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模拟电子蜡烛电路设计与制作

发表时间:2015-4-25  作者:admin  浏览次数:7248  
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模拟电子蜡烛电路设计与制作

设计:刘昆山

我们主张电子技术初学者最好用万能板焊接电子制作产品,因为这种电子制作的方法,不仅能练习焊接技术,同时还能提高识别电路图和分析原理图的能力,为日后维修、设计电子产品打下坚实的基础。

因此我们开发的入门型电子制作均采用万能板+元器件的设计 模式,我们保证所有产品我们都制作过,并且成功。

一、电路设计功能介绍

模拟电子蜡烛具有“火柴点火,风吹火熄”的仿真性,设计原形来源于现实生活情节:蜡烛的使用,电路改造后可以用于生日晚会。

二、模拟电子蜡烛原理图


1 模拟电子蜡烛电路原理图

三、模拟电子蜡烛工作原理

CD4013是一双D触发器,由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和QQ输出,此器件可用作移位寄存器,且通过将Q输出连接到数据输入,可用作计算器和触发器。在时钟上升沿触发时,加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。置位和复位与时钟无关,而分别由置位或复位线上的高电平完成。

CD4013 Truth Table 真值表功能:

1CP (3)

1D (5)

1RD(4)

1SD(6)

1Q(1)

1/Q(2)

0

0

0

0

1

1

0

0

1

0

x

0

0

Q

Q

x

x

1

0

0

1

x

x

0

1

1

0

x

x

1

1

1

1

      本电路利用双D触发器4013中的一个D触发器,接成R-S触发器形式。接通电源后,R7C3组成的微分电路产生一个高电平微分脉冲加到IC11RD端,强制电路复位,1Q端输出低电平,送到三极管V4的基极,也为低电平,V4截止,发光二极管D1不发光。

当用打火机烧热敏电阻R2后(烧的时间不能太长,否则容易烧坏热敏电阻),R2的阻值突然变小,呈现低电阻状态,三极管V1导通,产生的高电平脉冲送到40131SD端,使1Q端翻转变为高电平,送到三极管V4的基极,也为高电平,V4导通,发光二极管D1发光,这一过程相当于用火柴点亮蜡烛,此时即使打火机离开热敏电阻R2后,也不会使电路状态发生改变,发光二极管D1维持发光。

当用嘴吹驻极体话筒M1时,驻极体话筒M1输出的音频信号经过C2送到V2的基极,触发V2导通。因R5的阻值比较大,故V2的集电极电位降得很低,PNP型三极管V3的基极电位也就很低,从而V3导通,高电平脉冲送到触发器1RD端。触发器复位,1Q端由高电平变为低电平,V4截止,发光二极管D1熄灭,实现“风吹火熄”的仿真效果。

四、模拟电子蜡烛元件清单及实物图

模拟电子蜡烛电路元件列表

序号

名称

代号

规格

数量

备注

1

电阻

R1

10K

1

2

热敏电阻

R2

100K

1

电磁炉专用

3

电位器

R3

100K(104)

1

4

电阻

R4,R6

10K

2

5

电阻

R5

1M

1

6

电阻

R7

100K

1

7

电阻

R8,R9

1K

2

8

电容

C1

103

1

9

电容

C2,C3

104

2

10

电容

C4

102

1

11

驻极体话筒

M1

驻极体

1

12

发光二极管

D1

3mm

1

13

三极管

V1,V3

9012

2

14

三极管

V2,V4

9013

2

15

D触发器

IC1

CD4013

1

16

IC

DIP14P

1

17

万能板

玻纤板7*9

1

18

单排针

 

1*4PIN2.54mm

2

19

焊锡及导线

0.8凯纳/0.5单股

2

 

五、模拟电子蜡烛调试技巧及成品图

 (1)模拟电子蜡烛电路安装

 按照温度感应电路、声控感应电路、RS触发电路、LED显示电路的顺序安装。

(2)模拟电子蜡烛电路调试

 制作完成后,接上5V直流电压,用打火机打火烧热敏电路,LED灯亮,过1分钟后,用嘴吹话筒,LED灯灭,如下图所示:



模拟电子蜡烛点火后,LED灯亮,用嘴吹下就灭。

 

模拟电子蜡烛底面走线图

 

 




 六、如果制作没有成功,请从下面几个方面进行检修与调试:

1)观察法:检查每个元件是否安装正确,特别是双D触发器4013,驻极体话筒等是否安装正确,三极管90129013的三个引脚EBC是否正确等,发光二极管的正负极性是否正确。

2)电阻法:根据原理图检查线路是否正常连通,可用万用表检测每条线路是否导通。电子初学者,焊接的线路多有虚焊、漏焊、假焊等情况,电路搭建错误,所以首先检查每条线路是否焊接好,也就是电气性能是否保证。

3)电阻法:检测每处GND是否和电源负极接头是否连通;检测每处VCC是否和电源接头是否连通。

4)电压法:测试三极管V1的基极电压,然后用打火机烧一下,看看电压是否由高到低变化。如果一直电压没有变化,三极管的损坏的可能性比较大。

5)电压法:测试驻极体话筒的正极的电压,用嘴吹驻极体话筒时,电压会下降1V左右。如果电压没有变化,驻极体话筒的正负极性接反的可能性较大。

6)电压法:测试三极管V2的基极电压,用嘴吹驻极体话筒时,电压会发生改变,产生负电压。如果一直电压没有变化,三极管的损坏的可能性比较大。

7)电压法:测试三极管V3的基极电压,用嘴吹驻极体话筒时,电压会发生零点几的下降。如果一直电压没有变化,三极管的损坏的可能性比较大。

8)电压法:测试三极管V3的集电极电压,用嘴吹驻极体话筒时,会产生一个高电平脉冲。如果没有高电平脉冲,可以检测本电路的电源部分是否接好。

9)电压法:测试40136脚电压,当用打火机烧一下时,会产生一个高电平脉冲,1脚会输出高电平。

10)电压法:等40136脚电压下降到低电平时,再测试40134脚电压,当嘴吹驻极体话筒时,会产生一个高电平脉冲。1脚会输出低电平(由高变低)。

经过以上步骤的检查、检测后,基本上可以排除故障,可以实现“火柴点火,风吹火熄”的仿真性。


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