2.2　敲擊式語音門鈴

該門鈴拋棄了傳統的按鈕觸發方式，當客人來訪習慣性地用手敲三下房門時，它便自動發出“叮咚，您好，請開門”的聲音。這種門鈴巧妙地解決了使用普通門鈴時須在房門（尤其是鐵制門）上打孔固定安裝按鈕開關的麻煩和不便，杜絕了他人故意破壞按鈕開關等現象，新穎而實用，具有普遍推廣價值。

2.2.1　工作原理

敲擊式語音門鈴的電路如圖2-4所示，它由房門振動傳感、延時觸發、語音發生、音頻功率放大和電源等五部分電路組成。

平時，微型片狀振動模塊A1檢測不到門板振動波，故其OUT端輸出低電平，語音集成電路A2因觸發端TG處于低電平而不工作，功率放大三極管VT截止，揚聲器B不發聲。當有人敲門時，門板產生的振動波被A1拾取，經A1內部電路一系列放大、濾波、整形后，從其OUT端輸出相應高電平脈沖。此高電平脈沖通過晶體二極管VD隔離和電阻器R2限流后，對電容器C2進行充電。在不到2s的時間內，如果A1連續拾取三次敲門振動波，則C2兩端的充電電壓就會積累達到1/2VDD以上，于是A2的TG端獲得高電平觸發信號，A2內部電路受觸發工作，其OUT端輸出內儲的“叮咚，您好，請開門”語音電信號，經VT功率放大后，推動揚聲器B發出清晰響亮的語音聲來。敲門一旦停止，電容器C2兩端的充電電荷便會通過電阻器R3很快泄放掉，為再次正常工作做好準備。

這一門鈴電路設計的最大特點是：來客在2s內連續敲三下門，即微型片狀振動模塊A1連續受觸發輸出三個高電平脈沖，才會使電容器C2兩端的充電電壓高出語音集成電路A2觸發端TG的閾值電壓（約為1/2VDD）以上，門鈴才會發聲。這樣可有效避免因開關房門、物體落地等造成的振動波對門鈴的誤觸發，使門鈴穩定、可靠地工作。

電路中，電阻器R1、電容器C1構成微型片狀振動模塊A1的簡易降壓濾波電路，使A1能夠穩定、可靠地工作。C2為門鈴延時觸發電容器，R2、R3分別為C2的充電和放電電阻器；C2、R2和R3數值大小決定了每次觸發門鈴所必須連續敲擊門板的次數。R4為語音集成電路A2的外接時鐘振蕩電阻器，其阻值大小影響語音聲的速度和音調。電容器C3主要用于濾去A2輸出信號中一些不悅耳的諧波成分，使語音聲音質得到顯著改善，并且聲音更加響亮。

2.2.2　元器件選擇

A1選用Z02型高靈敏微型片狀振動模塊，其外形尺寸及引腳排列如圖2-5所示。模塊的黃銅底板能直接檢測極其微弱的振動信號，并經內部芯片電路轉換成高電平脈沖從OUT端輸出。模塊輸出的高電平脈沖可作為其他器件的控制信號，也可直接驅動小功率三極管或晶閘管。Z02模塊的突出特點：具有很高的靈敏度，能夠檢測出極其微弱的振動波；具有較好的抗干擾特性，對外界聲響無反應，而對同一物體上的振動卻極敏感；具有極強的抗沖擊強度，能承受同類傳感器所不能承受的劇烈振動工作條件；具有極好的防水性能，能適應濕度較大的工作環境；安裝簡便，不受任何角度限制；體積小（形狀如同一枚紐扣），質量輕（約1g）；采用樹脂將專用芯片封裝在黃銅基板上，性能穩定；低功耗、低電壓，適合長期處于工作狀態，可廣泛應用于各種振動報警器和自動控制器電路中。

Z02模塊的主要電參數：工作電壓范圍2.6～6V，典型工作電壓3V，極限電壓值12V；3V工作電壓下，靜態工作電流≤50μA，輸出電流≥0.5mA，輸出方式為瞬態高電平，輸出幅度接近模塊正極端電壓。

A2選用HFC5223型語音門鈴專用集成電路，它采用黑膠封裝形式制作在一塊20mm×14mm的小印制板上，使用很方便。HFC5223的主要參數：工作電壓范圍2.4～5V，輸出電流≥1mA，靜態總電流＜1μA，工作溫度范圍-10～60℃。

晶體管VT用8050型（集電極最大允許電流ICM=1.5A，集電極最大允許功耗PCM=1W）硅NPN中功率三極管，要求電流放大系數β＞100。VD用1N4148型硅開關二極管。

R1～R4均用RTX-1/8W型碳膜電阻器。C1、C2、C4均用CD11-16V型電解電容器，C3用CT1型瓷介電容器。B用?57mm、8Ω、0.5W小口徑動圈式揚聲器。G用三節5號干電池串聯而成，電壓4.5V。

2.2.3　制作與使用

如圖2-6所示為該敲擊式語音門鈴的印制電路板接線圖，印制板實際尺寸約為40mm×30mm。焊接時注意：A2芯片通過4根7mm長的元器件剪腳線插焊在電路板上；電烙鐵外殼一定要良好接大地，以免交流感應電壓擊穿A2內部CMOS電路。

除微型片狀振動模塊A1外，焊接好的電路板連同揚聲器B、電池G（帶塑料架）一塊裝入尺寸約為110mm×75mm×30mm的絕緣材料小盒內。盒面板為揚聲器B開出釋音孔；盒側面通過適當長度的雙芯屏蔽線引出微型片狀振動模塊A1。

實際安裝時，將A1模塊的銅質面通過502膠（如欲降低靈敏度可選用乳膠）粘貼在大門扇背面正對著門扇前面客人常敲門的位置（一般離地面1.4m左右），門鈴盒則固定在室內墻壁上；對于有宅院的用戶，門鈴可掛在房內，A1則通過一定長度的雙芯屏蔽線引至大門口固定。

該門鈴只要元器件質量有保證，焊接無誤，一般不用調試就能正常工作。如果連續敲兩下門揚聲器就發聲，可適當增大電阻器R2的阻值；反之，如果敲四下門揚聲器才發聲，可適當減小R2的阻值。如嫌語音聲不夠逼真，可通過適當改變電阻器R4的阻值（620kΩ～1MΩ）加以調整。該門鈴平時消耗電能極少，實測靜態總電流≤0.15mA；每換一次新的干電池，一般可連續使用近半年時間。