干货模拟电子蜡烛电路设计与制作
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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
图1模拟电子蜡烛电路原理图
三、模拟电子蜡烛工作原理
CD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Q及Q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。
CDTruthTable真值表功能:
1CP(3脚)
1D(5脚)
1RD(4脚)
1SD(6脚)
1Q(1脚)
1/Q(2脚)
↑
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触发器中的一个D触发器,接成R-S触发器形式。接通电源后,R7,C3组成的微分电路产生一个高电平微分脉冲加到IC1的1RD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的1SD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
K
1
电磁炉专用
3
电位器
R3
K()
1
4
电阻
R4,R6
10K
2
5
电阻
R5
1M
1
6
电阻
R7
K
1
7
电阻
R8,R9
1K
2
8
电容
C1
1
9
电容
C2,C3
2
10
电容
C4
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
2
14
三极管
V2,V4
2
15
双D触发器
IC1
CD
1
16
IC座
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
各2米
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,驻极体话筒等是否安装正确,三极管、的三个引脚E、B、C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:测试的6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:等的6脚电压下降到低电平时,再测试的4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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