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简易星形呼吸灯原理图设计

倩倩 来源:开源硬件平台 作者:开源硬件平台 2022-09-26 14:42 次阅读

这是一篇非常适合“入门” “实践”的课程案例推荐

不论是刚入学的学生,需要案例推荐的高校老师,亦或是想入门的电子爱好者,都值得一看哦~

一、工程描述

简易星形呼吸灯采用LM358运放及外围电路构成,由20个LED排列成一个五角星形图案。

二、电路原理

1.芯片介绍

LM358是由两个独立的运算放大器所组成,增益高、共模抑制比高、稳定性强。

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图2-1LM358脚位图(SOP-8)

它适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式。

使用范围广。

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表2-1 LM358引脚说明

2.典型应用

由LM358及外围电路构成一个三角波信号发生器

三极管构成一个共射电路。

将加在基极的三角波信号进行放大,并且由于基极的电压是一个三角波夹在直流信号上,导致发射极的输出电压是一个上移的三角波信号,可以控制LED灯的亮度,形成呼吸的效果。

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图2-2 LM358经典应用电路图

在图2-2中:LM358的3脚和6脚的电位是固定的。

当2脚电位低于3脚电位时,1脚输出高电平,即T1导通,LED亮。

2脚的电位是由7脚提供的,当5脚的电位高于6脚时,7脚输出高电平。

这两个运放组成的相互连通的比较器来间隙的使T1导通,点亮LED。

三、原理图设计

1.新建工程

打开嘉立创EDA专业版。

创建工程并命名为:“【模拟电路】LM358星形呼吸灯”。

将原理图文件命名为:“SCH_LM358星形呼吸灯”。

根据图3-1进行电路原理图绘制。

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图3-1 SCH_LM358星形呼吸灯

2.器件选型

在本项目的元器件选型中,所有元器件均可直接在嘉立创EDA的元件库中进行搜索。

如果对元器件不熟悉,也可以通过复制物料中的商品编号进行搜索。

每一个元器件在立创商城都有唯一的商品编号。

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图3-2元器件搜索示意图

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图3-3通过商品编号搜索示意图

3.物料清单

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四、边框设计

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图4-1星形边框设计

在顶部工具栏将线条45°修改成线条自由角度,放置线条折线(快捷键:Alt + L)。

按Tab键可锁住已输入的值,并切换输入长度和角度。

五角星的边长为36mm,角度见上图标出,从顶部开始画起。

1.绘制步骤(11步)

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图4-2-1星形边框绘制1

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图4-2-2星形边框绘制2

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图4-2-3星形边框绘制3

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图4-2-4星形边框绘制4

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图4-2-5星形边框绘制5

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图4-2-6星形边框绘制6

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图4-2-7星形边框绘制7

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图4-2-8星形边框绘制8

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图4-2-9星形边框绘制9

51dbab82-3d5f-11ed-9e49-dac502259ad0.png

图4-2-10星形边框绘制10

完成五角星绘制后,框选整个五角星。

点击鼠标右键,添加2mm的圆形倒角,减缓五角星的尖锐度,使其圆滑一些,更加安全。

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图4-3输入倒角半径的值

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图4-4 五角星边框设计图

五、PCB设计

完成原理图设计

经过DRC检查电路与网络连接正确

点击顶部菜单栏的“设计”→“原理图转PCB”,快捷键为Alt+I

将PCB文件保存至同一工程下并命名为:“PCB_LM358星形呼吸灯”。

1.PCB布局

在器件布局时20个LED按五角星形状排列分布放置。

其余器件放置在背面,TYPE-C摆放在五角星下方。

布局参考如图5-1所示。

51fa85de-3d5f-11ed-9e49-dac502259ad0.png

图5-1 PCB布局参考图

2.PCB走线

PCB走线,全称为印刷电路板布线(PCB LAYOUT)。

由于电路板有顶面与底面两个面,在PCB走线也就可以分为顶层和底层走线。

其中顶层走线默认是红色线,底层为蓝色线,也可按照个人喜好设置其他颜色。

走线也就是在电路板中按照飞线连接导线,将相同的网络连接起来即可。

顶层的LED可照参照五角星形状进行走线。

布线参考如图5-2所示,初次设计可参考下图进行走线。

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图5-2-1 PCB走线参考图-顶层

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图5-2-2 PCB走线参考图-底层

3.覆铜与丝印

PCB走线画完后进行覆铜,就可以连接好GND网络。

丝印字符遵循从左到右,从上往下的原则。

标注工程名称与logo,注释标出开关打开的方向。

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图5-3-1 PCB覆铜与丝印参考图-顶层

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图5-3-2 PCB覆铜与丝印参考图-底层

六、电路调试

1.器件焊接

可参考焊接顺序:

首先焊接顶面的LED

再焊接Type-C连接器/拨动开关

其次焊接LM358运放芯片

最后焊接电阻/电容/可调电阻

电路均为贴片器件,焊接遵循从低到高的原则进行即可。

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图6-1-1 PCB空板-顶面

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图6-1-2 PCB空板-底面

注意焊接过程中用电安全手不要接触到烙铁头,避免烫伤。

焊接时元器件对准位置,检查型号是否正确。

焊接过程注意锡线是否虚焊漏焊,避免影响电路性能,导致电路不能正常工作。

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图6-2-1PCBA实物图-顶面

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图6-2-2 PCBA实物图-底面

2.硬件调试

焊接完成后需要使用万用表检查电源与地是否短路

焊接过程中有没有出现短路以及断路的情况

检查无误后方能进行上电测试

TYPE-C接通后,打开拨动开关,板子开始工作,LED产生呼吸闪烁效果。

调整可调电阻的阻值,可改变呼吸灯闪烁的频率。

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图6-4 简易星形呼吸灯工作图

审核编辑 :李倩

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原文标题:【模拟电路】简易星形呼吸灯

文章出处:【微信号:开源硬件平台,微信公众号:开源硬件平台】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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