你想在繁華喧鬧的大都市里享受一下“金雞報曉”的鄉(xiāng)間田園生活嗎?題圖所示的天亮報曉“金雞”可以幫你實現(xiàn)這一愿望!

這是一個實用而有趣的光控模擬聲電子小裝置。清晨，當天空放亮時，它會自動發(fā)出逼真響亮的“喔喔—喔”公雞報曉聲，提醒主人：快快起床，莫睡懶覺!

弄懂工作原理

天亮報曉“金雞”的電路如圖3-1所示。它主要采用了模擬公雞啼鳴聲專用集成電路A，所產(chǎn)生的公雞啼鳴聲十分逼真，可以達到以假亂真的效果。R是集成電路A的外接振蕩電阻器，其阻值大小影響公雞啼鳴的速度和音調(diào)，典型取值為330kΩ。

RL是光敏電阻器，它對集成電路A起光電觸發(fā)作用。天亮時，光敏電阻器RL受自然光線照射，其內(nèi)阻僅為幾十至幾千歐姆，集成電路A的觸發(fā)端TG通過RL從電源正極獲得高電平信號，使集成電路A受觸發(fā)工作，其輸出端OUT反復(fù)輸出內(nèi)儲的模擬聲電信號，經(jīng)晶體三極管VT功率放大后，推動揚聲器B反復(fù)發(fā)出“喔喔——喔……”的公雞報曉聲來。天黑或人為地用遮光罩罩住光敏電阻器RL時，RL失去光線照射，其內(nèi)阻增至1MΩ以上，集成電路A因失去合適的觸發(fā)信號而停止工作，晶體三極管VT截止，揚聲器B即停止發(fā)聲。經(jīng)實際測試，該電路的光控靈敏度較高，只要光敏電阻器RL的阻值小于100kΩ，便可觸發(fā)電路可靠發(fā)聲;當RL的阻值大于100kΩ時，電路即自動停止發(fā)聲。

本電路不設(shè)電源開關(guān)，通過在光敏電阻器RL上套上或取下遮光罩的辦法，可巧妙而有效地控制白天裝上干電池后“公雞”的啼叫與否。

準備好元器件

該制作總共用了8個電子元器件，其實物集體照如圖3-2所示。初學者可按表3列出的元器件清單進行選購。各元器件的具體說明如下：

A選用KD-5609型模擬公雞啼鳴聲專用集成電路，它采用軟包封裝形式制作在尺寸僅為21mm×20mm的小印制電路板上，并給有若干焊接小孔和焊腳，便于焊裝其他外圍元器件。KD-5609的主要參數(shù)：典型工作電壓3V，觸發(fā)電流≤40μA;當工作電壓為3V時，實測輸出電流≥2m A、靜態(tài)總電流<1μA;工作溫度范圍-10～60℃。

如果讀者手頭無KD-5609型模擬公雞啼鳴聲專用集成電路，也可用其他廠家生產(chǎn)的同類型模擬鳥叫、公雞叫，甚至軍號聲或普通音樂集成電路來直接代替。代替時注意：不論型號、外形如何，只要分清楚電源正極(VDD端)、電源負極(VSS端)、高電平觸發(fā)端TG、外接振蕩電阻器端OSC(有的集成電路無需外接振蕩電阻器)和音頻輸出端OUT(接功率放大晶體三極管的基極)等，均可直接接入電路代替KD-5609型集成電路。

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、3DK4型硅NPN中功率三極管，要求電流放大系數(shù)β>100。

RL宜選用MG44-03型塑料樹脂封裝光敏電阻器。這種光敏電阻器的管芯由陶瓷基片構(gòu)成，上面涂有硫化鎘多晶體并經(jīng)燒結(jié)制成;由于管芯怕潮濕，所以在其表面涂上了一層防潮樹脂。該封裝結(jié)構(gòu)的光敏電阻器，因為不帶外殼，所以稱為非密封型結(jié)構(gòu)光敏電阻器，它的受光面就是其頂部有曲線花紋的端面。RL也可用其他亮阻≤5kΩ、暗阻≥1MΩ的普通光敏電阻器或3DU型光敏三極管(也叫光電三極管)代替。采用光敏三極管時應(yīng)注意，其集電極c接集成電路A的電源正極端VDD、發(fā)射極e接觸發(fā)端TG。R用RTX-1/8W型碳膜電阻器。

B用YD57-2(口徑為φ57mm、標稱阻抗為8Ω、額定功率為0.25W)或YD025-571型小口徑動圈式揚聲器。G用兩節(jié)5號干電池(需配上合適的塑料電池架)串聯(lián)而成，電壓為3V。

開始動手制作

整個天亮報曉“金雞”的制作過程，可分為焊接電路機芯、檢測并調(diào)試電路、整機組裝3大步驟來完成，現(xiàn)分步介紹如下：

第一步，焊接電路機芯。

整個電路按圖3-3給出的接線圖，以模擬聲集成電路A的芯片為基板進行焊接，不必另外再設(shè)計制作印制電路板。焊接時注意，因為所用集成電路A系典型的CMOS電路，所以電烙鐵外殼一定要有良好的接地保護線，以避免交流感應(yīng)電壓擊穿并造成集成電路A的永久性損壞!

