电冰箱开门时间过长或忘关、未关严,都会增加其压缩机的工作时间,这样既增加电耗,又会缩短冰箱的使用寿命。如果给电冰箱安装下面所介绍的告知器,则只要每次电冰箱开门时间超过限定的时间,它就会连续发出“请关门”语音声,提醒主人及时关好电冰箱门。
弄懂工作原理电冰箱门忘关告知器的电路如图17-1所示,虚线左边的H和SB,分别为电冰箱冷藏室原有的照明灯及门控开关。虚线右边为告知器电路,它由电源变换和延时语音发生器两部分组成。
图17-1 电冰箱门忘关告知器电路图
当电冰箱门被打开时,门控开关SB闭合,照明灯H点亮;与此同时,220V交流市电经变压器T降压、晶体二极管VD1~VD4桥式整流和电容器C1滤波后,输出约3V直流电,供语音发生电路用电。此直流电压经电阻器R2向电容器C2充电,由于电容器两端电压不能突变,故C2上端暂处于低电平,晶体三极管VT1截止,语音集成电路A因触发端TG处于低电平而不工作,扬声器B无声。经过一段时间(实测约35s),电容器C2两端的电压充到0.65V 1/2 VDD=2.15V以上,晶体三极管VT1由截止变为导通,语音集成电路A获得高电平触发信号而工作,其输出端OUT输出内储的语音电信号,经晶体三极管VT2功率放大后,驱动扬声器B反复发出“请关门”提醒语音。
电冰箱门关好后,门控开关SB自动断开,照明灯H熄灭,告知器电路亦断电,扬声器B即停止发声。这时,电容器C2所充电荷经电阻器R2和R1尽快泄放掉,为下次打开电冰箱门后准确延时发出告警声做好准备。
电路中,电阻器R2、电容器C2组成了语音集成电路A的延时触发电路,其数值大小影响每次打开电冰箱门后,扬声器B推迟发声的时间长短;R1为放电电阻器,专门为电容器C2提供放电回路而设;R3、C3分别为语音集成电路A的外接振荡电阻器和电容器,其阻值大小影响语音声播放的速度和音调。
准备好元器件本制作仅用了15个元器件,采购清单见表17。
A选用HFC5203型语音集成电路,它采用黑胶封装在一小块尺寸约为24mm×14mm的小印制电路板上(俗称软封装),并给有外围元器件焊接插孔,使用很方便。HFC5203的主要参数:工作电压范围2.4~5V,触发电流≤40μA;当工作电压为3V时,实测输出电流≥3mA、静态总电流<1μA;工作温度范围-10~60℃。
表17 元器件清单
VT1用9014(集电极最大允许电流ICM=100mA,集电极最大允许功耗PCM=310mW)或3DG8型硅NPN小功率晶体三极管,VT2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、3DX201、3DK4型硅NPN中功率晶体三极管,均要求电流放大系数β>100。VD1~VD4均用1N4004或1N4007型硅整流二极管。
R1~R3均用RTX-1/8W型碳膜电阻器,标称阻值依次为3kΩ、100kΩ和560kΩ。C1、C2用CD11-10V型电解电容器,标称容量分别为220μF和100μF;C3用CC1型高频瓷介电容器,标称容量为360pF。
B宜用尺寸是φ27mm×9mm、标称阻抗是8Ω、额定功率是0.1W的微型动圈式扬声器,以缩小整机体积,方便安装。T用市售输入电压是220V、输出电压是3V、额定输出功率是1.5W的小型优质成品电源变压器。
制作与使用图17-2所示为该电冰箱门忘关告知器的印制电路板接线图,印制电路板实际尺寸约为40mm×30mm。印制电路板也可直接采用相同大小的单孔“洞洞板”,并充分利用元器件引脚飞线连接,以省去加工专用印制电路板的麻烦。
图17-2 电冰箱门忘关告知器印制电路板图
焊接时一定要注意将电烙铁的外壳良好接地,以免交流感应电压击穿语音集成电路A芯片内的CMOS电路!语音集成电路A的芯片上直接插焊电容器C3和电阻器R3,并通过4根长约7mm的元器件剪脚线将芯片插焊在印制电路板上的对应脚孔内。
焊接好的电路板连同电源变压器T、扬声器B一起装入电冰箱温控器内的空隙中,或者是照明灯罩内。如不便装进去,也可单独装入一绝缘小盒内,在盒面板为扬声器B开出释音孔,并采取一定绝缘防潮措施。将电路盒固定在冷藏室照明灯附近,两根外引线(a与b)不分次序并接在照明灯两端即成。安装时注意,应事先从供电插座上拔掉电冰箱的220V交流电源插头,待安装结束后再插上电源插头,切不可带电操作,以免发生触电事故!
安装好的电冰箱门忘关告知器,电路一般不用任何调试就能正常工作。告知器延时发声的时间长短主要由电阻器R2、电容器C2的充电时间常数来确定,按图17-1选择元器件数值,电冰箱开门超过35s后即发出告警语音。如要延长或缩短延时时间,只要适当增减电阻器R2的阻值或电容器C2的容量即可。
如嫌语音声不动听,可通过适当改变语音集成电路A的外接振荡电阻器R3阻值或电容器C3的容量加以调整。采用如图17-1所示数值时,扬声器B发出的是悦耳动听的女声“请关门”;如将电容器C3的容量加大到560pF,就变成了男声“请关门”。