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手电筒电路模型的分析与制作

发表时间:2016-5-19  作者:刘昆山  浏览次数:2563  
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学习了前面的焊接技术后,今天开始小试牛刀,焊接第一个电子制作产品,掌握电路模型的概念和电路的组成结构,掌握色环电阻的识别与检测、轻触开关的识别与检测、发光二极管的识别与检测。

一、手电筒电路模型概述

什么是电路?简单来说,电路就是电流可以流通的回路。无论简单电路还是复杂电路,都是由电源、负载、连接导线及控制电器这三个基本部分组成。电路可以实现电能的传输、分配和转换,可以实现电信号的传递、变换、存储和处理。

什么是电路模型?用抽象的理想电路元件及其组合,近似地代替实际的器件,从而构成了与实际电路相对应的电路模型。理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似,其电特性单一、精确,可定量分析和计算,下图就是最简单的电路模型原理图。

 

     本电路主要由5V电源(或三节5号电池)、轻触开关、发光二极管、电阻构成。

电源是提供电能或信号的装置,能将其他形式的能量转换为电能,是产生电流的源泉。本电路电源可以使用三节5号电池盒串联而成,如下图所示。

 

负载是用电设备的总称,本电路中发光二极管、电阻可以看着负载,它们可以将电能或电信号转变为人们所需要的其他形式的能量或信号。发光二极管将电能转变为光能,电阻将电能转变为热能。

本电路采用的是1K的色环电阻,电阻上面有5条色环,分别为棕黑黑棕棕,如下图所示。

 

发光二极管,通常称为LED,内部是具有发光特性的PN结。当给这个PN加正向偏置电压时,PN结导通,依靠少数载流子的注入以及随后的复合而辐射发光。

发光二极管引脚有正负之分,一般长的为正,短的为负。也可以从内部看到,接触面小的为正,接触面大的为负。外边有切口的为负,另一边就为正。发光二极管外形如下图所示。

发光二极管外形及极性判别图

轻触开关,又叫按键开关,由嵌件、基座、弹片、按钮、盖板等组成,轻轻按下开关接通,松开即断开。本电路使用的是四脚轻触开关,在轻触开关底部我们可以看“北”字图形,如下图所示。

 

连接导线和控制器(开关)是电源和负载之间的连接设备,用来传输、分配和控制电能和电信号。

二、手电筒电路模型的制作

1、根据原理图,列出元件清单,准备好元器件和材料。

电路模型套件元器件清单列表

序号

名称

代号

规格

数量

备注

1

电阻

R1

1K

1

 

2

发光二极管

LED1

3MM

1

 

3

轻触开关

S1

6*6*7

1

 

4

单排针

J1,J2

1*4PIN2.54mm

2

 

5

万能板

 

7*9CM

1

 

6

拖焊专用铜导线

 

0.5铜导线

1

 

7

拖焊专用焊锡

 

凯纳0.8,芯内带松香

1

 

8

焊接专用图纸

高清原理图

A4

1

 

2、实际电路安装

根据焊接专用原理图和PCB布局图,按照正电源插针、轻触开关、电阻、发光二极管的焊接安装顺序实际制作电路。

 

制作成功后,接通电源的效果和反面走线如下图所示。

 

 

三、手电筒电路模型的参数检测

用万用表电流档测试电路中的电流,可以接在轻触开关两端测电流,注意轻触开关要断开;用万用表直流电压档测电阻和发光二极管两端的电压,注意轻触开关要闭合;下图是制作成功的产品后调试方法图:

 

电路参数检测电路

测到的支路电流为:3.15mA,电路导通时的二极管电压为:1.83V,    电路导通时的电阻电压为:3.14v。店主使用的是数字万用表检测,有一点点误差。

四、手电筒电路模型分析

电路有三种工作状态,即是通路、开路、短路。

开关K1按下后,电路处于导通状态,既是通路,发光二极管被点亮;

开关K1弹起(打开)后,电路处于断开状态,既是开路路,发光二极管被熄灭;

还有一种短路状态,就是负载两端被导线短路,或者用电器不应该接触的地方被连接起来了,电路中出现很大的电流,可能会损坏电气设备。尤其是电源直接短路会形成很强的电流,在没有保护设置下很容易烧毁电源。

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