晶體三極管VT、電阻器R直接插焊在集成電路A的小印制電路板上。光敏電阻器RL通過長約13cm的雙股細電線焊接，其兩根引線頭不分極性焊接在電路板的觸發(fā)端TG和電源正極端VDD焊腳上;揚聲器B通過2.5cm長的雙股細電線焊接，注意其“+”端引線頭接電路板上的VDD端焊腳、“—”端引線頭接晶體三極管VT的集電極輸出端焊腳;電池架通過自帶的長約10cm的雙股細電線焊接，其正、負極引線頭分別接電路板上的VDD和VSS端焊腳。焊接好的實物接線圖如圖3-4所示。

第二步，檢測并調(diào)試電路。

將焊接好的電路與圖3-3所示的接線圖、圖3-4所示的實物接線圖進行反復(fù)對照，確認焊接無誤后，按圖3-5(a)所示，給電池架裝上兩節(jié)5號干電池，則揚聲器B會反復(fù)發(fā)出“喔喔——喔……”的模擬公雞叫聲來。接下來，按圖3-5(b)所示，將光敏電阻器RL伸進鋼筆帽(或用不透光的容器罩住RL),則揚聲器B最多只發(fā)出3遍“喔喔——喔……”的叫聲即停止發(fā)聲。如果揚聲器B發(fā)聲不停止，說明光敏電阻器RL有問題，應(yīng)檢查其性能并更換好的。如嫌模擬公雞叫聲不夠逼真，可通過適當變換電阻器R的阻值加以調(diào)節(jié)。R取值范圍為270～390kΩ。R阻值大，模擬公雞叫聲頻率低、音速慢，好像一只老公雞在啼叫;阻值小時，頻率高、音速快，則仿佛是一只小公雞在啼叫。如果揚聲器B僅發(fā)出自激振蕩聲，只要在模擬聲集成電路A的電源兩端跨接上一只100μF、10V的電解電容器(正極接VDD、負極接VSS)，便可排除故障。

第三步，按圖3-6所示進行整機組裝。

其主要工作是將焊接并調(diào)試好的電路機芯，裝入配有公雞造型的機殼內(nèi)，使制作外觀漂亮、形象逼真、栩栩如生。具體方法：首先，按照圖3-6(a)所示，到工藝品或玩具商店去選購一個大小合適(身高以150mm左右、身長以110mm左右為宜)、造型漂亮的塑料或其他材料做成的“公雞”(筆者采用的是一個彈性塑料做的兒童玩具“公雞”)，并為其配上合適的底座盒——尺寸約為110mm×75mm×45mm的普通塑料香皂盒。

然后，按照圖3-6(b)所示，在塑料香皂盒面板的窄邊一端用小電鉆打出兩個間距約為4mm、φ0.8mm的小孔;將光敏電阻器RL的焊接線斷開，按照圖3-6(c)所示，給兩引腳套上長約5mm的塑料套管;并按照圖3-6(d)所示，將光敏電阻器RL的兩引腳由面板插入所開好的兩個小孔內(nèi);再按照圖3-6(e)所示，重新焊接好光敏電阻器RL的引線。

接下來，找一筆桿尾部完好、且不透光(最好是黑色塑料管)的廢舊鋼筆或圓珠筆，按照圖3-6(f)所示，用小手鋸截取尺寸約為φ9mm×15mm的尾部，作為光敏電阻器RL的遮光罩，要求其能夠像圖3-6(g)所示的那樣，正好寬松地套在光敏電阻器RL上。

另外, 按照圖3-6(h)所示，借用塑料香皂盒底部原來的漏水孔作為揚聲器B的釋音孔。如果所用塑料香皂盒的漏水孔太小或沒有漏水孔，就要用電鉆開出一些專門的釋音孔。將揚聲器B的紙盆按照圖3-6(i)所示，由里向外正對著塑料香皂盒底部的釋音孔放置好，并在揚聲器B的金屬紙盆架圓外邊與塑料香皂盒緊挨的交界處，選3～4處位置滴上熔化了的熱熔膠粘固即可。熱熔膠可采用電烙鐵直接加熱熔化熱熔膠棒的簡便方法獲取。

最后，按照圖3-6(j)所示，將模擬聲集成電路A的小印制電路板也粘固在塑料香皂盒的底部，將光敏電阻器RL的引腳線根部以及雙引線靠近兩端線頭處、電池架引線靠近電路板處等亦用熱熔膠粘固在盒內(nèi)壁上，以避免平常打開盒蓋取放干電池時，不小心扯斷或折斷焊接線頭等。合上盒蓋，按照圖3-6(k)所示，將選購的“公雞”底面用熱熔膠粘固在塑料香皂盒的面板上。至此，一個造型別致、發(fā)聲逼真的電子“金雞”順利完工!

投入實際使用

實際使用時，將天亮報曉“金雞”放在容易接受到外界自然光線照射的地方(如窗臺上)，在晚上臨睡覺前取掉遮光罩。第二天清晨，光敏電阻器RL感受到一定強度的光線后，電路即被觸發(fā)工作，“金雞”就會啼叫不休。待主人起床后，用遮光罩罩住光敏電阻器RL，則電路最多只發(fā)出3遍公雞啼鳴聲，即自動停止。

整個裝置平時耗電甚微，實測靜態(tài)總電流<4μA。每換一次新干電池，可工作數(shù)月時間。它的光觸發(fā)靈敏度是比較高的，天剛一放亮就會工作，因此不論是晴天還是陰天，對其工作狀況幾乎無太大影響。