簡易廣告彩燈電路課設講解

1、Protel軟件應用課程設計說明書一一簡易廣告彩燈電路江西理工大學應用科學學院信息工程系Protel軟件應用課程設計報告設計題目：簡易廣告彩燈電路專業(yè)：通信工程班級：131班學號：0807031312308070313122姓名：黃布成同組人員：黃煌指導老師：曾璐完成日期：2016613指導老師評語：得分：指導教師簽名：目錄1設計任務和性能指標 1.1.1設計任務1.1.2性能指標1.2設計方案與論證 1.3系統(tǒng)硬件設計2.3.1電路原理圖2.3.2元器件清單3.3.3元器件功能3.4繪制原理圖和PCB6.5 PCB板制作、焊接與調試8.5.1 PCB板制作8.5.2元器件的焊接 1.25.3

2、系統(tǒng)的調試1.27總結13致謝13參考文獻13Protel軟件應用課程設計說明書一一簡易廣告彩燈電路1設計任務和性能指標1.1設計任務以8050三極管為驅動，設計周期可調的彩燈閃爍電路。 通過設計電位器，改 變閃爍速度。給出彩燈閃爍周期的計算方法，選擇電路元件并給出元件參數(shù)。利 用protel設計硬件電路原理圖和PCB圖。1.2性能指標LED廣告彩燈電路采用兩只NPN三極管8050驅動多只LED組成。1、以8050 三極管驅動放光二極管，發(fā)光二極管并聯(lián)使用。2、閃爍快慢要求選擇電阻和電容的參數(shù)。調節(jié)電位器Ri、R2的大小，可以改變閃爍速度。計算出閃爍周期公式。 3、電壓過高會燒壞發(fā)光二極管。工

3、作電壓從3V開始調大，當提供的電源電壓高 于5V后應當串入一個2.227歐姆的電阻作為限流電阻，以免燒壞發(fā)光二極管。2設計方案與論證1、設計原理：這個電路由兩個三極管控制亮暗，兩邊對稱，各有一個電解 電容，當一側電容充電時，該側的發(fā)光二極管導通發(fā)光，此時另一側電容放電， 同側的發(fā)光二極管截止，不能發(fā)光。當放電結束后，開始充電；充電的一側開始 放電，如此反復充電放電，就產(chǎn)生交替閃爍的現(xiàn)象。調節(jié)電阻值的大小可以改變 閃爍的頻率。2、應該在5V后應當串入一個2.227歐姆的電阻作為限流電阻，以免燒壞發(fā) 光二極管。彩燈閃爍的周期是：T=0.7X (R+ R3)X C2+0.7X (R2+ R4) X

4、Ci3、分析：當接通電源時，Ci充電，同側的發(fā)光二極管導通發(fā)光，電流一部分到 Q2基極，C2此時放電，為Q2集電極供電，Q2導通，C2放電，Qi截止，所以右側 發(fā)光二極管不能導通。當Ci充電完成，C2放電完成后，Ci開始放電，C2充電， 相反的一側發(fā)光二極管發(fā)光，另一側截止。如此反復快速的充電放電，實現(xiàn)閃爍 的現(xiàn)象。我們都知道天底下沒有兩樣相同的東西，電子元件也一樣，所以總有一個差那么 一丟丟，電流也是相當現(xiàn)實的東西，總會選擇先選擇好的元件，因此我們假設 Af比As好一些，那么電流會先選擇Af然后再選擇 As，那么Af先導通，但是，Af導通時，電流經(jīng)過Ri， R3在經(jīng)過Ci完成一個回路，那么

5、Ci就可以像手機電池一樣被充電，這時有貢獻 電流流過電容，電容相當于短路，所以城門失火，殃及池魚連著他的是As，意味著電流不往Q2去了，全被Ci搶了，完了，被迫關斷，但是Q2也不是省油的燈，他也做了同樣的事情，R2，C4流過電流也會往 C2去，對C2充電，相當短路，掐斷 Af的電流補給，Af也 被迫關斷，相當于同歸于盡，As先掛掉，然后Af再掛，(總體來說就是電容兩端的電壓不iProtel軟件應用課程設計說明書一一簡易廣告彩燈電路能突變，）亮滅了一次以后，很明顯是As先滅，所以下次他笨鳥先飛，他先復活，（Af關斷的時間早于 Af,所以他導通時間也早于 Af,雖然他們質量有差距，但是他們的起跑點

6、 不一樣），電容 C1先充電，所以他先充滿，那么充滿后沒有貢獻電流通過，此時的電容相 當于斷路，這時 C1放電，電流與充電電流相反，R1，R3，C1的電流匯聚在 G點，流向Af的基極，使As先閉合，電源經(jīng)過右邊的LED再經(jīng)過As的C2, E2極構成一個閉合回路， 同樣的原理，Af也會跟著閉合，但是他們倆總是是陰陽兩隔，無恥的無限開外掛復活，要 么As死，要么As死。就形成了交替閃爍的目的了。要能自動控制一只三極管的飽和和截止，按上一節(jié)電路的思路還需要再用一只三極管，并且兩個三極管的導通和截止是相反的：一只管子導通時，另一只三極管就截止了。在這里我們也可以使用這種想法，但必須滿足一個條件，當三極

