


在自己家的房門上安裝下面介紹的語音提醒器,當有人開門出入而忘記關門或未關嚴門扇時,它便反復發出悅耳動聽的“請隨手關門!”語音聲,直到關好門為止。
這種提醒器頗適合居住單元樓的家庭安裝使用,它能有效地避免因不注意隨手關妥房門而引發的不測事件!
一、工作原理
“請隨手關門”提醒器的電路如圖1所示,其核心元件為新型語音集成電路A。E為干簧管,它固定在門框上;與其對應的小磁鐵固定在門扇邊沿上。平時,房門關閉時干簧管E受小磁鐵產生的磁場作用,其內部兩常開觸點被磁化互相吸合,電容器C1兩端被E短路,語音集成電路A的觸發端TG得不到高電平觸發信號,A和晶體三極管VT均不工作,揚聲器B無聲。
當房門被人打開時,小磁鐵就會隨門扇被移開,干簧管E失去外磁場作用,其內部兩觸點依靠自身彈性跳開;電池G通過電阻器R1對電容器C1充電,經過約8秒,C1兩端充電電壓達到一定數值(約0.65V+1/2VDD),晶體二極管VD導通,語音集成電路A的TG端獲得高電平觸發信號,A內部電路工作,其OUT端反復輸出內儲的“請隨手關門”語音電信號,經晶體三極管VT功率放大后,推動揚聲器B反復發出響亮的提醒語,直到關好房門為止。
房門關閉后,小磁鐵隨門扇一起又靠近干簧管E,使E內部兩觸點重新吸合,快速將電容器C1兩端的充電電荷泄放掉,則揚聲器B最多只發出一遍“請隨手關門!”聲即停止,電路又進入守候工作狀態。
如果出入房門者在開門后8秒之內關妥了房門,因電容器C1兩端充電電壓尚未達到語音集成電路A的觸發值,故提醒器不會工作。
電路中,電阻器R1、電容器C1組成語音集成電路A的延時觸發電路,其數值大小影響每次開門后提醒器推遲發聲的時間長短;R2為A外接振蕩電阻器,其阻值大小影響語音聲播放的速度和音調;C2是退耦電容器,在電池快用舊時,可有效避免語音聲產生的畸變,相對延長電池使用壽命。
二、元器件選擇
A選用HFC5203A型語音集成電路芯片,它采用黑膠封裝在一小塊尺寸約為24mm×12mm的小印制電路板上,俗稱軟封裝,安裝使用很方便。HFC5203A的主要參數:工作電壓范圍2.4~5V,觸發電流≤40μA;當工作電壓為3V時,實測輸出電流≥3mA、靜態總電流<0.5μA;工作溫度范圍-10℃~60℃。
VT用9013(集電極最大允許電流ICM=0.5A,集電極最大允許功耗PCM=625mW)或3DG12、3DX201、3DK4型硅NPN中功率晶體三極管,要求電流放大系數β>100。VD用1N4148型硅開關二極管。
C1、C2均用CD11-10V型電解電容器。R1、R2均用RTX-1/8W型碳膜電阻器。E選用體積較小的JAG-4或JAG-3型常開觸點干簧管。小磁鐵最好選用磁性較強的條形永久磁鐵,從市售磁性碰鎖或廢舊磁性鉛筆盒中拆出來的磁鐵,使用效果就挺不錯。B用φ57mm、8Ω、0.25W小口徑動圈式揚聲器。G用兩節5號干電池串聯(須配上塑料電池架)而成,電壓3V。
三、制作與使用
圖2所示為該提醒器的電路焊接圖。整個電路以語音集成電路芯片A為基板,在它上面直接焊上電阻器、電容器、晶體二極管VD和三極管VT等,并通過適當長度的軟細導線接通揚聲器B、干簧管E和電池架。焊接時電烙鐵外殼要良好接地,并注意點焊時間不要超過2秒,以免損壞集成電路;助焊劑宜用普通松香,不能用焊油或焊膏。
整個提醒器電路除小磁鐵外,全部裝入一個尺寸約為100mm×65mm×25mm的絕緣材料小盒(可直接用普通電子門鈴外殼或塑料香皂盒)內。干簧管E不必用導線引出盒外,將它緊貼盒內壁底部水平固定即可。圖3所示為機殼內元器件的安裝位置。
使用時,按圖4所示將提醒器小盒掛在房內門框頂部,小磁鐵則對應盒內底部的干簧管E固定在門扇里側邊沿處。反復細調提醒器小盒與小磁鐵間的相對位置,使門緊閉后,干簧管E能可靠吸合,門稍一錯開,E又能馬上動作為止。
該提醒器電路一般不用調試就可正常工作。如嫌開門后推遲發聲的時間太長(或太短),可通過適當減小(或增大)電阻器R1或電容器C1的數值來加以調節;如果嫌語音聲速度太快(或太慢),可通過適當增大(或減小)電阻器R2的阻值來加以調節。整個電路靜態耗電實測<30μA,工作時不超過 140mA,故用電十分節省;每換一次新干電池,可工作近一年的時間。