1.2　趣味激光槍打靶游戲器

動手做一臺能夠在家里玩的激光槍打靶游戲器，一定會博得孩子，尤其是喜歡射擊的小男孩的歡心。

激光槍打靶游戲器的外形如圖1-14所示，將市售的一只活潑可愛的卡通造型“小老虎”、一把帶有可發射紅色激光射線的聲光玩具手槍，與自制的“電子靶”巧妙地組合起來，就構成了一套十分有趣、別具特色的打靶游戲器。

每當有人用玩具手槍發射出的紅色激光束射中“小老虎”看管的“電子靶”的靶中央時，“小老虎”會奏響一曲世界名曲，以示“中靶”祝賀。在節假日里，全家老少在一起玩耍，比一比誰打靶準而快，多么快樂。

1.2.1　工作原理

激光槍打靶游戲器由“小老虎”看管的“電子靶”和激光玩具手槍兩大部分構成。“電子靶”的電路如圖1-15所示。光敏電阻器RL與電阻器R1組成光控觸發電路；十二曲音樂集成電路A與外圍元器件組成音響發生器。其中，R2、C分別為十二曲音樂集成電路A的外接振蕩電阻器和電容器，其阻值大小影響音樂聲的速度和音調；VT為功率放大晶體三極管；B為揚聲器；整個電路由電池G供電。

平時，光敏電阻器RL呈較高電阻狀態，它跟電阻器R1串聯后對電池G產生的分壓遠大于R1兩端的分壓，使得十二曲音樂集成電路A的正脈沖觸發端TG處于低電平（＜VDD/2），集成電路內部電路不工作，晶體三極管VT截止，揚聲器B無聲。此時整個電路耗電甚微，實測僅數十微安，這也是電路未設置電源開關的原因。

當光敏電阻器RL被激光槍射中時，強烈的激光束使其阻值瞬間變小，導致其兩端電壓顯著降低，而電阻器R1兩端的電壓顯著升高，使得十二曲音樂集成電路A的觸發端TG獲得正脈沖（≥VDD/2），觸發集成電路內部電路工作，即從輸出端OUT輸出一曲長達6～24s的世界名曲主旋律電信號，經晶體三極管VT功率放大后，觸發揚聲器B發出優美動聽的樂曲。放音結束后，電路恢復靜止狀態，這時便可進行第二次射擊了。

發射紅色激光束的市售聲光玩具手槍（簡稱“激光槍”），其內部電路大致如圖1-16所示。它由紅色激光發射頭（包括光學透鏡、激光二極管、限流電阻器或恒流電路等）、模擬聲電路、同步閃光電路三部分組成。每當扣動槍扳機時，自復位開關SB接通，在紅色激光發射頭通電向外發射出波長為630～680nm（讀作“納米”或“毫微米”）、輸出功率不超過3mW的紅色可見激光束的同時，模擬聲集成電路和揚聲器等構成的音響電路發出模擬槍炮聲和沖鋒戰士的呼喊聲，小電珠H則發出同步閃爍光，有的電路還接有直流小電動機M，以帶動槍栓等動作，從而產生集激光瞄準、聲音、同步閃光、動作等為一體的逼真“開槍”效果。由于該玩具手槍是購買的市售產品，因此僅對其電路特點做簡要說明。

1.2.2　元器件選擇

制作“電子靶”所用的元器件實物集體照如圖1-17所示，購買費用一般不超過8元。

A選用KD-482型十二曲音樂集成電路，它采用黑膏封裝在一塊尺寸僅為20.5mm×18mm的小印制電路板上，并留有外圍元器件焊接插孔，使用很方便。KD-482的主要參數：典型工作電壓3V，音頻輸出電流≤2mA，靜態總電流＜2μA，工作溫度范圍-10～60℃。KD-482也可用ML-03、CW2850-12K等十二曲音樂集成電路芯片來直接代換，只是芯片接法略有不同，但外圍元件及參數均不需要改動。

如果手頭暫無十二曲音樂集成電路，也可用常見的單曲音樂集成電路來代替，只是所產生的樂曲易使人產生單調感。代換時注意：讀者只要有音樂集成電路，一般來講不論型號、外形如何，只要分清楚電源正極（VDD端）、電源負極（VSS端）、外接振蕩電阻器和電容器的公共接線端OSC（由于大部分單曲音樂集成電路不需要外接振蕩電阻器和電容器，所以也就沒有該接線端）、音頻輸出端OUT（接功率放大晶體三極管的基極）和高電平觸發端TG，均可直接接入電路代換十二曲音樂集成電路。

