灯塔模型LED闪光灯的制作

步骤1：基本电路1

最初将电路放在无焊面包板和面包板上可能会有所帮助您将需要：

1 X CMOS CD4011 quad NOR门。 （我们将IC用作四路逆变器，因此CD 4001也可以工作。）

1 X 4.7 Meg Ohm电阻器。 （最长10兆欧可用于更长的循环时间。）

1 X 10欧姆电阻器。

1 X 1000 microFarad电解电容器。

1 X 1 microFarad非极性电解电容器。 （可以使用1个microFarad陶瓷电容，但它们有点难以获取。）

2 X高效白光LED。

2 X 2N7000 N通道FET。

1 X 4.7 microFarad电解电容（钽最好。）

1×9伏电池，如PP3。

上图显示了基本电路。 CMOS CD 4011将所有成对的栅极输入连接在一起，使其成为四路反相器。其中两个门是非常稳定的，由4.7兆欧的电阻器和1微法拉的非极性电解电容器定义的时序导致循环时间为3到4秒。通过增加另外1个microFarad电容或更多并联电容可以轻松地将时间加倍，并且4.7兆欧电阻可以增加到10兆欧，因此可以实现长循环时间。其余两个门连接为非稳定部分的反相器，它们的反相输出馈入2N7000 FET的各个门，这些FET串联在供电线上。当链路输出中的最后一个变频器变为高电平时，前一个变频器将变为低电平，而顶部2N7000通过一个LED闪烁来对4.7微法拉电容进行充电。当链中的最后一个变频器变低时，底部的2N7000导通，允许4.7微法拉通过另一个LED放电，从而产生另一个闪光。输出级在转换时间之外消耗零电流。

电源线中的10欧姆电阻和1000微法电容仅用于去耦，并不重要，但在测试阶段非常有用。

电子纯粹主义者会指出输出阶段不是好设计，因为电路切换时的任何抖动或不确定性都可能导致2N7000同时短暂接通，导致短路电源。在实践中，我发现这种情况并没有发生，并且会出现在当前消耗中，稍后会看到。

显示的电路平均消耗270微安，这是值得信赖的，但对我们来说太高了目的。

步骤2：基本电路2

上图显示了在无焊面包板上组装的电路。

步骤3：增强型电路1

上图中显示的电路几乎相同到前一个。在这里，只添加一个元件会影响性能的变化，这与您在简单的电子电路中可能会看到的一样剧烈。

一个1兆欧的电阻与CD4011的电源串联我知道了。 （电子专业人士会说，这是永远不应该做的事情。）电路继续运行但是平均功耗降至约2微安，相当于550 mA小时容量的碱性PP3电池的寿命为31年。令人难以置信的是，输出电压仍足够高，可以可靠地切换2N7000 FET。

步骤4：

上图显示了添加的电阻为红色。

测量平均值这个电路吸取的电流是一项艰巨的任务，但快速测试是取下电池并让电路在1000微法拉的去耦电容上充电 - 如果你已安装它 - 电路应运行五到六分钟在其中一个闪光灯放弃之前。

我已经取得了一些成功，将100欧姆电阻器和3法拉超级电容器（观察极性）并联插入电源线并允许几个小时达到平衡到达。使用毫伏表可以测量电阻两端的电压，并使用欧姆定律计算平均电流。

步骤5：现阶段的一些想法。

我承诺在CMOS IC的电源线上放置一个电阻器。然而，IC是独立的而不是逻辑链的一部分，我建议我们将这个单独的IC简单地用作互补CMOS晶体管的集合。这可能是我们这里有一个穷人的超低功率张弛振荡器。

通过两个LED充电和放电的‘桶’电容可以增加，以提供更亮的闪光，但数值为数百对于microFarads来说，添加一个与LED串联的小电阻以限制峰值电流可能是明智的预防措施，建议使用47或100欧姆。随着电容器值越大，闪光灯可能会变得有点“懒惰”，因为电容器电荷的最后部分通过底部LED消散，尽管您可能认为它提供了更逼真的灯塔体验。电流消耗当然可能会上升到20或30微安。

步骤6：制作电路的永久版本1.

我们已经完成了简单的部分，但应该证明电路工作正常，现在可以承诺永久形式进入我们的灯塔。

这将需要基本的电子工具和装配技巧。所需的组件将取决于您选择执行此部分的方式以及您拥有的技能。我将展示几个例子并给出进一步的建议。

上图显示了一个小型双面原型PCB条板点对点电路板。这些在EBay上有多种尺寸可供选择，而且这是最小的尺寸之一。还示出了带有导线的普通印刷电路板的正方形，这将形成用于我们的电池的一个连接，该电池是三个锂纽扣电池的堆叠。使用这种类型的电路板，我发现当焊料向下穿过孔时，不可能用焊料桥接相邻焊盘 - 必须用导线桥接。

步骤7：制作一个电路的永久版本2.

在上图中，我们看到施工正在进行中。请注意，两个1微法拉电容器用于定时，三个2025锂纽扣电池可以夹在电池端连接器之间。

步骤8：制作电路的永久版本3。

在上图中，我们看到准备安装在灯塔中的成品。需要注意的是，三个锂电池串联正极连接到顶部正极，连接到焊接到红色引线的普通PC板的正方形。然后用自粘合带将细胞堆紧紧地粘在一起。您可以在Instructables网站的其他地方找到这种从多个纽扣电池制作电池的方法示例。

步骤9：制作电路的永久版本4.

在上图中我们看到在条板上组装的另一个版本是Veroboard的现代版本。这很好，但现代的电路板是不容错误的，并且在铜带升降之前不会经受太多的焊接和拆焊，所以第一次就做好了！电池是碱性PP3，在450 mA小时的容量计算到31年的学习寿命。

步骤10：制作电路的永久版本5.

这里的条形板电路和PP3电池已用塑料包装材料包裹，并楔入茶蜡架，使我们的组件可以插入灯塔。

对于像这样的简单电路，你也可以用印刷电路笔制作自己的印刷电路板，但你必须能够蚀刻它，最好不要在厨房里蚀刻！最后，一小片普通印刷电路板可以成为“死虫”构造的主题，它可以给出所有例子中最小和最稳健的结构。

步骤11：最后的想法。

这种电路制造成一次性便宜。它可以做得很小，以至于进入一个小玻璃瓶，然后如果LED保持在透明状态，甚至用树脂或蜡封装。在这种稳健的形式中，可能存在许多潜在用途。我建议它可能是一个有价值的安全项目，在崩落，特别是洞穴潜水，其中一些可以照亮一个洞穴或从曲折的残骸内部的方式。它们可以保留多年。