自制面包板模拟感应刷卡机提醒器

　　1．电路原理
　　
　　本电路采用磁铁片触发干簧管导通，产生约半秒钟的呜叫声，同时发光二极管点亮，模拟一次刷卡机发出的提示信息。
　　
　　一次刷卡操作的动作的时间长度范围比较宽，卡片可以在读卡器上一闪而过，也可以靠近读卡器并保持不动达几秒钟。电路模拟一次刷卡操作，就要保证在上述不同的刷卡情况下，提示信息应该不发生变化，始终发出约半秒钟的提示声音和灯光信号。
　　
　　电路图如下图所示。电路由干簧管触发电路、微分电路、积分电路和提示信号驱动电路组成。
　　
　　(1)微分电路分析
　　
　　干簧管触发电路包括常开干簧管GN、上拉电阻R1、以及4069的两个非门F4和F5组成。平时干簧管断开，非门F4的输入电压被上拉电阻控制在高电平，输出到非门5后面的微分电路的电压是高电平。当模拟刷卡操作时，用一个粘有一磁铁片的“IC卡”靠近干簧管时，干簧管导通；非门F4的输入电压变为为低电平，非门F5输出端电压由原来的高电平变为低电平。由C1和R2组成的微分电路产生一个负脉冲至非门F6，非门F6输出一个正脉冲；这个负脉冲以及正脉冲的宽度由微分电路的时间常数所决定，而与干簧管导通的时间无关。本电路中，微分电路时间常数为O 05s，正脉冲的宽度大约为0．03s。微分电路的波形示意图如右图所示。从图中可以看出，不管干簧管导通的时间怎样变化，输入到9脚的负脉冲信号的宽度基本保持不变。
　　
　　(2)积分电路分析积
　　
　　分电路的R3和C2是并联的，由于脉冲信号是通过二极管D1输入的，它仍然是一个积分电路；它的作用是把非门输出的正脉冲展宽。积分电路的原理在此不再赘述。当正脉冲的上沿到来的时候，二极管D1导通，电容C2上的电压也立刻上升到高电平。当正脉冲结束的时候，电压下降，二极管不导通；RC积分电路发挥作用，电容C2上面的电压通过积分电阻R3放电而逐渐下降。本电路的时间常数设定为1s；可使非门F1的高电平电压保持半秒钟。积分电路的时间常数是RC的乘积，它是电压上升或下降到电源电压O．707倍的时间。由于非门的翻转电压是电源电压一半；通常可以用时间常数的一半作为非门的翻转时间。

　　微分电路与积分电路的区别在于所取电压的位置不同；积分电路从电容两端取输出信号。微分电路则是从电阻两端取输出信号，两者的时间常数计算公式相同。上面的积分电路对于非门的翻转时间的估算方法对于微分电路也是适用的。
　　
　　(3)提示信号电路
　　
　　为了比较逼真地模拟刷卡机的提示信号，采用了有源lC蜂鸣器和一只红色的发光二极管，以实现声光同步提示。电路采用9013三极管，从非门F2输出驱动信号，而F3的输出端则悬空；如果采用9012三极管，则应该在电路中的非门F3输出驱动信号。

　　
　　2．组装拆拼面包板
　　
　　从电路中可以看出，用一半的面包板可以完成本作品的制作。可将集成电路4069放置在面包板中部，干簧管放置在面包板左端，蜂鸣器和发光二极管放在面包板右端；电池盒安装在面包板的右边；如下图所示。

　　3．组装调试
　　
　　(1)发光二极管的安装
　　
　　发光二极管的管脚长度大约在27mm，为了安装稳固，可将管脚剪短至7mm；要注意二极管的2条管脚长度略有不同，长的一根为正极。短的为负极；在剪短时一定要保持这个区别，使得正极的管脚略长于负极。三极管9013的安装方法与发光二极管基本相同，可把管脚适当剪短，然后插入面包孔中。
　　
　　(2)自制U型面包线
　　
　　连线时，需要大量跨接相邻两列插孔的面包线，以及跨接相隔有一列和多列插孔的面包线。这时可以用硬裸导线制作面包线；这种面包线形状像一个字母U。安装二极管、电阻等元器件时，要把它们的引脚剪短；这些剪下来的引脚线，正好可以用来制作U型面包线；如下图所示。
　　
　　(3)自制“演示卡”
　　
　　找一个废的塑料卡、一个薄磁铁片，用胶水将磁铁片粘在卡片中部即可。
　　
　　电路组装无误，可接通电源。将演示卡靠近作品的干簧管，就可以看到和听到一次刷卡的提示信号了。

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