1.2　趣味激光枪打靶游戏器

动手做一台能够在家里玩的激光枪打靶游戏器，一定会博得孩子，尤其是喜欢射击的小男孩的欢心。

激光枪打靶游戏器的外形如图1-14所示，将市售的一只活泼可爱的卡通造型“小老虎”、一把带有可发射红色激光射线的声光玩具手枪，与自制的“电子靶”巧妙地组合起来，就构成了一套十分有趣、别具特色的打靶游戏器。

每当有人用玩具手枪发射出的红色激光束射中“小老虎”看管的“电子靶”的靶中央时，“小老虎”会奏响一曲世界名曲，以示“中靶”祝贺。在节假日里，全家老少在一起玩耍，比一比谁打靶准而快，多么快乐。

1.2.1　工作原理

激光枪打靶游戏器由“小老虎”看管的“电子靶”和激光玩具手枪两大部分构成。“电子靶”的电路如图1-15所示。光敏电阻器RL与电阻器R1组成光控触发电路；十二曲音乐集成电路A与外围元器件组成音响发生器。其中，R2、C分别为十二曲音乐集成电路A的外接振荡电阻器和电容器，其阻值大小影响音乐声的速度和音调；VT为功率放大晶体三极管；B为扬声器；整个电路由电池G供电。

平时，光敏电阻器RL呈较高电阻状态，它跟电阻器R1串联后对电池G产生的分压远大于R1两端的分压，使得十二曲音乐集成电路A的正脉冲触发端TG处于低电平（＜VDD/2），集成电路内部电路不工作，晶体三极管VT截止，扬声器B无声。此时整个电路耗电甚微，实测仅数十微安，这也是电路未设置电源开关的原因。

当光敏电阻器RL被激光枪射中时，强烈的激光束使其阻值瞬间变小，导致其两端电压显著降低，而电阻器R1两端的电压显著升高，使得十二曲音乐集成电路A的触发端TG获得正脉冲（≥VDD/2），触发集成电路内部电路工作，即从输出端OUT输出一曲长达6～24s的世界名曲主旋律电信号，经晶体三极管VT功率放大后，触发扬声器B发出优美动听的乐曲。放音结束后，电路恢复静止状态，这时便可进行第二次射击了。

发射红色激光束的市售声光玩具手枪（简称“激光枪”），其内部电路大致如图1-16所示。它由红色激光发射头（包括光学透镜、激光二极管、限流电阻器或恒流电路等）、模拟声电路、同步闪光电路三部分组成。每当扣动枪扳机时，自复位开关SB接通，在红色激光发射头通电向外发射出波长为630～680nm（读作“纳米”或“毫微米”）、输出功率不超过3mW的红色可见激光束的同时，模拟声集成电路和扬声器等构成的音响电路发出模拟枪炮声和冲锋战士的呼喊声，小电珠H则发出同步闪烁光，有的电路还接有直流小电动机M，以带动枪栓等动作，从而产生集激光瞄准、声音、同步闪光、动作等为一体的逼真“开枪”效果。由于该玩具手枪是购买的市售产品，因此仅对其电路特点做简要说明。

1.2.2　元器件选择

制作“电子靶”所用的元器件实物集体照如图1-17所示，购买费用一般不超过8元。

A选用KD-482型十二曲音乐集成电路，它采用黑膏封装在一块尺寸仅为20.5mm×18mm的小印制电路板上，并留有外围元器件焊接插孔，使用很方便。KD-482的主要参数：典型工作电压3V，音频输出电流≤2mA，静态总电流＜2μA，工作温度范围-10～60℃。KD-482也可用ML-03、CW2850-12K等十二曲音乐集成电路芯片来直接代换，只是芯片接法略有不同，但外围元件及参数均不需要改动。

如果手头暂无十二曲音乐集成电路，也可用常见的单曲音乐集成电路来代替，只是所产生的乐曲易使人产生单调感。代换时注意：读者只要有音乐集成电路，一般来讲不论型号、外形如何，只要分清楚电源正极（VDD端）、电源负极（VSS端）、外接振荡电阻器和电容器的公共接线端OSC（由于大部分单曲音乐集成电路不需要外接振荡电阻器和电容器，所以也就没有该接线端）、音频输出端OUT（接功率放大晶体三极管的基极）和高电平触发端TG，均可直接接入电路代换十二曲音乐集成电路。

