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1、第7章电子制作实例7.1来客提醒器的制作来客提醒器的制作7.2LM386集成电路音频功率放大器的制作集成电路音频功率放大器的制作7.3简易气体烟雾报警器简易气体烟雾报警器7.4家用震动报警器的制作家用震动报警器的制作7.5酒精探测仪的制作酒精探测仪的制作7.6电子烟花的制作电子烟花的制作7.7数字温度计的制作数字温度计的制作7.8趣味摇字光棒的制作趣味摇字光棒的制作7.1来客提醒器的制作来客提醒器的制作本节介绍的来客提醒器电路工作电压低、安装简易，适合初学者自制。图7-1-1为来客提醒器的实物图。图7-1-1来客提醒器实物图7.1.1来客提醒器的识图
2、来客提醒器的识图图7-1-2来客提醒器电路原理图来客提醒器巧妙地利用了环境自然光线突然变暗这一传感信号来触发模拟声电路工作。光敏电阻器RL、三极管VT1和周围阻容元器件等构成了感光式脉冲触发电路，模拟声集成电路A、功率放大三极管VT2和扬声器B等构成了音响发生电路。平时，从店铺门口照射进来的自然光线稳定地照到RL上，使其光电阻呈低阻值且基本稳定不突然变化。电容器C1两端亦保持一定的左正右负的直流电压。由于VT1的集电极电阻器R3取值比较大，尽管其基极偏流电阻器R2取值更大，但此时VT1仍然处于比较深度的导通状态，与VT1集电极相接的A的触发端TG处于低电平(120；VT2用9013型小
3、型塑封硅NPN晶体三极管，要求电流放大系数100。RL宜选用MG44-03型塑料树脂封装光敏电阻器，亮阻小于等于5k、暗阻大于等于1M的普通光敏电阻器也可直接代替。R1R3均用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C1、C2均用CDl1-16V型电解电容器。B用57mm、8、0.25W小口径动圈式扬声器。G用三节5号干电池串联(需配套塑料电池架)而成，电压为4.5V。因整个电路平时耗电甚微，故无需设置电源开关。所选用的元件如表7-1-1所示。表7-1-1来客提醒器元器件7.1.3来客提醒器印制电路板的制作来客提醒器印制电路板的制作1刀刻印制板刀刻印制板根据图7-1-3所示来客提醒器的印制板接线
4、图，使用刀刻法在单面覆铜板上刻出印制电路板(见图7-1-3所示左边)，参考尺寸为40mm25mm。图7-1-3右边所示为带芯片的语音集成电路板。图7-1-3来客提醒器印制板接线图图7-1-4用刀刻法制作的来客提醒器的印制电路板实物图7.1.4来客提醒器的装配来客提醒器的装配1元器件测试元器件测试全部元器件安装前必须进行测试(见表7-1-2)。表7-1-2元器件测试元器件名称测试内容及要求专用模拟声集成电路判断各个引脚功能，明确引脚序号三极管确认三极管类型，判断三个管脚极性光敏电阻器型号是否正确碳膜电阻阻值是否合格电解电容器用万用表判断是否漏电，
5、并判断极性动圈式扬声器检查阻值、功率是否正确2印制板的焊接印制板的焊接来客提醒器电路板由两部分组成，在焊接的时候应分别进行。安装与焊接步骤如表7-1-3所示。7.1.5来客提醒器的检测与调试来客提醒器的检测与调试1检测检测1)目视检测根据电路原理图，检查各个电阻、电容值是否与图纸相符，光敏电阻器型号是否正确，各三极管极性及位置是否正确，语音集成电路管脚排列顺序是否正确，焊接时有无焊锡造成的短路现象。2)通电检查本制作电路较为简单，安装好后成功率很高。若不能正常工作，则应逐个检查各个元件是否正常工作。2调试来客提醒器的调试比较简单：从电路板上焊下R3，用一只100k的电位器代替R3，在电
