節日和慶典時燃放禮花,其絢麗繽紛的圖案,熱烈的爆炸聲、歡樂的氣氛,能給人們留下美好的印象,但有一定的煙塵污染和爆炸危險隱患。本電路可以模擬禮花燃放裝置,達到聲型兼備的效果,給人們在安全、環保的環境中帶來輕松愉快的氛圍。電路結構新穎、元件不多、調試容易,適合自制。也可供小型企業工程技術人員開放設計參考。該裝置可用于家庭慶典、朋友聚會、聯歡晚會、兒童玩具及一些趣味性等場所。
一、電路工作原理
電路原理如圖所示。
小型電子聲光禮花器電路圖
采用該電路制作裝置,由模擬禮花色彩的發光電路和模擬禮花爆炸聲的發聲電路兩個部分組成。圖中IC1為時基集成電路555,由它構成方波發生器,發出的方波振蕩信號分二路送出。一路送至十進制集成電路計數器IC3(CD4017)作為觸發信號,使其進行計數。每次計數的結果(CD4017的Q0~Q6之一為“1”時),分別由二極管D1~D12傳輸到相應的集成電雙向模擬開關CD4066的控制端,可使三個CD4066(1)、(2)、(3)或單獨或組合導通。這樣IC1的方波信號就可以通過模擬開關驅動相應的三極管T1~T3飽和導通,點亮相應的發光二極管LED1~LED3。
方波振蕩信號驅動三極管時,要先經過一個由電阻Rb和電容Cb組成的微分電路,根據微分電路的特點,后接的三極管是在方波上升沿開始后導通,然后Vb點的電壓按指數規律率減至0,因此三極管驅動的LED也有一個從突然點亮而漸暗的短暫過程,這個過程的長短可由Rb和Cb的數值(時間常數)來調整。
CD4017計數器的輸出與CD4066模擬開關的接通狀態即發光二極管LED的點亮情況由附表所示。當CD4017的Q7端為“1”時,計數器復位。隨著555集成電路IC1的振蕩信號不斷產生,附表中所列現象循環出現,發光二極管發出的7種色彩(單色或三基色合成色)也循環不斷,并且每種光色的點亮過程會有一種類似煙花閃爍后迅速熄滅的感覺。
三極管T1、T2、T3都是由RC微分電路驅動的,如果將三極管T1改為RC積分電路(R與C在電路中 的位置互換)驅動則可使紅LED在點燃時間上有一個后延,如此當兩個以上LED都點亮時就會產生時序上的差異,產生動畫般的層次感。
另一路模擬燃放禮花的聲音由時基集成電路555IC2來完成,該電路同樣也是一個振蕩器,不過,其復位端4腳所接的電位器是由IC1輸出的方波信號經過R1和C1組成的微分電路后產生的即從方波上升沿起及之后的一段時間內,IC2的4腳才能保持高電平“1”,并使其工作,所產生的振蕩信號直接驅動揚聲器和三極管驅動的LED點亮同步,發出類似禮花爆炸的聲響。
附 表
CD4017輸出 | CD4066 | 發光二極管 |
Q0 | CD4066(1) | 紅 LED |
Q1 | CD4066(2) | 綠 LED |
Q2 | CD4066(3) | 藍 LED |
Q3 | CD4066(1)、(2) | 紅 LED、綠 LED |
Q4 | CD4066(1)、(3) | 紅 LED、藍 LED |
Q5 | CD4066(2)、(3) | 綠 LED、藍 LED |
Q6 | CD4066(1)、(2)、(3) | 紅 LED、綠 LED、藍 LED |
IC1、IC2選擇555型集成電路,IC3計數器選擇CD4017等型集成電路,集成電路雙向模擬開關可選擇CD4066等型,LED1、LED2可選擇普通發光二極管,紅、綠、藍三個LED應選擇f5以上的超高亮度發光二極管,其它元器件照電路圖所給參數選擇即可。
三、制作與調試方法
電路只要安裝正確便可正常工作,調整電位器VR1可改變IC1的振蕩頻率,以使每次禮花燃放期間有一個合適的短暫停頓,發光二極管LED1用于指示其工作狀態。調整電位器VR2可改變IC2的振蕩頻率,以使揚聲器發出類似禮花的聲響,LED2用于指示其工作狀態。
紅、綠、藍這三個發光二極管要呈三角形狀裝置在一起,使它們發光能調色。在它們發光的前方安置一塊由透光孔組成禮花圖案的面板,其間距可在實驗中調整。在夜晚關燈的房間內,當LED點亮時的各種彩光通過該面板投射到白紙或白墻時,就會產生色彩繽紛、星光燦爛、聲形并茂的禮花效果。