弄懂工作原理

天亮报晓“金鸡”的电路如图3-1所示。它主要采用了模拟公鸡啼鸣声专用集成电路A，所产生的公鸡啼鸣声十分逼真，可以达到以假乱真的效果。R是集成电路A的外接振荡电阻器，其阻值大小影响公鸡啼鸣的速度和音调，典型取值为330kΩ。

图3-1 天亮报晓“金鸡”电路图

RL是光敏电阻器，它对集成电路A起光电触发作用。天亮时，光敏电阻器RL受自然光线照射，其内阻仅为几十至几千欧姆，集成电路A的触发端TG通过RL从电源正极获得高电平信号，使集成电路A受触发工作，其输出端OUT反复输出内储的模拟声电信号，经晶体三极管VT功率放大后，推动扬声器B反复发出“喔喔——喔……”的公鸡报晓声来。天黑或人为地用遮光罩罩住光敏电阻器RL时，RL失去光线照射，其内阻增至1MΩ以上，集成电路A因失去合适的触发信号而停止工作，晶体三极管VT截止，扬声器B即停止发声。经实际测试，该电路的光控灵敏度较高，只要光敏电阻器RL的阻值小于100kΩ，便可触发电路可靠发声;当RL的阻值大于100kΩ时，电路即自动停止发声。

本电路不设电源开关，通过在光敏电阻器RL上套上或取下遮光罩的办法，可巧妙而有效地控制白天装上干电池后“公鸡”的啼叫与否。

准备好元器件

该制作总共用了8个电子元器件，其实物集体照如图3-2所示。初学者可按表3列出的元器件清单进行选购。各元器件的具体说明如下：

A选用KD-5609型模拟公鸡啼鸣声专用集成电路，它采用软包封装形式制作在尺寸仅为21mm×20mm的小印制电路板上，并给有若干焊接小孔和焊脚，便于焊装其他外围元器件。KD-5609的主要参数：典型工作电压3V，触发电流≤40μA;当工作电压为3V时，实测输出电流≥2m A、静态总电流<1μA;工作温度范围-10～60℃。

表3 元器件清单

图3-2 需要选购的元器件实物外形图

如果读者手头无KD-5609型模拟公鸡啼鸣声专用集成电路，也可用其他厂家生产的同类型模拟鸟叫、公鸡叫，甚至军号声或普通音乐集成电路来直接代替。代替时注意：不论型号、外形如何，只要分清楚电源正极(VDD端)、电源负极(VSS端)、高电平触发端TG、外接振荡电阻器端OSC(有的集成电路无需外接振荡电阻器)和音频输出端OUT(接功率放大晶体三极管的基极)等，均可直接接入电路代替KD-5609型集成电路。

VT用9013(集电极最大允许电流ICM=0.5A，集电极最大允许功耗PCM=625mW)或3DG12、3DK4型硅NPN中功率三极管，要求电流放大系数β>100。

RL宜选用MG44-03型塑料树脂封装光敏电阻器。这种光敏电阻器的管芯由陶瓷基片构成，上面涂有硫化镉多晶体并经烧结制成;由于管芯怕潮湿，所以在其表面涂上了一层防潮树脂。该封装结构的光敏电阻器，因为不带外壳，所以称为非密封型结构光敏电阻器，它的受光面就是其顶部有曲线花纹的端面。RL也可用其他亮阻≤5kΩ、暗阻≥1MΩ的普通光敏电阻器或3DU型光敏三极管(也叫光电三极管)代替。采用光敏三极管时应注意，其集电极c接集成电路A的电源正极端VDD、发射极e接触发端TG。R用RTX-1/8W型碳膜电阻器。

B用YD57-2(口径为φ57mm、标称阻抗为8Ω、额定功率为0.25W)或YD025-571型小口径动圈式扬声器。G用两节5号干电池(需配上合适的塑料电池架)串联而成，电压为3V。

开始动手制作

整个天亮报晓“金鸡”的制作过程，可分为焊接电路机芯、检测并调试电路、整机组装3大步骤来完成，现分步介绍如下：

第一步，焊接电路机芯。

整个电路按图3-3给出的接线图，以模拟声集成电路A的芯片为基板进行焊接，不必另外再设计制作印制电路板。焊接时注意，因为所用集成电路A系典型的CMOS电路，所以电烙铁外壳一定要有良好的接地保护线，以避免交流感应电压击穿并造成集成电路A的永久性损坏!