6、池架装好干电池、RL感受环境自然光线稳定不变的条件下，由大往小缓慢地调节电位器的阻值，使扬声器B处于临界发声状态；然后，焊下电位器，用万用表测量出此时的电阻值，选择一只阻值相同或相近的RTX-1/8W型碳膜电阻器作为R3，即获得光线突然变暗最佳的触发灵敏度。一般情况下，只要按照图7-1-2所标参数选择元器件，无需任何调试便可满意工作。使用时，将来客提醒器安放在靠近店铺门口的铺柜上，并要求将RL窗口既正对着门口照射进来的自然光线、又正对着门口来人必须经过的方向。这样，一旦有客人进门，来客提醒器便会立即发出三遍“叮咚”声，提醒主人：有人进来！由于来客提醒器是依靠检测正前方环境光线突然变暗而触发工作
7、的，因此在黑暗的环境中失去功能。如果要求告知器在夜晚开店时仍能够正常工作，可在RL正前方(门口)安装普通照明灯或红外线光源，用以代替自然光线。由于整个来客提醒器电路平时耗电甚微，实测静态总电流小于120A，报警时的电流小于150mA，故用电很节省。7.2LM386集成电路音频功率放大器的制作集成电路音频功率放大器的制作功率放大器的制作是电子爱好者以及电子初学者最先接触到的基本制作。本节介绍的功率放大器主要是通过LM386芯片来完成的，可将音频信号进行放大。具体实物图如图7-2-1所示。图7-2-1LM386集成电路音频功率放大器实物图7.2.1LM386集成电路音频功率放大器的识图
8、集成电路音频功率放大器的识图图7-2-2LM386集成电路音频功率放大器单声道原理图本放大器采取9V电池对其进行供电。C1为输入耦合电容，起隔直作用；输入端并联电容C2，用于消除干扰；C4、RW2组成增益控制网络，RW2阻值越小增益(放大量)越高；C5的接入是避免增益过高时产生自激；C6、R2组成高频成分衰减电路，以消除喇叭中发出的“劈啦”声；C3是滤波电容，用以消除放大器静态交流声；C7是音频信号输出耦合电容，C7容量不可超过470F，否则放重低音乐曲时，喇叭将发生堵塞现象；RW1用于调节音量；R1是阻抗匹配电阻，也可不用，视具体情况决定。LM386是美国国家半导体公司生产的低电压小
9、功率音频功率放大集成电路，采用8脚双列DIP直插封装，脚接电源正极，脚接地，、脚是信号输入端，脚是输出端，、脚用以改善放大器性能。其引脚图如图7-2-3所示。图7-2-3LM386芯片引脚图图7-2-3中，脚是同相输入端，脚是反相输入端，信号Ui可以从任意一端输入，而将另一端接地即可。LM386的主要电参数如下：(1)工作电压范围：412V；(2)静态电流典型值：4mA；(3)失真度典型值：0.2%；(4)电压增益在20200倍(2646dB)范围内可调；(5)最大输出功率：660mW；(6)带频宽度：330kHz。7.2.2LM386集成电路音频功率放大器元器件的选择集成电路
10、音频功率放大器元器件的选择该制作需用到8种元器件，这些元器件都是常用器件，电子市场中都很容易买到。表7-2-1为元器件清单。7.2.3LM386集成电路音频功率放大器印制电路板的制作集成电路音频功率放大器印制电路板的制作在电路板制作前可进行电路仿真，在3.2.4节中给出了以Protues软件仿真该电路的例子，读者在仿真时可供参考。用热转印法制作印制电路板，制作过程如下：(1)制图。用ProtelDXP2004SP2软件按图7-2-2画出原理图，从原理图生成印制电路板图，如图7-2-4所示，使用单面覆铜板，参考尺寸为60mm40mm。图7-2-4LM386音频功放印制电路板图(2)
11、打印。用激光打印机将印制电路板图打印在热转印纸上。(3)加热转印。用细砂纸擦干净覆铜板，磨平四周。将打印好的热转印纸覆盖在覆铜板上，用电熨斗加热(调到150180)，使融化的墨粉完全吸附在覆铜板上。(4)腐蚀。覆铜板冷却后揭去热转印纸，放到FeCl3溶液中腐蚀后即可形成做工精细的印刷电路板。(5)钻孔与后续处理。腐蚀完后，对电路板进行钻孔和磨边处理，再用湿的细砂纸去掉表面的墨粉。图7-2-5为已经制作好的LM386音频功率放大器印制电路板实物图。图7-2-5用热转印法制作的LM386音频功率放大器印制电路板实物图7.2.4LM386集成电路音频功率放大器的装配集成电路音频功率放大器的装配