晶体管VT可用9013（集电极最大允许电流ICM=0.5A，集电极最大允许功耗PCM=625mW）或3DX201、3DG12、3DK4型硅NPN中功率三极管，要求电流放大系数β＞100。

RL宜选用MG44-05型塑料树脂封装光敏电阻器，也可用其他亮阻≤20kΩ（在100lx的光照度下测试）、暗阻≥5MΩ的普通光敏电阻器来直接代替。R1、R2均用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C用CC1型瓷介电容器。

B用ϕ29mm×9mm、8Ω、0.25W微型动圈式扬声器。G用两节5号干电池串联（配带塑料电池架）而成，电压3V。

可发射红色激光射线的声光玩具手枪，参考图1-18所示的实物照进行选购。笔者专门调查了一下市场，现在这类玩具手枪外形种类很多，但内部电路几乎完全一样，每把售价在10～20元。由于一般红色激光发射头的工作电压必须大于3V，所以这类玩具手枪有一个共同特点，那就是它们均使用3节5号（或7号）干电池串联（4.5V）供电。而普通的音乐玩具手枪一般多采用两节干电池（3V）供电。

读者如果一时购买不到合适的玩具手枪，不妨购买一把如图1-19所示的只有数元钱的普通“激光笔”来代用，效果不错。如果读者有更大的兴趣，不妨购买一把三节干电池供电的普通声光玩具枪，并参考如图1-16所示的电路和如图1-18所示的结构图，将激光笔的发射头拆下来，加装到普通声光玩具枪的枪头部位，即可制成所需要的玩具手枪。这里要特别强调的是，请不要用激光束正对着自己或者他人的眼睛，以免造成伤害！

1.2.3　动手制作

由于“激光枪”直接采用了市售声光玩具手枪，所以整个打靶游戏器的制作，实际上只是“电子靶”部分的制作，其具体制作过程可分以下四个步骤来完成。

第一步，选配“小老虎”与底座盒

首先，按照图1-20（a）所示，选购一个大小合适（最宽处以15cm左右、身高以18cm左右为宜）、卡通造型漂亮的毛绒玩具“小老虎”，并配套一个直径约14cm、高度在4.5cm左右（最低不能小于2cm）的圆形硬纸盒盖或塑料广口瓶盖，作为安装电路和固定摆放“小老虎”的底座盒。笔者采用去掉上盖的“中秋节”装过单个月饼的精美圆形硬纸盒作底座盒，效果非常理想。

然后，按照图1-20（b）所示，用直尺和铅笔在底座盒靠边处画出两条中点相交、长度为1.6cm的“十”字线；按照图1-20（c）所示，用圆形尖头电烙铁在“十”字线的4个端头和中心相交点处各烫出一个ϕ5mm的小圆孔，作为扬声器B的释音孔。其操作要领是，一边用电烙铁头扎小孔、一边来回旋转电烙铁。电烙铁温度不可太高，烙铁头在纸盒上停留的时间也不能太长，以免点燃或焦化有用部分。烫好释音孔后，还应用刀口锋利的刮胡刀片或美工刀修平整孔口沿，尤其是盒内孔沿一定要修平整，不允许有任何的凸起或毛刺。

最后，按照图1-20（d）所示，在底座盒中心位置用锥子扎出一个ϕ2mm的小孔，作为光敏电阻器RL的引线穿孔。

这里要强调的是：扬声器释音孔不可用锥子扎，因为这将会造成孔口沿凸起变形并出现毛刺，既不美观又会顶住扬声器的发音振动盆膜，造成扬声器放音声小且沙哑。如果采用的是塑料底座盒，还可用电钻打孔。在纸质底座盒上用电钻打孔，由于纸盒强度不是太好，容易弄破纸盒并会使孔口出现许多毛刺。用电烙铁在纸盒上开孔是笔者反复实践所得，简便易行，效果不错，在业余制作时值得推广。

第二步，制作“靶子”

