这种电子玩具的外形见报头。一只金黄色的小熊猫,坐在深褐色的树桩上,一只手端着一只深红色的小塑料盆,盆里盛着肥皂水。小熊的另一只手拿着一朵天蓝色的喇叭花。当用玩具手枪对准树桩的某一点射击时,原来静止的小熊猫就会用手里的喇叭花蘸着盆中的肥皂水,调皮地吹起肥皂泡来;当再用手枪对准树桩那点射击时,动作着的小熊猫马上就静止了。原来这小熊猫的动作是受光控电路控制的。
在树桩的某点上安装了一只光电二极管。手枪装有光源,当开枪射击时,光源发出一束光束。光电二极管受到这束光的照射后,使光控电路工作,驱动电机,小熊猫便开始动作。下面我们主要介绍玩具的电路部分。
工作原理
光电控制电路见图1。用两块低档的TTL集成块,一块是两输入端四与非门,另一块是单D触发器。

当无光照时,光电二极管的内阻很大,BG\(_{1}\)的基极电流很小,BG1处于截止状态。A点电位接近于电源电压,称它为高电平。与非门1输出为低电平。由于BG\(_{2}\)的基极处于低电平,所以BG2截止,发射极电位接近于0,B点为低电平,非门2输出高电平。由于与非门1的两个输入端A、K均为高电平,所以它的输出为低电平,与非门1打开,为信号输入作好了准备。因为K点为高电平,非门3输出为低电平,即E点为低电平。此时对于触发器来说,CP端没有触发信号,所以CP≈“0”,Q=“0”,Q-=“1”,D=“1”。由于 Q=“0”即低电平,所以BG\(_{3}\)处于截止状态,继电器不吸动,电机不转。
当有光束照射光电二极管时,BG\(_{1}\)导通,A点变为低电位,与非门1输出高电平,给电容C2充电,随着C\(_{2}\)的充电,BG2也导通,B点变为高电平,K点为低电平,E点为高电平,这一触发信号加到触发器的CP端。由于触发器D端决定触发器将成为何种状态,即当D=“0”时,必须等待触发脉冲到来之后,Q才成为“0”;当D=“1”时,必须触发脉冲来以后,Q才为“1”。因为无光照时,D=“1”,所以有光照时,触发脉冲来了以后,把D=“1”这一状态贮存到Q中,使Q=“1”。输出为高电平,使BG\(_{3}\)导通,继电器吸动,其触点接通了小电机电路,电机转。
当撤掉光源时,BG\(_{1}\)又恢复到截止,A点为高电平,BG2截止,B点为低电平,K点为高电平,E点为低电平。触发器因无触发信号,Q端仍为高电平,Q-与D为低电平。虽然撤掉光源,小电机仍然在转。
当光电二极管再受一次光照时,门电路的工作与上述相同,只是触发器的Q端因贮进D=“0”信号,而变为低电平,导致BG\(_{3}\)截止,继电器释放,小电机停转。
为了在第二次光照前,把电容C\(_{2}\)上的电荷放完(以免影响下一个状态),加了二极管D2,在BG\(_{2}\)截止时,电容C2通过D\(_{2}\)、与非门1很快将电放完,以保证下一次光照时,各门电路、BG2等工作正常。
为了使触发器在开机时,输出为“0”状态,并联了电容C\(_{3}\),将触发器的R端再通过一只电阻R5接高电平。
元器件选择与测试
光电二极管除了用2DU系列的光敏器件外,也可以用三极管的c—e结代替(本刊已有过介绍)。
两输入端四与非门集成块可以用型号为T095、T065、T125、T035、T005的TTL集成电路。其管脚排列见图2。因为它有4个与非门,只用了3门,所以另一个作为备用门。有的门的输入端只用一个,不用的输入端可以悬空或相互连接成一个输入端,也可以接高电平(接电源)。为了检查门电路的好坏,先将电源接通,然后将各个输入端依次对地短路一次,若每一个输入端对地短路时,在与非门的输出端都能得到一个高电平(约4.5伏),说明门是好的,否则说明门的功能不好。

D触发器用的TTL型号为T016、T046、T076、T106、T136。管脚排列见图3。接线时将1、2、3脚接在一起,为D端;4、5脚悬空或接电源正端;6脚为Q端;8脚与D端相接;9脚接电阻R\(_{5}\)、C3;10、11、12脚悬空;13脚为CP端;14脚接正电源;7脚接地。检查触发器好坏时,先将Q-端与D连接,通上电源后,把R端对地短路一下,Q端输出应为0伏;把CP端接通一次正电源时,Q端应由0伏上升到4.5伏。CP端再接通一次正电源时,Q端又由4.5伏回到0伏。如果Q端能依次翻转,说明触发器功能良好。
继电器可以用绕组电压为4.5~6伏、触点电流为500毫安以上的小型通用继电器。小电机用的是3伏玩具马达。电路中6伏电源用4节5号电池,电机电路的3伏电源用2节1号电池。
调试与安装

电路元件焊接在图4(a)所示的印制板上(1∶1)。阻容元件、晶体管等安装在正面,两块TTL电路安置在反面(有铜箔的一面)。
焊接以后接通电源。当无光照时,测量BG\(_{1}\)的集电极电压应接近电源电压;当光源离光电二极管约3米以上,并通过聚光镜使焦点照射在光电管上时,BG1的集电极电压应降到0.7伏左右。如果降不到这个数值,可能是光源强度不够或BG\(_{1}\)的放大量不足,应将光源增强,或者再加一只三极管与BG1组成复合管。有光照时,集电极电流约为5mA。然后调门电路,当无光照射时,K点电位应该是4.5伏,如达不到该数值应检查与非门2。当有光照时,K点电位马上降到1伏以下,而D触发器的CP输入端电压应上升到4~5伏,经过一段时间的延迟,又恢复到0伏。这段时间的长短可根据自己的需要,调R\(_{3}\)的阻值,一般取几秒钟为宜。调BG3时,应接上继电器。当无光照时BG\(_{3}\)应截止,继电器释放。当有光照时,Q端有4~5伏的输出,调W,使BG3处于饱和状态。此时,BG\(_{3}\)的集电极电流一般可达到20~30mA,使继电器吸合,启动电机。(题头 李锦德)
如果电机转动时,有电火花使TTL电路受到干扰,可将BG\(_{1}\)的集电极与地间并联一只小电容C1,数值为几千微微法,如果电路仍有误触发,可适当加大电容的容量。为了消除电火花干扰,还可以将小电机并联对接两只10微法的小电解电容,或用无极性电容代替。还可以将线路板部分用铁壳屏蔽起来,外壳接地。
调试完毕后,将电路板、电池、电机及开关均放在树桩里。(浦国荣 张慎涛)