12、元器件的安装应遵循先小后大、先低后高、先里后外、先易后难、最后安装集成电路的原则，具体应按表7-2-2所示的步骤进行安装与焊接。7.2.5LM386集成电路音频功率放大器的调试集成电路音频功率放大器的调试LM386集成电路音频功率放大器制作好后，就需要调试了，这里利用波形观察法来检测，在输入端接入一个1kHz的信号，输出端接示波器，逐渐增大幅值，观察其波形，找出最大不失真输出电压，这时可计算出其最大输出功率。在调试过程中，时刻注意集成块的温度，如果未加输入信号集成块就发热，同时示波器显示出幅度较大、频率较高的波形，说明电路有自激现象，应立即关机，进行检查。7.3简易气体烟雾报警器简易气体
13、烟雾报警器目前城市居民使用煤气、液化石油气等作为燃料的越来越多，如果使用不当或发生泄漏，就有可能危及人身安全，甚至酿成火灾或爆炸事故。本制作介绍了一种实用的气体烟雾报警电路。它由电源电路、气敏探测电路、音响报警电路等几部分组成。其电路原理简单，易于实现，价格便宜，又能给人们的生活带来便利，具有一定的应用价值。图7-3-1为简易气体烟雾报警器的实物图。图7-3-1简易气体烟雾报警器实物图7.3.1简易气体烟雾报警器的识图简易气体烟雾报警器的识图图7-3-2简易气体烟雾报警器电路原理图该报警器由降压整流与稳压电路、气敏传感元件和触发、报警音响电路等组成。降压整流与稳压电路由变压器、
14、桥氏整流电路、集成稳压电路LM7805等组成。触发、报警音响电路由可控多谐振荡器(555、R2、RP2、C4)和扬声器Y等组成。正常情况下，气敏元件QM不接触可燃性气体或烟雾时，其AB极间电导率很低，呈现高阻抗，该电阻与RP1的分压减小，相应使555的脚处于低电平，555停振，扬声器Y不工作。当气敏元件QM接触到一定浓度的可燃性气体或烟雾时，其内部的电导率将急剧增高而呈现低阻抗，其AB极间的电阻降低，从而使该电阻与RP1的分压上升，相应555的脚电位上升，当脚的电位上升到1V以上时，555起振，其振荡频率为f=1.44/(R2+2RP2)C4。图中所示参数对应的频率约为0.44kHz。调节电
15、位器RP1，使其频率为1.5kHz即可。相应555的输出端脚的输出信号推动扬声器Y发出报警声。7.3.2简易气体烟雾报警器元器件的选择该制作共用到9种电子元器件，它们的实物外形如表7-3-1所示。半导体气敏元件采用国产QM-25型或MQ211型，它们是良好的气电转换传感器，可对煤气、天然气、汽油、醇、醚类及各种烟雾进行检测。半导体气敏元件共有6只引脚：脚与脚为热丝，脚与脚为测量极，脚与脚构成另一测量极；U1采用LM7805三端固定稳压集成电路；U2采用NE555时基集成电路；LED用5mm圆形绿色发光二极管；RP1选用10k、RP2选用150k，均采用有机实心微调电阻器；R1选用2k，R2选
16、用36k，均为RJ-1/4W型金属膜电阻器；C1选用220F，C6选用22F，均为CD11-16V型电解电容器；C2选用0.33F，C3选用0.1F，C4、C5选用0.01F，均为瓷介电容器；Y可用8小型电动扬声器，如YD57-2型等。简易气体烟雾报警器所选用的元器件如表7-3-1所示。7.3.3简易气体烟雾报警器印制电路板的制作简易气体烟雾报警器印制电路板的制作用热转印法制作印制电路板，制作过程如下：(1)制图。用ProtelDXP2004SP2软件按图7-3-2画出原理图，从原理图生成印制电路板图，如图7-3-3所示，使用单面覆铜板，参考尺寸为85mm60mm。图7-3-3简易气
17、体烟雾报警器印制电路板图(2)打印。用激光打印机将印制电路板图打印在热转印纸上。(3)加热转印。用细砂纸擦干净覆铜板，磨平四周。将打印好的热转印纸覆盖在覆铜板上，送入快速制版机(调到150180)来回压几次，使融化的墨粉完全吸附在敷铜板上。(4)腐蚀。覆铜板冷却后揭去热转印纸，放到双氧水+盐酸+水(212)混合溶液中腐蚀后即可形成印制电路板。(5)钻孔与后续处理。腐蚀完后，对电路板进行钻孔和磨边处理，再用湿的细砂纸去掉表面的墨粉。图7-3-4为已经制作好的简易气体烟雾报警器印制电路板实物图。图7-3-4用热转印法制作的简易气体烟雾报警器印制电路板实物图7.3.4简易气体烟雾报警器的装
