创客电子制作:分立元件
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第二章 电子制作实战

灯光控制类电子制作

例1 双色闪光灯*

制作难度:★★比较简单

原理简介:

这里介绍的双色闪光灯电路是一个典型的无稳态振荡器。电路原理图如图2-1-1所示。

图2-1-1 双色闪光灯原理图

在刚接通电源时,电容C1、C2相当于短路,电源正极一路通过R1、LED1、C1加载至VT2基极,欲使VT2导通。另一路通过R4、LED2、C2加载到VT1基极,欲使VT1也导通。但VT1和VT2不可能同时导通,由于元件自身存在的差异,总有一个三极管会率先导通,这里我们假设VT1先导通,则VT1的集电极变为低电平,C1开始放电,此时红色发光二极管LED1点亮。C1的放电还导致VT2的基极变为低电平而截止,使得绿色发光二极管LED2熄灭。随着C1放电过程结束,C1相当于开路。R2成为VT2基极的上拉电阻,使得VT2开始导通,VT2的集电极变为低电平,LED2开始点亮,同时C2开始放电,并导致VT1的基极变为低电平而截止,LED1熄灭。经过一段时间后C2放电结束,C2相当于开路,R3作为VT1的基极上拉电阻,使得VT1又开始导通,LED1重新点亮。接下来电路就会按照上面的步骤不断重复着,呈现LED1、LED2轮流点亮、熄灭的工作过程。

电路的振荡周期和频率有相对应的公式可供参考:

振荡周期T=0.7(R2C1+R3C2)

电路中,R2R3的取值相等,C1C2的取值相等,因此振荡周期的公式可以简化为:

T=1.4RC,频率与周期互为倒数,即

f=1/T=1/1.4RC

这里电阻的单位是欧姆(Ω),电容的单位是法拉(F),周期(T)的单位是秒(s),频率(f)的单位是赫兹(Hz)。

更改电阻R2、R3阻值,或电容Cl、C2的电容值,可以改变振荡频率,即改变发光二极管交替闪亮的频率。阻值或电容值越大,发光二极管闪烁的频率越慢,阻值或电容值越小,发光二极管闪烁的频率越快。调整电阻R1、R4的阻值,可以改变发光二极管的亮度。

表2-1-1是双色闪光灯的元件清单。图2-1-2是电路印板图,图2-1-3是所需元器件的实物外观图,图2-1-4是电路板外观及尺寸。扫描蓝色二维码可以观看本电路的详细制作过程。

表2-1-1 双色闪光灯元件清单

图2-1-2 双色闪光灯印板图

图2-1-3 双色闪光灯所需元器件

图2-1-4 双色闪光灯电路板外观及尺寸

焊装步骤1:

先焊电阻,对照元件清单,将各电阻焊装在相应的位置。

再焊电解电容。在印板电解电容的字符上标有“+”的一极,插电解电容正极,也就是长引脚的一极。有的印板上,用斜线阴影来表示装电解电容的负极,也就是短引脚的一极。

此步骤完成后如图2-1-5所示。

图2-1-5 焊接电阻和电容

焊装步骤2:

先焊三极管。参照印板字符方向,即“圆弧对圆弧”,将两只三极管9013插入对应孔位并焊接好。

然后焊装发光二极管(LED)。印板上LED字符中标有“+”的一极插LED的正极,也就是长引脚的一极。可先焊好一只引脚,然后观察发光二极管是否摆正,高度是否合适,如有倾斜可扶正,然后再焊接另外一只引脚。如图2-1-6所示。

图2-1-6 焊接三极管和LED

焊装步骤3:

最后焊接电源接线座。其接线入口端朝左,然后将接线座的两个引脚插入印板上并焊接好。

此步骤完成后如图2-1-7所示。

图2-1-7 焊接电源接线柱

最后再仔细检查一下,确保元件焊装正确,无误后即可接上电池盒引线,红色引线接在“+”接线柱上,黑色引线接在“-”接线柱上,用一字螺丝刀拧紧螺钉,将导线压牢,装好2节5号电池,就可以看到红、绿发光二极管交替闪烁了。

装好的电路板成品效果如图2-1-8所示。

图2-1-8 成品效果演示