光电枪射击游戏机

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这里向读者介绍一个有趣的电子玩具:一个滑稽的猫头鹰,嘴里含着一个大老鼠(见图1),当你用光电手枪击中老鼠的头部,猫头鹰就会“嘀咕、嘀咕”地叫起来,它的两眼还会发出阵阵的红色闪光,约经5秒左右,叫声和闪光就会自动停止。当老鼠再次被射中时,叫声和闪光又会出现。

图1
图1 🔍原图 (519×680)

电路原理

猫头鹰的电路见图②。非门F\(_{2}\)和F3组成音频振荡器.非门F\(_{4}\)和F5组成超低频振荡器,当这两个振荡器起振时,压电陶瓷片HTD就能发出两种振荡调制的声响,即发出“嘀咕、嘀咕”双音声响。同时发光管LED\(_{1}\)、LED2还发出阵阵闪光。但是这两个振荡器振荡与否,是受非门F\(_{1}\)控制的,平时光敏电阻器GR无光照射呈高电阻。BG截止,BG的集电极即F1输入端为高电位,经F\(_{1}\)反相后输出低电平,D1和D\(_{2}\)导通,非门F2、F\(_{4}\)输入端被箝位在低电位,两个振荡器停振,声光显示全无。GR若被光电枪射中,GR立刻呈低电阻,BG导通,集电极输出低电位,经F1反相后输出高电位,D\(_{1}\)、D2反偏截止,两振荡器起振,猫头鹰开始发出叫声,两眼同时闪闪发光。由于光电枪射中GR的时间是极短暂的,光束过后晶体管BG恢复截止,此时电源经R\(_{1}\)向电容C1充电,所以非门F\(_{1}\)的输入端仍保持低电位,随着充电不断进行,C1两端电压不断升高,约经5秒左右,C\(_{1}\)上端电位达到CMOS开门电平时,F1输出低电位,D\(_{1}\)、D2导通,振荡器停振,声光显示即停止。

图2
图2 🔍原图 (732×396)

W和GR构成分压器,调整电位器W阻值大小能改变晶体管BG基极电位高低,因而能调节GR的光控灵敏度。W阻值大,光控灵敏度高,即GR被较弱光线照射,电路就能被触发工作;W阻值小,灵敏度就低。R\(_{1}\)、C1组成延时电路,R\(_{1}\)、C1数值大,充电时间长,玩具每次被光束射中时,鸟叫声和闪光时间就长,反之就短。

元件选择

F\(_{1}\)~F5可用一块CMOS电路CC4069六反相器,其中一个反相器空着不用,但应将它的输入端接地或接电源正极。CC4069系塑封双列直插结构,它共有14个引出脚,图③是它的管脚功能接线图。

图3
图3 🔍原图 (539×364)

BG可用普通3DG201型硅NPN三极管,要求β≥60即可。D\(_{1}\)、D2可用1N4148或2CK型开关二极管。LED\(_{1}\)、LED2为φ圆形红色发光二极管。

GR为MG45型光敏电阻器。W可用普通WH7型微调电位器,其余电阻均为RTX-1/8W型碳膜电阻器。电容均为独石或涤纶电容器。HTD最好采用φ35mm压电陶瓷片,以获得较大的发声音量。电源电压可在6~9V间选用,电压高些,玩具发声音量相应要大一些。由于此玩具耗电较省,电源可用叠层式电池以缩小玩具体积。

安装调试

图④是猫头鹰的印制电路板图,印板尺寸为65×35mm。外形图象可自己绘制。

图4
图4 🔍原图 (815×497)

为了防止玩具周围杂散光线对光敏电阻器GR的干扰,最好给GR做一个遮光筒,见图⑤。这样只有激光枪射出的直射光线才能照射到GR上,而杂散光线对GR不起作用,有了遮光筒后,此玩具在白天也能游戏。

图5
图5 🔍原图 (466×166)

光电枪的制作见图⑥,当扳机未扣发时,电源E(可用6F22型9V叠层电池)通过R向电容C充电。当扣扳机时,K闭合,电容C向电珠DZ迅速放电,因此能发出一束很强的闪光。DZ可用2.5V聚光小电珠。

图6
图6 🔍原图 (544×362)

调试

光电枪一般不用调试就能正常工作,猫头鹰一般只要调整电位器W。W首先放置在阻值较小位置上,用光电枪在距GR5米远处进行射击,逐渐调大W,要求GR被射中后玩具能发声即可。W不宜调得过大,否则灵敏度过高,GR常因环境光线较强时而造成误动作。两个振荡器的振荡频率一般不用调整,如嫌HTD发声的音响效果不佳,可以分别调整电阻R\(_{2}\)和R3阻值或电容C\(_{2}\)和C3的容量,直至满意为止。(陈有卿)