18、配简易气体烟雾报警器的装配1元器件测试元器件测试简易气体烟雾报警器的全部元器件在安装前必须进行测试(见表7-3-2)。表7-3-2元器件测试元器件名称测试内容及要求气敏传感器根据器件资料，确认各个引脚功能三端固定稳压集成电路确认输入端、输出端及接地端时基集成电路明确管脚排列顺序及功能发光二极管用万用表判断极性及好坏碳膜电阻(金属膜)判断阻值是否合格微调电阻器判断型号是否正确，阻值是否合格电解电容器用万用表判断是否漏电，并判断极性瓷介电容器判断容量是否合格电动扬声器检查阻值功率是否正确2印制板的焊接印制板的焊接简易气体烟雾报警器的安装与焊接步骤
22、延时电路，当开关S1闭合时电源通过发光二极管VD3向U1和三极管V1(9015)供电，经20s延时后U1处于待机状态。当振动传感器J1接到振动信号时U1打开，13脚输出高电平，通过R3加到音乐集成电路U2的1脚，U2产生音频振荡信号由3脚输出经R4加到三极管V2(8050)的基极，经V2进行功率放大推动压电蜂鸣器J2发出报警响声。家用震动报警器原理电路图如图7-4-2所示。图7-4-2家用震动报警器原理图7.4.2家用震动报警器元器件的选择家用震动报警器元器件的选择该制作共用到11种电子元器件，它们的实物外形如表7-4-1所示。震动传感器和发声元件均采用压电陶瓷片，这种电声元件简单可靠
23、，特别适用于此类小电路，它的原理在第1章中的电声器件已有详细介绍。U1采用双D触发器CD4013BP。U2用110C音乐集成块，这种音乐集成块有3个引脚，1个触发管脚，1个接地，1个输出，非常好用。LED用3mm红色发光二极管，C1、C2、C3用普通电解电容器。电阻用1/8W金属膜电阻。电池用1节9V干电池。开关用小型拨动式或按钮式开关，触点额定电流大于0.2A。家用震动报警器所选用的元器件如表7-4-1所示。7.4.3家用震动报警器印制电路板的制作家用震动报警器印制电路板的制作用热转印法制作印制电路板，制作过程如下：(1)制图。用ProtelDXP2004SP2软件按图7-4-2画出
24、原理图，从原理图生成印制电路板图，如图7-4-3所示，使用单面覆铜板，参考尺寸为50mm100mm。图7-4-3家用震动报警器印制电路板(2)打印。用激光打印机将印制电路板图打印在热转印纸上。(3)加热转印。用细砂纸擦干净敷铜板，磨平四周。将打印好的热转印纸覆盖在单面覆铜板上，送入快速制版机(调到150180)来回压几次，使融化的墨粉完全吸附在覆铜板上。(4)腐蚀。覆铜板冷却后揭去热转印纸，放到双氧水+盐酸+水(212)混合液或FeCl3溶液中腐蚀后即可形成做工精细的印制电路板。(5)钻孔与后续处理。腐蚀完后，对电路板进行钻孔和磨边处理，再用湿的细砂纸去掉表面的墨粉。图7-4-4为已
25、经制作好的家用震动报警器印制电路板实物图。图7-4-4用热转印法制作的家用震动报警器印制电路板实物图7.4.4家用震动报警器的装配家用震动报警器的装配1元器件测试元器件测试表7-4-2元器件测试元器件名称测试内容及要求双D触发器判断各个引脚功能，明确引脚序号音乐集成块判断各个引脚功能，明确引脚序号开关用万用表判断好坏晶体管判断各个引脚功能，明确引脚序号电容用万用表判断是否漏电，并判断极性发光二极管用万用表判断极性及好坏电感用万用表判断好坏碳膜电阻(金属膜)用万用表测量阻值是否合格压电陶瓷片用万用表欧姆挡接触，听是否有声二极管用万用
