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[图文]LED电子生日蜡烛的电路           ★★★ 【字体:
LED电子生日蜡烛的电路
作者:imefan    文章来源:网络    点击数:    更新时间:2008-9-13    

  这个电路产生了一套基于LED的电子生日蜡烛。这种蜡烛与吹灭蜡制蜡烛一样具有相同的乐趣,并且它是可重复利用的,可改进的以及环保的。该电路采用一个热传感器使温度高于周围的温度。当你对传感器吹气时,其电阻发生了改变。电路探测到这种改变后会关闭八个LED。当你停止吹气时,除了一个外所有的LED都会亮起。你每吹过一次传感器就会进行一个这样的循环,直到八次后所有的LED关闭。

  这个“吹气传感器”由一个47-0,1/4-W加热电阻和一个180-0 NTC热敏电阻相连组成。为了与电阻相连,要刮掉热敏电阻的一个引脚的漆料,从而露出金属接触。然后切断电阻顶部附近的一个引脚。刮掉电阻顶部的漆料,露出其金属表面。然后将电阻与露出的热敏电阻接触焊接起来。

  焊接保证了器件之间稳固的热连接。当加热电阻加上电压后,热敏电阻的温度升高,其电阻值下降。如果你对该传感器吹气,使它冷却下来,其电阻值会上升。因此,这个传感器能探测到吹过它的空气。

 LED电子生日蜡烛的电路实现

 LED电子生日蜡烛的电路实现

  这个电路的运行电压为6V,可采用四节AA电池或者可充电的铅酸蓄电池。省去了用一个连接电源的主电路来进行安全保护。吹气传感器包括加热电阻R1和热敏电阻R4(图2)。R1通过与一个小电阻R2串联来调节电流。热敏电阻利用R3进行分压。节点X连接到运算放大器U1A的倒相输入端(LM324)。由R5和R6形成的分压器的节点Y连接到U1A的非倒相输入端。U1A放大了节点X和节点Y之间的电压之差。Q1(TIP 122)增强了U1A的输出电流。

  U1A输出端的电压波动由T型过滤器(R9,R10,和C2)进行平滑。这些波动是由闪烁的多色LED的电流变化引起的。过滤后的电压流入比较器U1B的倒相输入端,分压器R11和R12使该比较器的非倒相输入端保持在0.5VBAT。比较器的输出经施密特触发变频器U3A和U3B(74HC14),与移位寄存器U2(74HC164)的时钟输入相连。

  移位寄存器包含一个8位的串入/并出器件用来一个接一个的关闭LED。移位寄存器的输入端A和B与逻辑高位相接。清零引脚连接到开电复位电路,这个电路由C1,R14和施密特触发逆变器U3C组成。移位寄存器的输出端连接到八个PNP晶体管,Q2到Q9。在上述每个晶体管的集电极电路中,LED1到LED8都相互连接。用于供给集成电路U2和U3的电源来源于采用5.1V的齐纳调节器(D1)的VBAT。

  电源接通时,Q1的发射极电压为零,因为节点X的电压比节点Y的电压高。当加热电阻R1给热敏电阻R4加热时,节点X的电压开始降低。渐渐地,Q1的发射极的电压开始增大。开电复位电路清除移位寄存器的数据,U2的八个输出全部变为零。因此,晶体管Q2到Q9开启。随着Q1的发射极电压的增大,LED逐渐亮起。发射极电压在4.7V左右稳定。这一过程大概要40到50秒钟,所有的LED发出最大的光。该电路准备运行。

  当生日主角对传感器吹气时,节点X的电压增加,减少了Q1发射极的电压。这样降低了LED的亮度。当LED完全关闭时,比较器U1B的非倒相输入端处的电压降至0.5VBAT以下。然后,U1B的输出上升,从而产生一个时钟脉冲并进入移位寄存器。因为移位寄存器输入端A和B为高位,所以输出端QA上升,晶体管Q2关闭。当所有的LED关闭时,停止吹气,LED再次逐渐亮起。但是LED1将不会亮起,因为晶体管Q2关闭了。为了关闭所有的LED,要重复上述过程八次。

  这一电路组装在一个圆形的印刷电路板(PCB)上,八个LED放置在周边,且相互间距离相等。(图3传感器位于前面,而电源线位于背面。成品单元用一个CD当作反射器来提高LED的光输出并将所有元件盖在PCB上。(图4)

 LED电子生日蜡烛的电路实现

 LED电子生日蜡烛的电路实现

  使用者可以用以下若干方式来自己定制这一电路:该电路的测试周围温度在20°C 到 30°C (68°F 到 86°F)之间。对于更低的温度,你可能必须要减少R2的值来补偿更高的热损耗。为了加速LED的点亮和熄灭,可通过升高R8的值来增加U1A的增益。通过在每个晶体管中并联多于一个的LED,你可以增加LED的数量。通过用一个移位寄存器输出控制多个晶体管,你可以减少关闭LED的循环次数。

文章录入:imefan    责任编辑:ImEfan 
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