何調試就能滿意地工作,“傻瓜”由此得名。傻瓜1006的主要電參數:工作電壓范圍8~18V,典型使用電壓12~13.8V;最大輸出功率6W,靜態電流100mA,最大峰值電流3.3A;電壓頻響40~90kHz,輸入短路噪聲小于0.2mV,失真度小于l%;輸入阻抗50kn,輸出阻抗4~8Ω。如果電源電壓選13.8V,負載阻抗為4n,輸出功率就是6W。傻瓜1006的閉環增益比較高,約為45dB(分貝),放大能力是普通功放集成電路的5~6倍,這就意味著輸入較弱的音頻信號(例如話筒放大輸出級、10mV以下的錄放音信號)就能獲得滿意的放大。
A4選用7812型(12V、1.5A)固定式三端集成穩壓器。VDl、VD2均用普通3V、0.25W硅穩壓二極管,如IN4619、2CW51型等;VD3、VD4均用1N4001或1N4004型硅整流二極管。
R1~R4一律用RTX-1/4W型碳膜電阻器。C2、C3均用CTl型瓷介電容器,其余一律用CDll-25V型電解電容器。B用8Ω、3W小叫徑動圈式揚聲器;如用小號筒式揚聲器,則效果更佳。T用220V/15V×2、8W優質電源變壓器,要求長時間運行不過熱。F用BGXP-0.15A型普通保險管,并配套機裝管座。XP用交流220V二極電源插頭。
三、制作與使用
圖3所示為“電子狗”印制電路板接線圖,印制電路板實際尺寸約為60ram×40ram。R3按圖左邊所示直接焊在A2芯片上,并通過4根較硬導線(可用元件剪腳線)將A2插焊在電路板上所對應的數標孔內。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A2內部CMOS集成電路!為防止A3在使用中因過熱而損壞,必須為其加裝上體積不小于36mm×23mm×17mm的6槽式鋁散熱器。
整個電路全部安裝在一個市售特大號硬殼長毛絨玩具“狗”體內。Al及其環狀天線w可安裝在“狗”頭內部,并在適當位置處開出能夠伸進小螺絲刀、且正對著A1靈敏度調節孔的小孔,以便隨時調節“狗”的探測距離;電源插頭XP通過適當長度的雙股導線(可編織成仿真拴狗鐵鏈狀)引出“狗”體外,并注意在“狗”身上為揚聲器B開出釋音孔。
安裝時注意:由于環狀天線w的軸芯方向探測能力較強,所以應盡量使軸芯指向“狗”頭的正前方(即“電子狗”的主要探測方向)。A1也可通過自帶的屏蔽線(必要時可用相同電線加長)引出盒外,以便于隱蔽安裝。有興趣的讀者還可給這個“狗”的雙眼裝配上圖4所示的閃光電路,使“狗”叫時雙眼同步閃爍,則更加形象、逼真。
焊裝好的電路一般無須調試,便可投入使用。如嫌“狗”叫聲不夠逼真,可通過適當改變R3阻值加以調節。R3阻值大,模擬狗叫聲頻率低,為老狗叫;阻值小時,模擬狗叫聲頻率高,為小狗叫。R3取值范圍以240~360kΩ之間為宜。
實際使用“電子狗”時,應注意以下三點:(1)“電子狗”應安放在盜賊必經的門口、過道等處,或者是所要保護的物體上面或現場中央,通過調節Al上的靈敏度調節旋鈕,可將“電子狗”的探測距離(主要是指正前、正后方)按需要調節在2~6m之間。(2)“電子狗”可以探測出近距離的隔墻人體走動,所以主人上班或外出時,只要將“電子狗”放在門窗背面,則可在小偷接近門窗作案之前,就發出響亮的模擬狗叫聲。(3)“電子狗”除對人體走動做出反應外,還能對運動物體產生反應,故在室內安放時應注意避開空調排氣口和窗簾等,以免外部氣流使扇葉轉動、窗簾飄動,導致出現頻繁的誤發聲。