26、表判断极性及好坏2印制板的焊接印制板的焊接元器件焊接应遵循先小后大、先低后高、先里后外、先易后难、最后安装集成电路的原则，具体步骤如表7-4-3所示。表表7-4-3印制板的焊接印制板的焊接7.4.5家用震动报警器的检测与调试家用震动报警器的检测与调试1检测检测1)目视检测根据原理电路图，检查各个元件是否与图纸相符，各二极管极性及位置是否正确，集成电路管脚排列顺序是否正确，用三用表检测有无焊锡造成的短路现象。2)通电检查本制作电路较为简单，安装好后成功率很高。若不能正常工作，则应根据原理图使用仪器检测电路。2调试调试调试时，应将压电陶瓷片紧贴桌面，打开电源后发光二极管逐渐变亮，有20s
27、延时，然后拍击桌面模拟震动，警报器就发出叫声。7.4.6家用震动报警器的制作总结家用震动报警器的制作总结通过本制作，了解了运用简单电路制作日常生活中所需的产品，经过设计、组装、调试等步骤，锻炼了思维方式与动手能力，为复杂设计奠定了基础。完成设计与制作大致需要以下几步：(1)根据要求用简单电路完成功能；(2)根据所要达到的效果选择传感器；(3)合理布置元件位置；(4)连线、焊接；(5)通电调试。7.5酒精探测仪的制作酒精探测仪的制作图7-5-1酒精探测仪实物图7.5.1酒精探测仪的识图酒精探测仪的识图酒精探测仪电路原理图如图7-5-2所示。图7-5-2酒精探测仪电路原理图该电路采
28、用干电池供电，并经三端稳压器IC1稳压，输出稳定的5V电压作为气敏传感器MQ-3和集成电路IC2的共同电源，同时也作为10个共阳极发光二极管的电源。因此，外部电路就相当简单。气敏传感器的输出信号送至IC2的输入端(5脚)，通过比较放大，驱动发光二极管依次发光。10个发光二极管按IC2的引脚(1018、1)次序排成一条，对输入电压作线性10级显示。输入灵敏度可以通过电位器RP调节，即对“地”电阻调小时灵敏度下降；反之，灵敏度增加。IC2的6脚与7脚互为短接，且串联电阻R1接地。改变R1的阻值可以调整发光二极管的显示亮度，当阻值增加时亮度减弱，反之更亮。IC2的2脚、4脚、8脚均接地，3脚、9脚接
29、电源+5V(集成稳压器IC1的输出端)。分别并联在IC1输入与输出端的电容C1、C2防止杂波干扰，使IC1输出的直流电压保持平稳。发光二极管集成驱动器LM3914结构图如图7-5-3所示。其内部的缓冲放大器最大限度地提高了该集成电路的输入电阻(5脚)，电压输入信号经过缓冲器(增益为零)同时送到10个电压比较器的反相(-)输入端。10个电压比较器的同相(+)输入端分别接到10个等值电阻(1k)串联回路的10个分压端。因为与串联回路相接的内部参考电压为1.2V，所以相邻分压端之间的电压差为1.2V10=0.12V。为了驱动LED1发光，集成电路LM3914的1脚输出应为低电平，因此要求电压比较器反
30、相(-)端的输入电压不小于0.12V。同理，要使LED2发光，反相端输入电压应大于0.122=0.24V；要使LED10发光，反相端输入电压应大于0.1210=1.2V。IC2的9脚为点、条方式选择端，当9脚与11脚相接时为点状显示；9脚与3脚相接则为条状显示。本设计电路中是采用条状显示方式。图7-5-3发光二极管集成驱动器LM3914结构图7.5.2酒精探测仪元器件的选择酒精探测仪元器件的选择该制作共用8种电子元器件，它们的实物外形如表7-5-1所示。表表7-5-1酒精探测仪元器件酒精探测仪元器件酒精气敏传感器采用国产的MQ-3型，它属于MQ系列气敏元件的一种。IC1采用三端固定
31、输出集成稳压器W78M05或W7805。它们的额定最大输出电流不同，但静态电流均为8mA。IC2用LM3914型发光二极管集成驱动器。LED1LED10用3mm或5mm红色发光二极管，根据实际需要也可采用5个绿色、5个红色显示方式。C1、C2用普通电解电容器，如CDll-16V。R1用W金属膜电阻。RP采用半锁紧型的小型有机实心电位器，如WS-2-0.25W。E用6节5号干电池串联，也可用输出整流电压为9V的桥式整流电源代替，但此时应将C1的容量增至4501000F为宜。S用小型拨动式或按钮式开关，触点额定电流大于0.2A。酒精探测仪所选用的元器件如表7-5-1所示。7.5.3酒精探测仪印制
