家“养”一只电子狗

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  这种“电子狗”既不吃食喝水,也不拉屎撒尿,接通电源后,它便为你忠实地看家守舍。当周围6米范围内有人走动时,它便发出逼真的模拟狗叫声来。与动物狗相比较,“电子狗”有个不足处,就是不会分辨家人和外人,但仍有防盗的使用价值。
  
  一、工作原理
  
  
  “电子狗”的电路如图1所示。新型微波探测器A1及其环状天线w等组成了人体探测触发电路;模拟声集成电路A2、音频功率放大集成电路A3和扬声器B等组成了模拟狗叫声发生电路;固定式三端集成稳压器A4、电源变压器T、整流二极管VD3和VD4、滤波电容器Cl和c6等组成了交流电变换电路。
  接通电源后,微波探测器A1在其环状天线w的轴芯方向产生一个椭圆形、半径2~6m(可调)的空间微波探测场,构成了立体方位的探测区域。在无人进入微波探测场的状态下,A1的OUT端输出低电平,由集成电路A2、A3等构成的模拟狗叫声发生电路不工作,扬声器B无声。
  当有人进入“电子狗”的微波探测场时,根据电磁波的多普勒效应,人体会对Al环状天线w所发射出的微波产生反射作用,并使反射回波与原波的场频频率(或相位)产生差别,这一变化信号经环状天线w接收和A 1内部专用微处理器一系列检出、放大、整形、延时处理后,从OUT端输出高电平脉冲信号。该高电平脉冲信号经限流电阻器R1限流、稳压二极管VDl限压后,加至A2的触发端TG,使A2内部电路受触发工作,从其输出端OUT输出长约5s的模拟狗叫声电信号来,经A3等构成的音频功率放大器(输出功率达4.5W)放大后,推动扬声器B连续发出三遍“汪汪——汪汪汪”的狗叫声来。如果A1连续探测到运动人体,则A2会受到连续触发,狗叫声就会持续不断,直至来人退出警戒区域(或在原地站立不动)为止。
  电路中,Rl、VDl和R2、VD2组成了两个简易稳压电路,其作用分别是将A2的触发电压和工作电压均限制在所允许的数值以内。R3是A2的外接时钟振荡电阻器,其阻值大小影响模拟狗叫声的速度和音调。c3是音频旁路电容器,主要用于滤去A2输出信号中一些不悦耳的谐波成分,使模拟狗叫声更加逼真响亮。
  
  二、元器件选择
  
  A1选用国产TX982型微波探测器(也叫雷达探测模块、人体探测器),它包含了环状天线w和微波发射与接收、信号放大与识别等电路,能够以非接触形式探测出周围一定距离内的运动人体或物体,并转换成高电平信号输出。由于TX982内部采用了专门的微处理集成电路,并应用了先进的模糊检测电子技术与数字化功能处理方式,所以具有探测灵敏度高、作用范围大、抗干扰性强、可靠性能好、安装使用简便等优点,可广泛应用于各种自动检测、自动报警和自动控制产品中。13(982的外形和引线功能如图2所示,该器件系模块化产品,全部电路焊装在尺寸约为46.5mm×32mm×17mm(不包括安装支架)的塑料小盒内。
  盒顶部安装有φ90mm的环状天线;盒底部安装有塑料固定架;盒侧面设有一个红色发光二极管和一个灵敏度调节孔。红色发光二极管用来指示TX982的工作状态(平时熄灭,通电初始化和探测到移动人体、物体时发光)。灵敏度调节孔用来调节探测距离,顺时针调探测距离变近,逆时针调探测距离变远。TX982共有三根外接线,通过长约1.2m的双芯屏蔽线引出,其红线接电源正极,网线接电源负极,白线为信号输出端(0UT)。白线静态时输出低电平,探测到移动人体或物体时输出高电平。实际应用时,如探测器引出线太短,可用相同的双芯屏蔽线进行加长。TX982的主要参数:工作电压范围12~15V,静态守候电流5mA左右;初次加电时延迟开启时间(即锁闭时间)60~90s,监控距离在2~6m间连续可调;触发输出时间≥5s(厂家可根据用户要求定制不同的时间),输出形式为电压方式,有输出时电压≥7V;工作温度范围-25℃~45℃。
  A2选用KD-5608型模拟狗叫声专用集成电路。该集成电路用黑膏封装在一块尺寸约为21mm×19mm的小印制电路板上(参见图4左边所示),并有插焊外围元件的小孔,安装使用很方便。KD-5608的主要参数:典型T作电压3V,输出电流I>2mA,静态总电流<1uA,工作温度范围为一1O℃~60℃。A2也可用LH560系列模拟狗叫声集成电路(R3改用1MQ阻值)来代替。
  A3选用傻瓜1006型5脚单列直插封装(外观与普通塑封功率三极管相仿)音响功率放大集成电路,其内部电路与大家熟悉的OTL和OCL功率放大器电路大体相同,主要由前置级、驱动级和互补推挽输出级组成;另外,还包括滤波、静噪和保护电路。由于这些电路全部都集成在内部基片上,所以外部只需接上音源、扬声器和直流电源,不需任何调试就能满意地工作,“傻瓜”由此得名。傻瓜1006的主要电参数:工作电压范围8~18V,典型使用电压12~13.8V;最大输出功率6W,静态电流100mA,最大峰值电流3.3A;电压频响40~90kHz,输入短路噪声小于0.2mV,失真度小于l%;输入阻抗50kn,输出阻抗4~8Ω。如果电源电压选13.8V,负载阻抗为4n,输出功率就是6W。傻瓜1006的闭环增益比较高,约为45dB(分贝),放大能力是普通功放集成电路的5~6倍,这就意味着输入较弱的音频信号(例如话筒放大输出级、10mV以下的录放音信号)就能获得满意的放大。
  A4选用7812型(12V、1.5A)固定式三端集成稳压器。VDl、VD2均用普通3V、0.25W硅稳压二极管,如IN4619、2CW51型等;VD3、VD4均用1N4001或1N4004型硅整流二极管。
  R1~R4一律用RTX-1/4W型碳膜电阻器。C2、C3均用CTl型瓷介电容器,其余一律用CDll-25V型电解电容器。B用8Ω、3W小叫径动圈式扬声器;如用小号筒式扬声器,则效果更佳。T用220V/15V×2、8W优质电源变压器,要求长时间运行不过热。F用BGXP-0.15A型普通保险管,并配套机装管座。XP用交流220V二极电源插头。
  
