声控喷泉

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面对声控喷泉拍一下手掌,片刻,喷泉便喷出1米多高的水雾,几分钟后,喷泉自动停止。要是把该声控喷泉,设置在公园、游乐场、少年宫、……那么对游人和少年儿童来说,将会带来更多的喜悦和乐趣。

工作原理

声控喷泉的电路如图①所示,声控部分由声控电路和延时电路组成。当对着该声控喷泉击掌时,声音信号被受话器(Y)接收后转变为电信号,由BG\(_{1}\)、BG2组成的直耦音频放大器进行放大。放大后的信号经C\(_{3}\)耦合到选频环路,如果声音的频率与选频环路频率相接近,就会产生谐振。谐振越强,输出的电流越大。此电流经BG3放大后,驱动继电器J\(_{1}\)。C6的作用是使J\(_{1}\)得到一个比较稳定的工作电流,当J1吸合时,触点J\(_{1}\)-1接通,延时电路开始工作,这时相当于把C7短路,从而使BG\(_{4}\)饱和,J2动作,J\(_{2}\)-1吸合,掌声停后,J1-1触点断开,电源向C\(_{7}\)充电,充电电流经过R5、D\(_{3}\)和BG4基极与发射极,充电电流逐渐减小,BG\(_{4}\)基极电流不断减少,经过一定时间后,BG4自动截止, J\(_{2}\)释放。通过J1-1、J\(_{2}\)-1触点的通、断,控制晶体管小水泵的工作,从而达到控制喷泉喷水的目的。声控部分的电源,采用由BG5、DW、D\(_{5}\)~D8和L\(_{2}\)等组成的6伏简易稳压电源。执行部分的电源采用半波整流电路,完全可以满足晶体管小水泵的需要。晶体管小水泵的外形见图2。

图1
图1 🔍原图 (1743×663)
图2
图2 🔍原图 (339×465)

元件选择

受话器用φ67mm纸盆扬声器代替。B\(_{1}\)用E14输出变压器。BG\(_{1}\)、BG2、BG\(_{3}\)均为3AX31型,BG1、BG\(_{2}\)的β≥40;BG3的β≥50;BG\(_{4}\)为3DG6型,β≥80;BG5为3AX81,β≥30;J\(_{1}\)、J2均用JRC超小型6V直流继电器;D\(_{1}\)用2AP9,D2、D\(_{3}\)、D4用2CP10,D\(_{5}\)~D8用2CP6,DW用2CW13稳压二极管,D\(_{9}\)用2CP11;电源变压器B2铁芯为19×38(mm )\(^{2}\),用较薄的环氧树脂板作骨架,数据如图①所示;L用MXO-2000、φ10×φ6×5规格的磁环,用φ0.08mm高强度漆包线穿绕300匝左右;C\(_{4}\)用涤纶电容,其容量在调整中决定;晶体管小水泵用直流36V的成品。

图3为印刷电路板(1:1),声控部分的元件可安装在它的上面。

图3
图3 🔍原图 (1302×593)

该喷泉的喷头可按下述方法制作:找φ3(mm)的铜管。以适当长度为一段,共截十段。在每一段的一端先用烙铁搪一层薄的焊锡封住,然后用小针戳一个小孔做喷孔。由于晶体管小水泵有一定功率,可设置十个喷头。

喷泉的外观造形,制作者可自行设计。整个装置可放在一个浮体上,用抛锚的方法把浮体固定在水池中央,扬声器设置在适当高度上即可。

调试

1.闭合电源开关K,或在A、B两点接上6V干电池,用万用表10V直流电压档测量BG\(_{1}\)和BG2的集电极电压,同时调整W\(_{2}\),这时电压表的读数应有所变化,一般BG1的集电极对地电压应在-2V左右,BG\(_{2}\)的集电极对地电压应在-4.5V左右。如调整W2时,所测电压无变化,可能是BG\(_{1}\)或BG2损坏,更换后再调试。

2.在离受话器1米远左右,轻轻击一掌,继电器J\(_{1}\)应吸合,如不吸合,可能是二极管D1接反,或者是BG\(_{3}\)损坏。如检查D1和BG\(_{3}\)均完好,可把W3的阻值调小些,或者细调C\(_{4}\)的数值,使选频环路频率与击掌声频率谐振为止。

3.改变C\(_{7}\)的电容量和R5的电阻值,可以改变喷泉喷水的时间,制作者可根据实情自己选择确定。

使用时把晶体管小水泵的进水管套上一段10cm左右的塑料管,使其另一段浸入水中(浸入水中的一端,最好加一过滤装置),然后在出水管中灌足引水,接上喷头,就可以使用。

最后,制作者如果找不到晶体管小水泵,那么改用小型直流电动机带动模型小水泵,同样可以得到满意的效果。(覃斌)