32、电路板的制作酒精探测仪印制电路板的制作用感光法制作印制电路板，制作过程如下：(1)制图。用ProtelDXP2004SP2软件按图7-5-2画出原理图，从原理图生成印制电路板图，如图7-5-4所示，使用单面覆铜板，参考尺寸为95mm65mm。(2)打印。用激光打印机将印制电路板图在透明胶片、半透明硫酸纸上打印出底图。(3)曝光。撕掉感光板上的保护膜(不要刮伤感光膜面)，将透明或半透明的原稿放在感光板上，将有碳粉的打印面与感光电路板接触，用玻璃紧压原稿及感光板，越紧密解析度越好。(4)显影。将粉末显影剂一包与水混合放入容器，粉末显影剂和水的质量比为120，加入水后轻轻摇晃，使显影剂充
33、分溶解于水中。将曝光后的感光板放入容器里，绿色感光膜面要向上，并且不停地晃动容器。在显影充分后，取出电路板，就会看到电路己经附在上面了。(5)腐蚀。将显影后的电路板放到FeCl3溶液中，蚀刻的过程中要不停地晃动盆子，使蚀刻均匀并可加快蚀刻速度。腐蚀后即可形成做工精细的印制电路板。(6)钻孔与后续处理。腐蚀完后，对电路板进行钻孔和磨边处理。图7-5-5为已经制作好的酒精探测仪印制电路板实物图。图7-5-4酒精探测仪印制电路板图7-5-5用热转印法制作的酒精探测仪印制电路板实物图7.5.4酒精探测仪的装配酒精探测仪的装配1元器件测试元器件测试酒精探测仪的全部元器件在安装前必须进行测试(见
34、表7-5-2)。表7-5-2元器件测试元器件名称测试内容及要求酒精气敏传感器判断各个引脚功能，明确引脚序号集成稳压器确认输入、输出及接地端发光二极管用万用表判断极性及好坏发光LED集成驱动器判断各个引脚功能，明确引脚序号碳膜电阻判断阻值是否合格电位器判断型号是否正确，阻值是否合格电解电容器用万用表判断是否漏电，极性是否正确开关检查通断是否可靠2印制板的焊接印制板的焊接元器件焊接应遵循先小后大、先低后高、先里后外、先易后难的顺序进行。酒精探测仪的安装与焊接步骤如表7-5-3所示。表7-5-3印制板的焊接7.5.5酒精探测仪的检测与调试酒
35、精探测仪的检测与调试1检测检测1)目视检测根据原理电路图，检查各个电阻、电容值是否与图纸相符，各二极管极性及位置是否正确，集成电路管脚排列顺序是否正确，焊接时有无焊锡造成的短路现象。2)通电检查本制作的电路较为简单，安装好后成功率很高。在通电之前，用数字万用表的三极管通断挡测量电源正、负接入点之间的电阻，应该是高阻态。如果出现短路现象，应立即排查，防止通电后烧毁元件的事故。2调试1)电压直接调节本设计主要是通过电阻分压电路测量酒精气体浓度变化的，而LM3914也是根据输入电压的大小决定点亮LED的数量的，因此可以先调试传感器，观察电路是否正常。使用一组电压为5V的稳压电源，系统通电后，将可调
36、稳压电源的另一组输出调至0.2V左右，其电源正极通过一个1k的电阻接入图7-5-2中的C点，其电源负极与系统电源负极短接。再调节电源从0.25V，观察输出LED的变化。正确的变化应该是，LED1LED9逐个被点亮，如果没有一个LED被点亮，可能是LM3914的周边电路没有配合好，或者是电路某点有开路；如果最终有几个红色LED未被点亮，可能是电位器RP的阻值偏小，这时调大一些RP的阻值再试。2)酒精液体校准调试探测仪时，应事先准备一只口径约为40mm、高约为70mm的有盖小瓶，瓶内盛放一小块浸过酒精的药棉，平时盖紧瓶盖不让酒精气体外逸。调试时调节RP至最大值，然后打开瓶盖，逐渐靠近已经预热
37、的MQ-3探头，可以看到安装在探测仪上的10个发光二极管LED1LED10将依次点亮。因为从瓶口附近直至瓶内存有不同浓度的酒精气体，越接近药棉处，酒精气体浓度越高。调节电位器RP的阻值可以调整探测仪的灵敏度，RP阻值较小时灵敏度较低，反之阻值较大时灵敏度较高。在业余条件下，可先将RP阻值调至较大使用。若有条件，最好送标准检测部门校准并将RP锁住。在业余条件下可以这样进行：取容量大于1000mL的饮料空瓶5只，洗净后注满水，用量筒测定每只瓶的实际容量并记录，然后倒去水擦干瓶子内壁后将其一一编号备用。取含量97%的乙醇与空气按体积比为0.1/100、0.2/100、0.3/100、0.4/100、
