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個性七彩小夜燈

作者: 時間:2011-02-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

上一期介紹了個性七彩小夜燈的設(shè)計(jì)和原理,本期介紹具體的制作和調(diào)試,馬上開始動手吧。

PCB設(shè)計(jì)與制作

為了滿足整體造型、體積以及底座功能的具體要求,本小夜燈PCB分為2塊來設(shè)計(jì)??刂齐娐泛碗娫措娐贩謩e布局在1塊邊長約87mm的正三角形電路板上,這2塊電路板在安裝時通過金屬支撐柱來實(shí)現(xiàn)電氣連接??刂齐娐泛碗娫措娐范急容^簡單,器件也相對較少,采用單面板即可滿足布局要求。整個電路工作電壓較低,工作電流也很小,PCB走線寬度和間距無特殊要求。布局好的電路板如圖1所示。

PCB布局好后可以委托工廠加工,也可以自制。筆者制作電路所使用的PCB是用感光板自制的,如圖2所示。

圖1?PCB布局圖

圖2?用感光板自制的PCB

元件選擇與電路制作


制作本小夜燈電路所需要的元器件不多,但各器件都應(yīng)按要求選擇。IC1選用SOP-28封裝,IC2選用SOT-89封裝。R1~R4均選用0805系列貼片電阻,C1、C3和C4均選用C型尺寸貼片鉭電解電容,C2選用0805系列貼片電容,L1選用CD43型貼片線繞電感。XTAL1選用PBRC-B系列或與之兼容的其他型號貼片陶瓷振蕩器,S1~S3均選用6mm×6mm小型直插按鍵。

為了便于將LED裝入燈罩,并獲得更好的混色效果,這里光源沒有采用3個單色LED,而是采用了1個全彩LED。

圖3?全彩LED引腳排列

全彩LED也叫七彩LED或三色LED,其內(nèi)部封裝有紅色、綠色和藍(lán)色三種顏色的LED管芯,它在使用時相當(dāng)于3個LED。全彩LED內(nèi)部各LED其中一端連在一起形成公共端,加上各LED的另一端它共有4個引腳,排列如圖3所示(少數(shù)產(chǎn)品可能與此不同,具體以產(chǎn)品資料或?qū)嶋H測量為準(zhǔn))。根據(jù)公共端極性的不同,全彩LED可以分為共陰和共陽兩種,按電路要求,這里采用后者。根據(jù)外觀和制造工藝的不同,全彩LED又可以分為透明和霧狀(類似磨砂燈泡的效果)兩種,為了使光線更加自然、柔和,制作時最好選用后者。市場上全彩LED的尺寸規(guī)格多為Φ5,制作時選用這種規(guī)格即可。

BATT1為2節(jié)串聯(lián)的AAA(7號)1.5V電池,制作時應(yīng)通過配套的電池夾(電池盒)來安裝。

電路中絕大部分器件為貼片器件,焊接時要特別仔細(xì),以免出現(xiàn)短路、虛焊等缺陷。各器件焊接好后應(yīng)對照電路原理圖反復(fù)檢查,若有錯誤和缺陷要及時改正和修補(bǔ)。為了方便調(diào)試,LED和電池夾可暫不安裝,待調(diào)試結(jié)束后再另行安裝。自制的PCB表面往往沒有阻焊層,為了防止銅箔氧化影響電氣性能和外觀,電路焊接好后最好在PCB銅箔表面鍍一層錫或涂一層松香酒精溶液。焊接完成并經(jīng)過鍍錫處理的電路板如圖4所示。

圖4?焊接好的電路板

圖5?LED引腳的加工 圖6?焊接好連接線的LED

調(diào) 試

小夜燈控制電路和電源電路相互獨(dú)立,這兩部分電路的調(diào)試也應(yīng)分開進(jìn)行,以免彼此牽扯而影響電路測試和故障判斷。

控制電路調(diào)試前要預(yù)先對LED進(jìn)行加工,以滿足調(diào)試和安裝的要求。加工時先將LED各引腳從靠近其根部的凸起處剪斷,再將外側(cè)的2個引腳向內(nèi)側(cè)彎折,如圖5所示。之后在LED各引腳上分別焊接1根長約10mm的細(xì)導(dǎo)線,并在LED內(nèi)側(cè)的2個引腳的焊點(diǎn)處各套一小段熱縮管以免短路,如圖6所示。為了便于區(qū)分LED各引腳,各導(dǎo)線應(yīng)選用不同的顏色且最好與所連接的引腳對應(yīng)的LED的顏色一致。LED加工好后可以在燈罩上試裝一下,若無法放入燈罩則應(yīng)將LED外側(cè)的2個引腳再向內(nèi)側(cè)彎折或?qū)ED的“帽沿”剪去,必要時還需要重新焊接導(dǎo)線以減小焊點(diǎn)或改變焊點(diǎn)形狀,從而滿足安裝要求。


控制電路調(diào)試時先將LED的連接線按電路原理圖焊接在控制電路板上,再在控制電路板上兩電源輸入端以及RXD和TXD端各焊接1根導(dǎo)線,分別與4.5V電源和編程電路相連。以上均為臨時性連接,因而對焊接質(zhì)量以及外觀沒有太高要求。為了能夠持續(xù)準(zhǔn)確地檢測電路,調(diào)試應(yīng)使用穩(wěn)壓電源,不要使用電池。電路連接妥當(dāng)后仔細(xì)檢查幾遍,確認(rèn)無誤后即可上電將程序下載至內(nèi),之后重新上電對按鍵功能和LED狀態(tài)進(jìn)行全面測試。本電路及程序相對比較簡單,調(diào)試一般不會有太大問題,但有一點(diǎn)要特別注意。本電路的待機(jī)電流不應(yīng)超過1μA(正常情況下一般約為0.1μA),待機(jī)電流偏大(功耗偏高)時要仔細(xì)檢查電路和程序,而不能輕易忽略,否則在實(shí)際使用時會浪費(fèi)電池電能。此外,在調(diào)試過程中若發(fā)現(xiàn)LED的亮度或混色效果不理想,可以通過適當(dāng)調(diào)整R2~R4的阻值來改善。


電源電路調(diào)試時,在電源電路板上兩電源輸入端各焊接1根導(dǎo)線與3V電源相連,這里同樣使用穩(wěn)壓電源來調(diào)試。上電后在空載的情況下測量電路的輸出電壓,此時應(yīng)略高于4.5V,如果偏差較大應(yīng)立即斷電檢查電路。同樣在空載的情況下測量電路的輸入電流,此時應(yīng)在20μA以下(正常情況下一般約為10μA),否則要仔細(xì)檢查電路。VD1的反向漏電流IR偏大、C3和C4的漏電流偏大、IC2性能不良以及電路短路等都可能導(dǎo)致輸入電流偏大(功耗偏高),檢查電路時要特別注意以上幾點(diǎn)。與調(diào)試控制電路一樣,功耗問題不能輕易忽略,調(diào)試時要有足夠的耐心,力爭將功耗降至最低,這一點(diǎn)對調(diào)試采用電池供電的電路至關(guān)重要??蛰d測試正常后用1個100Ω/0.5W的電阻作為負(fù)載進(jìn)行帶載測試,在測試過程中,電路的輸出電壓應(yīng)始終保持在4.5V左右,如果電壓變化范圍較大則還需進(jìn)一步檢查和調(diào)整電路。



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