晶體管VT可用9013（集電極最大允許電流ICM=0.5A，集電極最大允許功耗PCM=625mW）或3DX201、3DG12、3DK4型硅NPN中功率三極管，要求電流放大系數β＞100。

RL宜選用MG44-05型塑料樹脂封裝光敏電阻器，也可用其他亮阻≤20kΩ（在100lx的光照度下測試）、暗阻≥5MΩ的普通光敏電阻器來直接代替。R1、R2均用RTX-1/8W型碳膜電阻器。C用CC1型瓷介電容器。

B用?29mm×9mm、8Ω、0.25W微型動圈式揚聲器。G用兩節5號干電池串聯（配帶塑料電池架）而成，電壓3V。

可發射紅色激光射線的聲光玩具手槍，參考圖1-18所示的實物照進行選購。筆者專門調查了一下市場，現在這類玩具手槍外形種類很多，但內部電路幾乎完全一樣，每把售價在10～20元。由于一般紅色激光發射頭的工作電壓必須大于3V，所以這類玩具手槍有一個共同特點，那就是它們均使用3節5號（或7號）干電池串聯（4.5V）供電。而普通的音樂玩具手槍一般多采用兩節干電池（3V）供電。

讀者如果一時購買不到合適的玩具手槍，不妨購買一把如圖1-19所示的只有數元錢的普通“激光筆”來代用，效果不錯。如果讀者有更大的興趣，不妨購買一把三節干電池供電的普通聲光玩具槍，并參考如圖1-16所示的電路和如圖1-18所示的結構圖，將激光筆的發射頭拆下來，加裝到普通聲光玩具槍的槍頭部位，即可制成所需要的玩具手槍。這里要特別強調的是，請不要用激光束正對著自己或者他人的眼睛，以免造成傷害！

1.2.3　動手制作

由于“激光槍”直接采用了市售聲光玩具手槍，所以整個打靶游戲器的制作，實際上只是“電子靶”部分的制作，其具體制作過程可分以下四個步驟來完成。

第一步，選配“小老虎”與底座盒

首先，按照圖1-20（a）所示，選購一個大小合適（最寬處以15cm左右、身高以18cm左右為宜）、卡通造型漂亮的毛絨玩具“小老虎”，并配套一個直徑約14cm、高度在4.5cm左右（最低不能小于2cm）的圓形硬紙盒蓋或塑料廣口瓶蓋，作為安裝電路和固定擺放“小老虎”的底座盒。筆者采用去掉上蓋的“中秋節”裝過單個月餅的精美圓形硬紙盒作底座盒，效果非常理想。

然后，按照圖1-20（b）所示，用直尺和鉛筆在底座盒靠邊處畫出兩條中點相交、長度為1.6cm的“十”字線；按照圖1-20（c）所示，用圓形尖頭電烙鐵在“十”字線的4個端頭和中心相交點處各燙出一個?5mm的小圓孔，作為揚聲器B的釋音孔。其操作要領是，一邊用電烙鐵頭扎小孔、一邊來回旋轉電烙鐵。電烙鐵溫度不可太高，烙鐵頭在紙盒上停留的時間也不能太長，以免點燃或焦化有用部分。燙好釋音孔后，還應用刀口鋒利的刮胡刀片或美工刀修平整孔口沿，尤其是盒內孔沿一定要修平整，不允許有任何的凸起或毛刺。

最后，按照圖1-20（d）所示，在底座盒中心位置用錐子扎出一個?2mm的小孔，作為光敏電阻器RL的引線穿孔。

這里要強調的是：揚聲器釋音孔不可用錐子扎，因為這將會造成孔口沿凸起變形并出現毛刺，既不美觀又會頂住揚聲器的發音振動盆膜，造成揚聲器放音聲小且沙啞。如果采用的是塑料底座盒，還可用電鉆打孔。在紙質底座盒上用電鉆打孔，由于紙盒強度不是太好，容易弄破紙盒并會使孔口出現許多毛刺。用電烙鐵在紙盒上開孔是筆者反復實踐所得，簡便易行，效果不錯，在業余制作時值得推廣。

第二步，制作“靶子”

