西瓜探熟电路

yaoniming3k 2010-2-28 23:39 楼主

西瓜探熟器的电路如图所示。它的核心器件是一块2输入端4与非门集成电路IC，其中门I、门Ⅱ和门Ⅳ均接成反相器(非门)使用。
            门I输入电平高低由RP和探针
         测到的瓜电阻对电池GB的分压所决定。由于生瓜与熟瓜的水分、离子浓度是不相同的，因而它们的导电率也不相同；熟瓜电阻小，生瓜电阻大。当探针a、b插入熟瓜时，瓜电阻较小，门I输入端为低电平(<1／2VDD)，门I输出的高电平分别加到门Ⅱ和门Ⅲ的输入端，一方面使门Ⅱ反相输出低电平，发光二极管VD两端获得一定的电位差而发光；另一方面使门Ⅲ、门Ⅳ等组成的音频多谐振荡器工作，压电陶瓷片B即发出“嘀——”的响声。当探针a、b插入生瓜时，瓜电阻较大，门I输入端处于高电平(>1／2VDD)，其处于低电平的输出端分别“封住”门Ⅱ和门Ⅲ输入端，使VD不发光、B无声。根据VD和B是否发光和发声，即可判断出所测西瓜的生熟程度。

         电路中，RP为报警灵敏度调节电位器。R1是VD的限流电阻器；R2和C为振荡电阻器和电容器。门Ⅲ、门Ⅳ组成的多谐振荡器频率由公式f=1／2．2R2·C决定，按图中所给出的数值计算得到的频率f约为1400Hz。由于电路工作时门I翻转的门限值为1／2VDD，它与电池GB的电压高低无关，所以电路工作点不受GB的电压变化影响，电路工作很稳定。
         元器件选择

         IC选用CD4011型2输入端4与非门数字集成电路，也可用同类产品CC4011或MCl4011等来直接代换。VD用φ5mm高亮度红色发光二极管。

         RP用WS-2型自锁式有机实芯微调电位器。R1、R2均用RTX-1／4W型碳膜电阻器。C用CT1型瓷介电容器。B选用FT-27或HTD27A-1型压电陶瓷片，要求配带简易助声腔。
            电池GB用一块6F22-9V型叠层干电池，要求配带揿钮式接线扣板(可拆自同型号废干电池)。因整机平时耗电甚微，故不必设电源开关。
            制作与使用

         右图所示为该西瓜探熟器的印制电路板接线图，印制板实际尺寸约为50mm×25mm。焊接时应注意：电烙铁外壳一定要良好接地，以免交流感应电压击穿IC芯片内部CMOS集成电路!

         焊接好的电路板装入尺寸约为110mm×30mm×20mm的长条形绝缘小盒内，见左图。探针a、b用两根大号缝衣针，将它用小螺钉固定在电路板上，其针尖从盒子前端伸出来。盒子面板事先为压电陶瓷片B开出释音孔，并分别开孔引出发光二极管VD的发光帽、伸出电位器RP的轴柄。在RP的轴柄上安装一只合适的旋钮，并在面板上刻出旋钮调节挡位。电池GB通过带引线的揿钮式接线扣板与电路板接通。由于接线扣板与叠层干电池之间的接触扣是凹凸相扣，所以在接线扣板上，应是凹扣接电路正极引线，凸扣接电路负极引线。


         本装置调试很简单，将探针插入已知的成熟瓜内，调节RP阻值，使VD和B处于临界不发光和不发声状态即可。这样在同一片瓜地或同一批销售瓜中，就能判别出哪些是熟瓜，哪些是生瓜。如嫌B发声音调太高(太低)，可通过适当增大(减小)R2阻值或C容量加以调节，直到满意为止。
            值得注意的是由于不同产地、品种的西瓜电阻率有所不同，所以在探测同一批的西瓜时，应首先重新调整RP阻值，以保证探测的准确度。