7、管處于飽和時，必須在它上面找到一個 可以使另一只三極管處于截止的電壓或電流，而在三極管處于截止時，也必須在它上面找到一個可以使另一只三極管處于飽和的電壓或電流，這樣才可以使一只三極管的飽和能促使另一只三極管截止，而另一只三板管的截止也才能反過來促使這一只三極管的導通，形成一個“雪崩”。那么三極管上有沒有這樣一個地方能產(chǎn)生這樣的電壓呢？有，就是它的集電極。當三極管的基極電壓提高而使三極管導通后，流過集電板的電流就會增加，而這個電流同時也流過集電極電阻，使它上面消耗的電壓（叫做電阻的壓降）增加，而電源的電壓是不變的，電阻用掉的電壓增加了， 三極管集電板上的電壓就肯定得下降，這下降的電壓不正好能用于

8、另一只三極管的截止嗎？根據(jù)這個思路，我們把一只三極管的基極接在另一只三極管的集電極上，而另一只三極管的基極也同樣接在前一只三極管的集電極上，如圖所示.因為一只三極管飽和而另一只三板管截止后，這個狀態(tài)就被兩只三極管牢牢地鎖住了，這不是長明燈就是長滅燈， 不是我們要的閃光燈。要閃光，必須要有電容做的延時電路，這在上一節(jié)我們就知道了，把它加入到上面的電路中就可以了。3系統(tǒng)硬件設計3.1電路原理圖3.2元器件清單序號名稱規(guī)相備注11k/0.25W2微調電廻10燈臥式23電壻電容220pF/16V2耐壓不小于16V4發(fā)光二扱管立式/小圓形/綠 色55發(fā)光二極曽立式/小園形/紅 色56三扱管805027播

9、線端子3師13.3元器件功能331微調電阻3Protel軟件應用課程設計說明書一一簡易廣告彩燈電路RM065 L»AA. 電器特性阻值范圍：1002.2M Q阻值特性：B最高使用電壓：不超過 50V額定功率：0.1W殘留阻值：不超過標稱阻值的5%最大不超過 30 Q旋轉壽命：空載旋轉 100圈后，阻值變化最大為士 15% 負載壽命：加載額定功率3小時，阻值變化最大為士 5%B. 機械特性旋轉角度：200° 士 20°旋轉力矩60150g.cm止檔強度：大于500g.cm機械強度：電阻片可承受1KG壓力不破裂4Protel軟件應用課程設計說明書一一簡易廣告彩燈電路#

10、Protel軟件應用課程設計說明書一一簡易廣告彩燈電路C. 環(huán)境特性工作環(huán)境溫度：-5C70C350h，阻值變化最大 20%溫度特性：以 70C烤5小時，阻值變化在 5%-30%以內 濕度特性：加額定功率，在 40 C與90%的相對濕度環(huán)境下D. 焊錫條件 焊錫溫度：250C 焊錫時間：2秒332發(fā)光二極管發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必 須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R可用下式計算：R= (E Uf)/If。式中E為電源電壓，Uf為LED的正向壓降，If為LED的一般工作電流。發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片，在P型半導

11、 體和N型半導體之間有一個過渡層，稱為 PN結。在某些半導體材料的PN結中， 注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。 這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。當它處于正向工作狀態(tài)時(即兩端加上正向電壓)，電流從 LED陽極流向陰極時，半導 體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。如圖3-2.圖3-2發(fā)光二極管3.3.3三極管管腳識別方法(a) 判定基極。用萬用表RX100或Rxik擋測量管子三個電極中每兩個極之間的正、反向電阻值。當用第一根表筆接某

12、一電極，而第二表筆先后接觸另外兩個電 極均測得低阻值時，則第一根表筆所接的那個電極即為基極b。這時，要注意萬用表表筆的極性，如果紅表筆接的是基極 b。黑表筆分別接在其他兩極時，測得 的阻值都較小，則可判定被測管子為 PNP型三極管；如果黑表筆接的是基極b， 紅表筆分別接觸其他兩極時，測得的阻值較小，則被測三極管為NPN型管。(b) 判定三極管集電極c和發(fā)射極e。(以PNP型三極管為例)將萬用表置于 RX100或RX1K擋，紅表筆基極b,用黑表筆分別接觸另外兩個管腳時，所測得的 兩個電阻值會是一個大一些，一個小一些。在阻值小的一次測量中，黑表筆所接管腳為集電極；在阻值較大的一次測量中，黑表筆所接