  三、制作与使用
  
  
  图3所示为“电子狗”印制电路板接线图,印制电路板实际尺寸约为60ram×40ram。R3按图左边所示直接焊在A2芯片上,并通过4根较硬导线(可用元件剪脚线)将A2插焊在电路板上所对应的数标孔内。焊接时注意:电烙铁外壳一定要良好接地,以免交流感应电压击穿A2内部CMOS集成电路!为防止A3在使用中因过热而损坏,必须为其加装上体积不小于36mm×23mm×17mm的6槽式铝散热器。
  整个电路全部安装在一个市售特大号硬壳长毛绒玩具“狗”体内。Al及其环状天线w可安装在“狗”头内部,并在适当位置处开出能够伸进小螺丝刀、且正对着A1灵敏度调节孔的小孔,以便随时调节“狗”的探测距离;电源插头XP通过适当长度的双股导线(可编织成仿真拴狗铁链状)引出“狗”体外,并注意在“狗”身上为扬声器B开出释音孔。
  安装时注意:由于环状天线w的轴芯方向探测能力较强,所以应尽量使轴芯指向“狗”头的正前方(即“电子狗”的主要探测方向)。A1也可通过自带的屏蔽线(必要时可用相同电线加长)引出盒外,以便于隐蔽安装。有兴趣的读者还可给这个“狗”的双眼装配上图4所示的闪光电路,使“狗”叫时双眼同步闪烁,则更加形象、逼真。
  焊装好的电路一般无须调试,便可投入使用。如嫌“狗”叫声不够逼真,可通过适当改变R3阻值加以调节。R3阻值大,模拟狗叫声频率低,为老狗叫;阻值小时,模拟狗叫声频率高,为小狗叫。R3取值范围以240~360kΩ之间为宜。
  实际使用“电子狗”时,应注意以下三点:(1)“电子狗”应安放在盗贼必经的门口、过道等处,或者是所要保护的物体上面或现场中央,通过调节Al上的灵敏度调节旋钮,可将“电子狗”的探测距离(主要是指正前、正后方)按需要调节在2~6m之间。(2)“电子狗”可以探测出近距离的隔墙人体走动,所以主人上班或外出时,只要将“电子狗”放在门窗背面,则可在小偷接近门窗作案之前,就发出响亮的模拟狗叫声。(3)“电子狗”除对人体走动做出反应外,还能对运动物体产生反应,故在室内安放时应注意避开空调排气口和窗帘等,以免外部气流使扇叶转动、窗帘飘动,导致出现频繁的误发声。
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