西瓜探熟電路,Sophisticated detection

西瓜探熟器的電路如圖所示。它的核心器件是一塊2輸入端4與非門集成電路IC，其中門I、門Ⅱ和門Ⅳ均接成反相器(非門)使用。

門I輸入電平高低由RP和探針 測到的瓜電阻對電池GB的分壓所決定。由于生瓜與熟瓜的水分、離子濃度是不相同的，因而它們的導(dǎo)電率也不相同；熟瓜電阻小，生瓜電阻大。當(dāng)探針a、b插入熟瓜時，瓜電阻較小，門I輸入端為低電平(<1／2VDD)，門I輸出的高電平分別加到門Ⅱ和門Ⅲ的輸入端，一方面使門Ⅱ反相輸出低電平，發(fā)光二極管VD兩端獲得一定的電位差而發(fā)光；另一方面使門Ⅲ、門Ⅳ等組成的音頻多諧振蕩器工作，壓電陶瓷片B即發(fā)出“嘀——”的響聲。當(dāng)探針a、b插入生瓜時，瓜電阻較大，門I輸入端處于高電平(>1／2VDD)，其處于低電平的輸出端分別“封住”門Ⅱ和門Ⅲ輸入端，使VD不發(fā)光、B無聲。根據(jù)VD和B是否發(fā)光和發(fā)聲，即可判斷出所測西瓜的生熟程度。

電路中，RP為報警靈敏度調(diào)節(jié)電位器。R1是VD的限流電阻器；R2和C為振蕩電阻器和電容器。門Ⅲ、門Ⅳ組成的多諧振蕩器頻率由公式f=1／2．2R2·C決定，按圖中所給出的數(shù)值計算得到的頻率f約為1400Hz。由于電路工作時門I翻轉(zhuǎn)的門限值為1／2VDD，它與電池GB的電壓高低無關(guān)，所以電路工作點不受GB的電壓變化影響，電路工作很穩(wěn)定。

元器件選擇

IC選用CD4011型2輸入端4與非門數(shù)字集成電路，也可用同類產(chǎn)品CC4011或MCl4011等來直接代換。VD用φ5mm高亮度紅色發(fā)光二極管。

RP用WS-2型自鎖式有機實芯微調(diào)電位器。R1、R2均用RTX-1／4W型碳膜電阻器。C用CT1型瓷介電容器。B選用FT-27或HTD27A-1型壓電陶瓷片，要求配帶簡易助聲腔。

電池GB用一塊6F22-9V型疊層干電池，要求配帶撳鈕式接線扣板(可拆自同型號廢干電池)。因整機平時耗電甚微，故不必設(shè)電源開關(guān)。

制作與使用

右圖所示為該西瓜探熟器的印制電路板接線圖，印制板實際尺寸約為50mm×25mm。焊接時應(yīng)注意：電烙鐵外殼一定要良好接地，以免交流感應(yīng)電壓擊穿IC芯片內(nèi)部CMOS集成電路!

焊接好的電路板裝入尺寸約為110mm×30mm×20mm的長條形絕緣小盒內(nèi)，見左圖。探針a、b用兩根大號縫衣針，將它用小螺釘固定在電路板上，其針尖從盒子前端伸出來。盒 子面板事先為壓電陶瓷片B開出釋音孔，并分別開孔引出發(fā)光二極管VD的發(fā)光帽、伸出電位器RP的軸柄。在RP的軸柄上安裝一只合適的旋鈕，并在面板上刻出旋鈕調(diào)節(jié)擋位。電池GB通過帶引線的撳鈕式接線扣板與電路板接通。由于接線扣板與疊層干電池之間的接觸扣是凹凸相扣，所以在接線扣板上，應(yīng)是凹扣接電路正極引線，凸扣接電路負(fù)極引線。

本裝置調(diào)試很簡單，將探針插入已知的成熟瓜內(nèi)，調(diào)節(jié)RP阻值，使VD和B處于臨界不發(fā)光和不發(fā)聲狀態(tài)即可。這樣在同一片瓜地或同一批銷售瓜中，就能判別出哪些是熟瓜，哪些是生瓜。如嫌B發(fā)聲音調(diào)太高(太低)，可通過適當(dāng)增大(減小)R2阻值或C容量加以調(diào)節(jié)，直到滿意為止。

值得注意的是由于不同產(chǎn)地、品種的西瓜電阻率有所不同，所以在探 測同一批的西瓜時，應(yīng)首先重新調(diào)整RP阻值，以保證探測的準(zhǔn)確度。