38、0.5/100，在20的环境中分别与5只瓶中的空气充分混合(瓶口盖紧不漏气)，就成为酒精气体样本。探测仪在无酒气环境中预热510min后，LED1LED10应均不发光，否则需适当调节RP；然后将探头MQ-3伸入0.5%酒精气体中，调节RP使LED1LED5发光，其余不发光，调好后锁定RP；再将探头重新置于无酒气环境中时，LED应全部熄灭，而后将探头伸入0.2%酒精气体中，只有LED1和LED2发光，说明工作正常。3)电位器调节灵敏度调试完成，根据具体的需要调节电位器RP，控制系统测试的灵敏度，要注意传感器的电阻参数。7.6电子烟花的制作电子烟花的制作图7-6-1电子烟花实物图7.6.1
39、电子烟花电路的设计电子烟花电路的设计1设计思想设计思想电子烟花因具有寿命长、可反复使用、环保、存储使用安全等特点，故具有很大的发展潜力。电子烟花的形状由发光二极管的摆放决定。如图7-6-1所示，电路板中部的两个发光二极管组成炮筒；左上角如同绳子形状的三个发光二极管是导火线；右侧一圈10个二极管代表烟花开放出来的花朵。当电子烟花通电后，炮筒一亮一灭，被点火后，光开始沿着导火索从下至上燃烧到完，继而烟花喷出炮筒。移位寄存器依次移位，二极管亮、灭，以达到烟火上升的效果。而且，此过程会不断循环，使观赏效果更佳！2电路原理电路原理本节提供了一种用数字电路实现的电子烟花设计实例，此电子烟花以时钟控制和驱
42、1开始充电，由0V充满至5V，充电电流截止，电阻两端压降降为0V，Reset信号变为LOW，芯片结束复位。由于74LS194(移位寄存器)芯片的清零端为低电平有效，它的复位还需要将Reset信号反向。使用时将复位电路得到的高电平脉冲通过一个与非门74LS00变成低电平脉冲，来实现成功复位。为了真实再现烟花点燃至绽放的过程，本实例设计了点火、导火线燃烧、烟花喷射与绽放三个步骤，由以下三部分电路分别实现。3)烟花点火电路烟花给人们带来的不仅是观看时的美感，更是有亲身去点火的刺激。为了增强电子烟花的真实感，特别设计了一个“点火”装置。本实例使用光敏传感器电路作为电子开关模拟“点火”装置。使用者点燃
43、火柴或者打火机靠近电子开关，既可触发电路。采用光敏电阻作为传感器，将使用者给出的光信号转换成电信号。光敏电阻的特性为阻值与光照强度呈反比，照到光敏电阻的光越强，光敏电阻的阻值越小，光越弱，光敏电阻的阻值越大。将+5V电压经光敏电阻LDR和R2分压，分压所得信号输入至移位寄存器74LS194的S1脚。合理选择R2的阻值，来实现光敏电阻对移位寄存器的控制。本设计中使用的是10k电位器进行实际调试。光敏电阻的控制原理：无较强光源照射时，光敏电阻阻值很大(10倍R2)，R2分得的压降较小(5V)，S1引脚为LOW，74LS194芯片处于初始状态。当将光源靠近光敏电阻时，光敏电阻阻值变小(4.5V)，
44、S1引脚为HIGH，触发74LS194开始工作。4)导火线燃烧控制点火后，导火线开始均匀燃烧至炮筒引燃，此状态的模拟采用74LS194和CD40106实现。设置VD1VD55组发光二极管。VD1、VD2构成炮筒，由CD40106控制。VD3VD5构成导火线，由74LS194控制。炮筒灯由CD40106芯片驱动闪亮。CD40106包括6组施密特触发器。CD40106输入信号为CD4060提供的8Hz时钟，输出8Hz驱动信号，使发光二极管闪烁。系统通电复位后，炮筒灯开始闪烁。点火前，74LS194初始状态S0为HIGH，S1为LOW，A、B、C、D的输入为1、0、0、0。点火信号发出后，S1为H
