本文介绍的光电打靶游戏器玩起来非常有趣:当游戏者用光枪射中靶心时,靶子会发出逼真响亮的枪声,并报告:“打中啦!”,然后自动停止工作;当靶子再次被射中时,声响又会出现。
一、工作原理
趣味光电打靶游戏器由语音型光靶电路和光枪电路两大部分构成。语音型光靶电路如图1所示。光靶外形如图2所示。光敏电阻器RL与三极管VT1等组成光控开关;语音集成电路A与电阻器R2、三极管VT2等组成声响发生器,其中:R2为A外接振荡电阻器,VT2为音响功率放大管。
闭合电源开关SA,光靶电路进入静态工作状态。当RL被光枪射中时,其阻值瞬间变小,使VT1瞬间导通,因而使A的触发端TG受到正脉冲触发,A即从OUT端输出一遍“砰、砰砰”模拟枪声和“打中啦!”语音电信号,经VT2功率放大后,推动扬声器B放音。随后,电路恢复静态,这时可进行第二次射击游戏。
光电枪实质上是一个利用电容器充、放电的闪光手枪,其外形及电路如图3所示。平时,电源G2通过限流电阻器R3对电容器C充好电,充电电压可达到G2的输出电压(即9V)。扣动扳机后,微动开关SB接通,C储存的电荷即通过电珠H快速放电,放电电流使H瞬间发出很亮的闪光。H闪光强弱直接决定光枪打靶距离的远近,而闪光强弱与C容量大小有直接关系。C容量大,闪光强,光枪打靶距离远,但会缩短电池使用寿命;C容量小,闪光弱,光枪打靶距离近,但电池使用时间可延长。C容量可取1000~2200μF。
二、元器件选择
A选用DB-01型打靶玩具专用语音集成电路,采用软包封装形式制做在尺寸为20mm×18mm的小印制板上,并给有外围元件焊接脚孔,使用很方便。DB-01的主要参数:典型工作电压为3V,触发电流≤40μA,音频输出电流≥3mA,静态总电流<1μA,工作温度范围-10~60℃。晶体管VT1用9014或3DG8型硅NPN小功率三极管,要求β>200;VT2用9013或3DG12、3DK4、3DX201型硅NPN中功率三极管,要求β>100。
RL用MG44-04型塑料树脂封装光敏电阻器,其它亮阻阻值≤10kΩ、暗阻阻值≥2MΩ的光敏电阻器也可直接代换。R1~R3一律用RTX型1/4W碳膜电阻器。C用CD11M型16V小体积电解电容器。H用微型手电筒专用的2.5V、0.25A聚光小电珠。B用8Ω、0.25W小口径动圈式扬声器。SA用1×1小型拨动开关。SB用14mm×14mm微型轻触开关。G1用两节5号干电池串联而成,电压3V;G2采用6F22-9V型叠层干电池,以缩小手枪的体积。
三、制作与使用
光靶电路按图1所示,以A芯片为基板,以扬声器B和电池架等为支架,焊装在图2所示的人形靶状小盒内。人形靶状小盒用三合板或塑料板制作,面板用色漆描绘出靶圈;靶心处开孔安装光敏电阻器RL,上部(人形头部)事先为扬声器B开出释音孔,靶盒侧面开孔固定电源开关SA。为了防止杂散光线对光敏电阻器RL干扰,可在RL上套一小截黑色废笔杆作为遮光筒。这样只有位于遮光筒正前方一定距离内的光枪所射出来的光线,才能照射到RL上,并使靶电路受触发工作。
枪体外形和内部安装电路按图3所示制作。光枪壳体用塑料板(或三合板)自行制作,也可用市售儿童玩具手枪改造而成。内部电路的安装要求是扣发扳机后SB能可靠联动(接通触点)。由于用聚光电珠,因此不需要另加透镜,就可使手枪有效射程达5~8m。若要再增加射击距离,则应在电珠前面加装凸透镜对光线进一步进行会聚。
制作成的光电打靶游戏器,一般无需对电路做任何调试即可满意工作。若嫌语音声不够逼真,可适当变换A外接振荡电阻器R2的阻值来加以调节。R2取值范围一般为220~390kΩ。若阻值大,声音频率低为男声;若阻值小,频率高为女声。另外,适当增减R1阻值,可使射击距离达到最远。该游戏最好在光线不太强的室内进行,效果比较理想。