可靠、省心的 “电子秋千”制作

“电子秋千”制作简单，配以小白兔等玩具，把它摆放在家里的适当位置，可以给居室增添几分情趣。但笔者发现，有的“电子秋千”在长时间工作之后，变得不可靠，有的在使用时，要反复调节。经过一番尝试，笔者制作了这款可靠、省心的“电子秋千”。

本文设计的“电子秋千”，能够自动检测小白兔何时摆至最下方，并迅速产生磁场推斥力，推斥小白免向高处摆动，抗干扰能力强。

一、电路的组成

笔者设计的电路如下图所示。

整个电路包括以下3部分：

1.检测放大电路：由L1、R3、C4，以及VT1、VD1、R4、R5、C2组成的共射极放大电路组成。

2.单稳态电路：由VT2、VT3，以及C3、R2、R6、R7、R8组成。

3.驱动电路：主要包括R9、VT4、VD2、电磁线圈L1

二、工作原理

“电子秋千”利用电能、磁场能和机械能之间相互作用，来驱动小白免不停地摆动。

小磁铁装在小白兔的底部，小白兔静止时，小磁铁的垂直下方正对着电磁线圈L1。

图中用了4只三极管，VT1处于放大状态，VT2处于饱和状态，VT3、VT4绝大部分时间处于截止状态。

这里巧妙地利用电磁线圈L1，既作驱动器件，又兼作检测元件。大部分情况下，L1中没有电流通过。当小白兔从电磁线圈L1上方经过时，电磁线圈L1感应出电压信号，由R3、C4传至VT1，由VTI进行放大。适当选择电磁线圈L1的两端极性，使小白兔从电磁线圈L1上方离开时，对应VT1集电极A点的电位下降。

A点电位的下降，经VT2、VT3的正反馈作用，使VT2截止、VT3饱和，由VT2、VT3组成的单稳态电路进入暂稳态。暂稳态时间由R6、C3决定，按图中的参数设置，暂稳态时间约0.5秒。

在暂稳态期间，C点为低电位，使驱动管VT4饱和导通，驱动电磁线圈L1产生与小白免的磁铁极性相同的磁场，小白兔在磁场的推斥力作用下，继续摆动。

在暂稳态期间，二极管VD3导通，电容C1迅速放电，使VTI基极的电位降至不足1V，VT1截止。这就避免了从电磁线圈L1来的干扰，整个电路也不会形成不必要的振荡。

暂稳态过后，C点恢复为高电位，驱动管VT4截止，电磁线圈L1没有电流通过，不产生磁场。

此时二极管VD3截止，电容C1被充电，使VT1基极的电位逐步上升，达到3.7V时，VT1再次进入放大状态，为下一次工作做准备。显然，这段延迟时间由R4、C1决定。

在延迟时间内，由于VTI未导通，电磁线圈L1没有电流通过，不产生磁场。

三、元件选择

元件的参数已经在图中标注。电阻均选0.25W。

安装在小白兔上的磁铁，选用市售圆柱形钕铁硼超强磁铁。

电磁线圈L1可购买“电子秋千”

专用的线圈。不过这里推荐一种好方法，可以利用市面出售的5V继电器的线圈，去掉铁芯。当然要保证线圈工作电流较小，在70mA以下，且产生的磁场足够强。

电路板实物如右图所示。

四、调试方法

小白免底部的小磁铁在静止时，尽可能离电磁线圈L1近一些。

调试方法非常简单，接通电源，轻推小白兔，”电子秋千”即开始摆动。