13、管腳為發(fā)射極IMS圖3-1三極管4繪制原理圖和PCB制作確定設計目標后，用Protel DXP軟件繪制出電路原理圖，繪制過程如下：1、打開Protel DXP軟牛，新建一個“簡易廣告彩燈電路.PRJPCB工程，在此工程下再新建一個“簡易廣告彩燈電路.SCHDO'C原理圖文件。2、根據(jù)要求，畫出電路原理圖。在此過程中，注意選擇元器件及對應的封 裝，阻值大小及相關的性能。繪制原理圖如下：6Protel軟件應用課程設計說明書一一簡易廣告彩燈電路#Protel軟件應用課程設計說明書一一簡易廣告彩燈電路3、原理圖繪制完成以后，對所繪制的原理圖進行編譯。選擇#Protel軟件應用課程設計說明書一一

14、簡易廣告彩燈電路“Project->Protel ”，生成實用報表，4、完成以后將所有元器件都封裝，將電氣連接都導入PCB中，連接如圖所示。sisr7Protel軟件應用課程設計說明書一一簡易廣告彩燈電路#Protel軟件應用課程設計說明書一一簡易廣告彩燈電路5、對元器件進行布局生成PCB，布局以后的效果如圖#Protel軟件應用課程設計說明書一一簡易廣告彩燈電路5 PCB板制作、焊接與調試5.1 PCB板制作（1）將生成的PCB打印到轉印紙上后，選擇合適大小的覆銅板，將轉印紙有電 路圖的一面緊貼覆銅板有銅的一那面， 轉印紙緊緊包住覆銅板，然后將裹有轉印 紙的覆銅板放到轉印機中轉印。（2

15、）轉印完成后等待覆銅板冷卻，然后撕開轉印紙，將覆銅板放到腐蝕液中 腐蝕。（3）等待大約20-30分鐘，知道覆銅板上多余的銅全部被腐蝕掉，覆銅板變 成帶有線路的透明的黃色塑料板。（4）將塑料板切割成合適的大小，注意電路板線路的完整性，用砂紙或者 銼刀將板子邊緣打磨光滑。（5）用合適鉆頭的鉆孔機給板子上的焊盤打孔， 注意將鉆頭對準焊盤中心。（6）用砂紙將電路板上線路的一層碳膜輕輕擦掉，會出現(xiàn)銅黃色的線路。 PCB板基本制作完成。PCB板制作過程中遇到的問題及解決辦法：（1） 在鉆三極管時會將兩個孔鉆到一起導致短接。解決辦法：鉆孔時將兩邊 的孔鉆的離中間遠點。（2） 敷銅板轉印完成后，有些線路會出現(xiàn)

16、斷裂或者沒有印到敷銅板上。解決 辦法：用轉印筆在出現(xiàn)斷裂的線路上輕輕地描，注意不要連到其他線路上。（3）鉆孔過程中，誤將線路鉆斷了。解決辦法：焊接時將錫絲熔化后將斷 點連上。UIUIUHUMW 99«Protel軟件應用課程設計說明書一一簡易廣告彩燈電路Protel軟件應用課程設計說明書一一簡易廣告彩燈電路11Protel軟件應用課程設計說明書一一簡易廣告彩燈電路打印電路板腐蝕電路板#Protel軟件應用課程設計說明書一一簡易廣告彩燈電路鉆孔5.2元器件的焊接 焊接順序先測量，做好記錄；在清潔，掛錫焊接；最后檢查質量。（1）右手持電路鐵。左手壓住元件或導線。焊接前，電烙鐵要充分預熱烙

17、鐵 頭刃面上要吃錫，及帶上一定量焊接。 將烙鐵頭刃面緊貼在焊點處。電路鐵與 水平面大約成60度角。（2） 錫可以從烙鐵頭上流到到焊點上。將烙鐵在焊點處停留的時間控制2-3 秒鐘。（3）抬開烙鐵頭。左手仍持元件不動。待焊點處得錫冷卻凝固后，才可 以松開左手。5.3系統(tǒng)的調試調試準備一一檢查電：在通電調試之前，必須認真檢查電路連線是否正確， 對照電路圖按照一定順序一一檢查： 特別要注意電源是否接錯，電源與地是否有 短接，二極管是否接反，三極管三個引腳是否接錯，繼電器的常通和常開腳，開 關的兩個腳，輕輕撥一撥元器件，觀察焊點是否牢固。調試：根據(jù)本設計中的電路原理圖進行實物的連接，焊接連接各元件即可。

18、 連接完成后，引出兩根根導線，一根導線接 +6V電源的正極，另一根導線接地， 接好線后，剛開始第一次閉合開關，按下開關發(fā)出悅耳的“叮咚”觀察持續(xù)的時 間長短，達到了預期的效果。與設計的內容基本相符合。同樣設計中仍然存在誤 差，這是由于元器件參數(shù)的精度不夠、 實物連接時引附加阻值、性能不夠高以及 環(huán)境溫度等多方面的影響所致。在實際生活中可以通過多種措施來提高輸出音頻 信號的的穩(wěn)定度，如可以選擇電容的并聯(lián)使電容的值更精確； 同時外界溫度也會 影響實驗的精確性。6總結本次課設是完成一個簡易廣告彩燈電路設計，首先通過查找書籍資料，首 先進行電路原理圖的設計、繪制以及PCB版圖制作，然后對電路中的各個部分進 行調整修改，按照設計的電路原理圖完成實物的連接， 連