外观
【模拟电路】简易星形呼吸灯
简介:基于LM358运放的星形呼吸灯设计
1 项目介绍
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。
2 电路原理
2.1 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。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。
2.2 典型应用
由LM358及外围电路构成一个三角波信号发生器;三极管构成一个共集电极电路,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。
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。
3原理图设计
3.1 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。根据以下电路进行绘制电路原理图。
3.2 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)。
3.3 物料清单
4 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。
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。
5 PCB设计
完成原理图设计,且经过DRC检查电路与网络连接正确后,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。
5.1 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。
5.2 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。
5.3 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。
6 电路调试
6.1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;再焊接电阻/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。
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。
6.2 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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