45、IGH，此时S1、S0为“11”芯片执行并行置数，OA、OB、OC、OD置为“1000”，VD3灯亮。光源移开后，S1为LOW，进入右向移位模式，VD4、VD5依次闪亮。当VD5为HIGH后，此信号输入74LS00，反向后输出至S0，将S0置LOW，此时S1、S0为“00”芯片进入保持模式，即VD5保持点亮。5)烟花绽放电路用发光二极管搭配出烟花上升和绽放路径，使用CD4017芯片完成这些二极管的控制和驱动：CD4017是十进制计数/分频分配器，输出端Y0Y9控制10组发光二极管。由于CD4017较74LS194具有更多的输出状态。可以更细致地模拟烟花绽放的形态，当VD5点亮后，芯片的由HIG
46、H变为LOW。芯片开始计数。Y0Y9依次输出高电平脉冲。合理布置发光二极管的数量和位置。安排好驱动顺序，即可实现多朵烟花的循环绽放。例如，使用同一个驱动信号控制代表第二朵烟花上升状态的彩灯和代表第一朵烟花绽放状态的彩灯，即能达到第二朵烟花较第一朵稍后绽放的效果6)电源电路为实现户外燃放，电源必须设计成便携式即电池供电。电路中用了一块9V电池，经7805稳压成为+5V给整个电路供电。此电子烟花的总电路图如图7-6-3所示。图7-6-3电子烟花的总电路图7.6.2电子烟花元器件的选择电子烟花元器件的选择该制作共用12种电子元器件。LED1LED15用3mm或5mm发光二极管，根据实际需
47、要也可采用5个绿色、5个红色、5个黄色。C3、C4、C5用普通电解电容器，如CDll-16V。R1R18用1/8W金属膜电阻。电池用1节9V电池。S用小型拨动式或按钮式开关，触点额定电流大于0.2A。电子烟花所选用的元器件如表7-6-1所示。表表7-6-1电子烟花元器件电子烟花元器件表表7-6-1电子烟花元器件电子烟花元器件7.6.3电子烟花印制电路板的制作电子烟花印制电路板的制作用热转印法制作印制电路板，制作过程如下(1)制图。用NIUItiboard软件按图7-6-3画出原理图，从原理图生成印制电路板图，如图7-6-4所示，使用单面覆铜板，参考尺寸为160mm100mm
48、。(2)打印。用激光打印机将印制电路板图打印在热转印纸上。(3)加热转印。用细砂纸擦干净覆铜板，磨平四周。将打印好的热转印纸覆盖在覆铜板上，送入快速制版机(调到150180)来回压几次，使融化的墨粉完全吸附在覆铜板上。(4)腐蚀。覆铜板冷却后揭去热转印纸，放到FeCl3溶液中腐蚀后即可形成做工精细的印制电路板。(5)钻孔与后续处理。腐蚀完后，对电路板进行钻孔和磨边处理，再用湿的细砂纸去掉表面的墨粉。图7-6-5为已经制作好的电子烟花印制电路板实物图。图7-6-4电子烟花印制电路板图7-6-5用热转印法制作的电子烟花印制电路板实物图7.6.4电子烟花的装配电子烟花的装配1元器件测试元器
49、件测试表7-6-2元器件测试元器件名称测试内容及要求2输入端四与非门判断各个引脚功能，明确引脚序号14位二进制计数器和振荡器判断各个引脚功能，明确引脚序号六位施密特触发器判断各个引脚功能，明确引脚序号十进制计数器判断各个引脚功能，明确引脚序号四位移位寄存器判断各个引脚功能，明确引脚序号集成稳压器确认输入、输出及接地端发光二极管用万用表判断极性及好坏碳膜电阻(金属膜)通断是否可靠，阻值是否合格光敏电阻光源照射，万用表检测阻值是否变化电解电容器用万用表判断是否漏电，明确引脚极性晶振外观检查，型号是否正确电容器外观检查，型号是否正确
50、2印制板的焊接印制板的焊接元器件焊接应遵循先小后大、先低后高、先里后外、先易后难、最后安装集成电路的原则。电子烟花的安装与焊接步骤如表7-6-3所示。表7-6-3印制板的焊接步骤图解焊接说明安装集成管座安装集成管座可有效避免焊接过程中对集成块的损坏，特别对于初学者而言，这是必须的安装跳线、阻容元件、晶振本制作由于集成块较多，且是单面板布线，所以跳线较多，对照布线图确定跳线位置，进行焊接。电阻器采用卧式安装，电解电容器采用立式安装，并都要求紧贴电路板，注意电解电容极性是否装配正确，晶振焊接要注意烙铁温度7.6.5电子烟花的检测与调试电子烟花的检测与调试1检测检测