具體可按圖1-21所示給出的流程圖進行制作。首先，選一張10cm×8cm見方的白色硬卡紙，按照圖1-21（a）所示，在硬卡紙上面用直尺和鉛筆以紙中心為起點，朝任一方向每隔0.5cm標出一個點，共6個等距點；按圖1-21（b）所示，以中心起點為圓心、以其他各點為動點，畫出5個同心圓；按圖1-21（c）所示，根據所購卡通“小老虎”“雙手”拿持“靶子”的理想距離（圖中取6.5cm），用直尺和鉛筆畫出“靶子”的兩個“手把”。

接下來，按照圖1-21（d）所示，從所畫同心圓的里圈開始，采用紅色畫筆將“靶子”涂成紅、白相間的“靶環”；按圖1-21（e）所示，用剪刀剪掉多余的硬卡紙，即制成如圖1-21（f）所示的“靶子”。

第三步，焊接與調試

整個電路按圖1-22所示給出的接線圖，以十二曲音樂集成電路A的芯片為基板進行焊接，不必另外再設計制作印制電路板。焊接時注意：電烙鐵外殼一定要良好接地，以免交流感應電壓擊穿A內部CMOS集成電路。焊接好的實物接線如圖1-23所示。

焊接好的電路，在室內正常光亮下（指太陽光不直射光敏電阻器RL），往電池架裝好電池，電路即通電由揚聲器B自動播出一首樂曲，然后自動停止發聲。這時每用聲光玩具手槍發射的激光束照射一下光敏電阻器RL，揚聲器B即會播出一首樂曲。

如果接通電源后揚聲器B奏樂一曲接著一曲不止，在排除環境光線不太強的因素下，說明所選光敏電阻器RL的亮阻太小，可更換亮阻稍大一些的光敏電阻器，也可適當減小電阻器R1的阻值試一試。但R1阻值不可過小，否則電路的靜態耗電量將會顯著增加。如果近距離發射激光束時揚聲器B能播出一首樂曲，但拉大聲光玩具手槍與光敏電阻器RL之間的距離時，不能觸發電路奏出樂曲，說明電路觸發靈敏度太低，可適當加大電阻器R1的阻值試一試，必要時可更換亮阻相對小一些的光敏電阻器RL。

如嫌音樂演奏聲速度不理想，可通過適當改變電阻器R2或電容器C的數值來加以調節，直到滿意為止。R2取值范圍一般為51～75kΩ。如果揚聲器B發出自激振蕩聲，可通過在電源兩端跨接一只100μF、10V的電解電容器（正極接VDD、負極接VSS）來加以排除。

第四步，組裝“電子靶”

首先，按照圖1-24（a）所示，將焊接調試好的電路機芯，用熱熔膠粘貼到圖1-20所示準備好的底座盒中去。要求揚聲器B的發音盆應正對底座盒上所開的釋音孔，光敏電阻器RL暫從引線上焊下來，將引線頭從底座盒中心所開的小孔里穿出去。粘貼所用的熱熔膠無需專門的熱熔膠槍加熱熱熔膠棒提供，可采用電烙鐵直接加熱熔化熱熔膠棒的簡便方法獲取。

然后，按照圖1-24（b）所示，在已制好的“靶子”中央位置用錐子扎出兩個小孔，由前往后插入光敏電阻器RL；按照圖1-24（c）所示，用熱熔膠固定“靶子”背面光敏電阻器RL的引出線根部，并不分極性重新焊接好光敏電阻器RL的引線。

最后，按照圖1-24（d）和圖1-24（e）所示，用熱熔膠將“小老虎”粘固在底座盒上，用兩枚大頭針將“靶子”的兩個“手把”分別扎在“小老虎”的“雙手”上去。這樣，一套獨具特色的激光槍打靶游戲器即大功告成。

1.2.4　投入使用

這個打靶游戲器適合在光線不太強的地方使用，這樣效果比較理想。在室內使用時，最好背著窗口、門口或電燈的方向擺放“電子靶”；在室外使用時，應選樹蔭或其他陰影處，且逆太陽光擺放“電子靶”。總之，要以盡量避免外界光線直射“靶子”上的光敏電阻器為原則。

由于“電子靶”電路不設電源開關，所以長時間不使用打靶游戲器時，最好將干電池從電池架上面取下來，以免電池電能消耗盡后流液腐蝕壞電路。