晶体三极管VT、电阻器R直接插焊在集成电路A的小印制电路板上。光敏电阻器RL通过长约13cm的双股细电线焊接，其两根引线头不分极性焊接在电路板的触发端TG和电源正极端VDD焊脚上;扬声器B通过2.5cm长的双股细电线焊接，注意其“+”端引线头接电路板上的VDD端焊脚、“—”端引线头接晶体三极管VT的集电极输出端焊脚;电池架通过自带的长约10cm的双股细电线焊接，其正、负极引线头分别接电路板上的VDD和VSS端焊脚。焊接好的实物接线图如图3-4所示。

第二步，检测并调试电路。

图3-3 天亮报晓“金鸡”电路接线图

图3-4 焊接好的实物接线图

将焊接好的电路与图3-3所示的接线图、图3-4所示的实物接线图进行反复对照，确认焊接无误后，按图3-5(a)所示，给电池架装上两节5号干电池，则扬声器B会反复发出“喔喔——喔……”的模拟公鸡叫声来。接下来，按图3-5(b)所示，将光敏电阻器RL伸进钢笔帽(或用不透光的容器罩住RL),则扬声器B最多只发出3遍“喔喔——喔……”的叫声即停止发声。如果扬声器B发声不停止，说明光敏电阻器RL有问题，应检查其性能并更换好的。如嫌模拟公鸡叫声不够逼真，可通过适当变换电阻器R的阻值加以调节。R取值范围为270～390kΩ。R阻值大，模拟公鸡叫声频率低、音速慢，好像一只老公鸡在啼叫;阻值小时，频率高、音速快，则仿佛是一只小公鸡在啼叫。如果扬声器B仅发出自激振荡声，只要在模拟声集成电路A的电源两端跨接上一只100μF、10V的电解电容器(正极接VDD、负极接VSS)，便可排除故障。

图3-5 检测电路性能

第三步，按图3-6所示进行整机组装。

其主要工作是将焊接并调试好的电路机芯，装入配有公鸡造型的机壳内，使制作外观漂亮、形象逼真、栩栩如生。具体方法：首先，按照图3-6(a)所示，到工艺品或玩具商店去选购一个大小合适(身高以150mm左右、身长以110mm左右为宜)、造型漂亮的塑料或其他材料做成的“公鸡”(笔者采用的是一个弹性塑料做的儿童玩具“公鸡”)，并为其配上合适的底座盒——尺寸约为110mm×75mm×45mm的普通塑料香皂盒。

然后，按照图3-6(b)所示，在塑料香皂盒面板的窄边一端用小电钻打出两个间距约为4mm、φ0.8mm的小孔;将光敏电阻器RL的焊接线断开，按照图3-6(c)所示，给两引脚套上长约5mm的塑料套管;并按照图3-6(d)所示，将光敏电阻器RL的两引脚由面板插入所开好的两个小孔内;再按照图3-6(e)所示，重新焊接好光敏电阻器RL的引线。

接下来，找一笔杆尾部完好、且不透光(最好是黑色塑料管)的废旧钢笔或圆珠笔，按照图3-6(f)所示，用小手锯截取尺寸约为φ9mm×15mm的尾部，作为光敏电阻器RL的遮光罩，要求其能够像图3-6(g)所示的那样，正好宽松地套在光敏电阻器RL上。

另外, 按照图3-6(h)所示，借用塑料香皂盒底部原来的漏水孔作为扬声器B的释音孔。如果所用塑料香皂盒的漏水孔太小或没有漏水孔，就要用电钻开出一些专门的释音孔。将扬声器B的纸盆按照图3-6(i)所示，由里向外正对着塑料香皂盒底部的释音孔放置好，并在扬声器B的金属纸盆架圆外边与塑料香皂盒紧挨的交界处，选3～4处位置滴上熔化了的热熔胶粘固即可。热熔胶可采用电烙铁直接加热熔化热熔胶棒的简便方法获取。

图3-6 组装天亮报晓“金鸡”

最后，按照图3-6(j)所示，将模拟声集成电路A的小印制电路板也粘固在塑料香皂盒的底部，将光敏电阻器RL的引脚线根部以及双引线靠近两端线头处、电池架引线靠近电路板处等亦用热熔胶粘固在盒内壁上，以避免平常打开盒盖取放干电池时，不小心扯断或折断焊接线头等。合上盒盖，按照图3-6(k)所示，将选购的“公鸡”底面用热熔胶粘固在塑料香皂盒的面板上。至此，一个造型别致、发声逼真的电子“金鸡”顺利完工!

投入实际使用

实际使用时，将天亮报晓“金鸡”放在容易接受到外界自然光线照射的地方(如窗台上)，在晚上临睡觉前取掉遮光罩。第二天清晨，光敏电阻器RL感受到一定强度的光线后，电路即被触发工作，“金鸡”就会啼叫不休。待主人起床后，用遮光罩罩住光敏电阻器RL，则电路最多只发出3遍公鸡啼鸣声，即自动停止。

整个装置平时耗电甚微，实测静态总电流<4μA。每换一次新干电池，可工作数月时间。它的光触发灵敏度是比较高的，天刚一放亮就会工作，因此不论是晴天还是阴天，对其工作状况几乎无太大影响。

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