具体可按图1-21所示给出的流程图进行制作。首先，选一张10cm×8cm见方的白色硬卡纸，按照图1-21（a）所示，在硬卡纸上面用直尺和铅笔以纸中心为起点，朝任一方向每隔0.5cm标出一个点，共6个等距点；按图1-21（b）所示，以中心起点为圆心、以其他各点为动点，画出5个同心圆；按图1-21（c）所示，根据所购卡通“小老虎”“双手”拿持“靶子”的理想距离（图中取6.5cm），用直尺和铅笔画出“靶子”的两个“手把”。

接下来，按照图1-21（d）所示，从所画同心圆的里圈开始，采用红色画笔将“靶子”涂成红、白相间的“靶环”；按图1-21（e）所示，用剪刀剪掉多余的硬卡纸，即制成如图1-21（f）所示的“靶子”。

第三步，焊接与调试

整个电路按图1-22所示给出的接线图，以十二曲音乐集成电路A的芯片为基板进行焊接，不必另外再设计制作印制电路板。焊接时注意：电烙铁外壳一定要良好接地，以免交流感应电压击穿A内部CMOS集成电路。焊接好的实物接线如图1-23所示。

焊接好的电路，在室内正常光亮下（指太阳光不直射光敏电阻器RL），往电池架装好电池，电路即通电由扬声器B自动播出一首乐曲，然后自动停止发声。这时每用声光玩具手枪发射的激光束照射一下光敏电阻器RL，扬声器B即会播出一首乐曲。

如果接通电源后扬声器B奏乐一曲接着一曲不止，在排除环境光线不太强的因素下，说明所选光敏电阻器RL的亮阻太小，可更换亮阻稍大一些的光敏电阻器，也可适当减小电阻器R1的阻值试一试。但R1阻值不可过小，否则电路的静态耗电量将会显著增加。如果近距离发射激光束时扬声器B能播出一首乐曲，但拉大声光玩具手枪与光敏电阻器RL之间的距离时，不能触发电路奏出乐曲，说明电路触发灵敏度太低，可适当加大电阻器R1的阻值试一试，必要时可更换亮阻相对小一些的光敏电阻器RL。

如嫌音乐演奏声速度不理想，可通过适当改变电阻器R2或电容器C的数值来加以调节，直到满意为止。R2取值范围一般为51～75kΩ。如果扬声器B发出自激振荡声，可通过在电源两端跨接一只100μF、10V的电解电容器（正极接VDD、负极接VSS）来加以排除。

第四步，组装“电子靶”

首先，按照图1-24（a）所示，将焊接调试好的电路机芯，用热熔胶粘贴到图1-20所示准备好的底座盒中去。要求扬声器B的发音盆应正对底座盒上所开的释音孔，光敏电阻器RL暂从引线上焊下来，将引线头从底座盒中心所开的小孔里穿出去。粘贴所用的热熔胶无需专门的热熔胶枪加热热熔胶棒提供，可采用电烙铁直接加热熔化热熔胶棒的简便方法获取。

然后，按照图1-24（b）所示，在已制好的“靶子”中央位置用锥子扎出两个小孔，由前往后插入光敏电阻器RL；按照图1-24（c）所示，用热熔胶固定“靶子”背面光敏电阻器RL的引出线根部，并不分极性重新焊接好光敏电阻器RL的引线。

最后，按照图1-24（d）和图1-24（e）所示，用热熔胶将“小老虎”粘固在底座盒上，用两枚大头针将“靶子”的两个“手把”分别扎在“小老虎”的“双手”上去。这样，一套独具特色的激光枪打靶游戏器即大功告成。

1.2.4　投入使用

这个打靶游戏器适合在光线不太强的地方使用，这样效果比较理想。在室内使用时，最好背着窗口、门口或电灯的方向摆放“电子靶”；在室外使用时，应选树荫或其他阴影处，且逆太阳光摆放“电子靶”。总之，要以尽量避免外界光线直射“靶子”上的光敏电阻器为原则。

由于“电子靶”电路不设电源开关，所以长时间不使用打靶游戏器时，最好将干电池从电池架上面取下来，以免电池电能消耗尽后流液腐蚀坏电路。