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纸电路29光控闪烁灯(互补多谐振荡器)

2019-6-22 13:28| 发布者: admin| 查看: 865| 评论: 0|原作者: 皮蛋豆腐

摘要: 这个纸电路套件能够制作一个光控灯,光线变暗的时候灯会自动发光,电路稍加改动后会变成一个“光控闪烁灯”,光线变暗时灯会开始闪烁。 用导电胶带和电子元件在纸上按照原理图粘贴电路,方便理解电路原理,可以反复 ...
   这个纸电路套件能够制作一个光控灯,光线变暗的时候灯会自动发光,电路稍加改动后会变成一个“光控闪烁灯”,光线变暗时灯会开始闪烁。
   用导电胶带和电子元件在纸上按照原理图粘贴电路,方便理解电路原理,可以反复拆装而不怕弄坏元件,适合电子技术入门的初学者。
   下图是粘贴完成的光控闪烁灯电路:

下面是演示视频:

腾讯视频:

https://v.qq.com/x/page/p0887p7cgmv.html

优酷视频:

https://v.youku.com/v_show/id_XNDIzNjk4NzI2OA==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1

套件内容包括:

   电路拼贴图,导电胶带,电池,可变电阻,光敏电阻,NPN型三极管9014,PNP型三极管9015,电容,发光二极管。

   这个电路比较复杂,适合喜欢研究电路原理的朋友,因此我们就从电路原理开始讲起。

先讲光控灯电路,请看下面的电路原理图。

   可变电阻与光敏电阻跟电源串联,NPN型三极管9014的b极电压就等于光敏电阻分得的电压。当可变电阻很大,例如2M欧姆的时候,光敏电阻分得的电压很小,低于三极管的导通电压(0.7伏),两个三极管都不能导通,当然发光二极管也就不亮。

   当光线变暗时,光敏电阻的阻值变大,9014的b极电压也就随着升高,当高于导通电压之后,9014就导通。9014导通之后它的c极电压就变低了,在饱和导通状态下三极管9014的c极和e极之间压降只有0.7伏,因为e极是接电源负极的,因此可以认为它的c极电压只有0.7伏。当然三极管没饱和的时候c极电压没有这么低。

   但反正是9014的c极电压降低了,这样NPN型三极管9015的b极电压也降低了(因为它们是连在一起的)。而9015的e极接电源正极,比它的b极电压高出0.7伏之后,9015也跟着导通了。这样它的c极就有电流通过,发光二极管就跟着发光了。

   当光线变亮后,光敏电阻阻值变小,9014的b极电压低于导通电压后,发光二极管就会熄灭。

   这就是光控灯的电路原理。

下面我们来用导电胶带和电子元件搭建一个光控灯的电路。

   导电胶带看起来跟普通胶带一样的,撕掉免胶纸,有胶的一面是粘的,能够粘在纸上,无胶的一面能够导电。

   如下图,沿着电路拼贴图中的方框粘贴导电胶带,当要向左拐弯的时候,先向右拐,折叠处用手指压平。

   再向左拐,折叠处用手指压平,粘到位置后用剪刀剪断。

   其它胶带需要拐弯的地方按照同样的方法处理。

   把纽扣电池放在电路拼贴图右边的圆圈里,这样电池的负极(下表面)就与下面的胶带接通。

   要接电池正极(上表面)的胶带末端要折叠一下,让它上下两面都是导电性好的无胶面。必须用胶带的无胶面与电池连接,才能起到好的导电效果。

   胶带接电池正极,再向上、向左粘贴。注意有一小段胶带的无胶面与电池正极接在一起。

   剪小段胶带把电池粘牢在纸上,用手指压紧。注意接电池正极的胶带不能与接负极的相接触,那样会造成短路。建议用普通胶带(例如透明胶带)来粘贴电池,就不会存在短路的危险了。

   要做支电路的胶带末端也折叠一小段,保证上下两面都是导电性好的无胶面。连接电路必须是胶带的无胶面互相接触。

   把支电路粘贴在对应位置。

   剪小段胶带把支电路粘贴进主电路,用手指压紧。下面那个支电路按照同样方法制作。

   把电子元件引脚弯折,放在对应位置。注意发光二极管长的引脚是正极,也可以观察“小玻璃泡”里面,小的电极对应的是正极。

   下图是可变电阻(电位器)的安装方法。把它的1脚向左弯折,3脚向右弯折,2脚向上弯折。其中1脚和3脚之间的电阻值是不变的,我们用的是2M欧姆的。2脚对应的是滑动变阻器的动触点,逆时针把中间的旋钮转到头,2脚和3脚之间的阻值最大,等于2M欧姆;顺时针转到头,2脚和3脚之间的阻值为0。

   我们把可变电阻摆好,用小螺丝刀(或者小刀刀尖)把它逆时针旋转到头,也就是输出阻值等于2M欧姆。

   下图是两种三极管的安装方法。

   看着三极管上面的字,从左到右3个引脚分别是e极(发射极)、b极(基极)、c极(集电极)。我们把NPN型三极管9014的e极向左弯,c极向右弯,b极向后弯,摆在拼贴图上标明的位置;PNP型三极管9015的b极是向前弯的,同样摆在标记的位置。

   剪小段胶带把电子元件引脚粘进电路,用手指压紧。

   把可变电阻中心的旋钮逆时针转到头,此时它的阻值是2M欧姆,用手掌压住光敏电阻,遮挡光线,可以看到发光二极管会随着亮起来。把电路拿到足够黑暗的环境下,光控灯也会自动发光。

   要让光控灯在较明亮的环境下开始发光,就顺时针转动可变电阻中心的旋钮,比方一次转15度角,可以逐步减小它的阻值,慢慢试验效果。

   注意旋钮顺时针转到头之后,它的阻值就是零了,此时光控灯电路是不能正常工作的。一般的电路图里可变电阻都要串联一个固定电阻,就是为了起保护作用的,我们为了简单省略了这个电阻。当然可变电阻阻值变成0之后也不会烧坏元件,只要把它回调一些电路就又能正常工作了。

下面我们再来介绍“光控闪烁灯”的制作方法。

   下面是电路原理图,就是比光控灯多加了一个电容。多了这个电容以后,电路就变成了一个“互补多谐振荡器”,所谓互补,就是用了一个NPN和一个PNP这样一对互补的三极管。“振荡器”就是把直流信号变成了交流信号,“多谐”的意思是振荡的谐波很多。

   这个电容正极接9014的b极,这样当光敏电阻阻值升高,b极电压升高的同时,也给电容充电。当9015导通之后,发光二极管开始发光,这时候电容负极接的9015的c极电压升高(可以近似认为9015导通之后它的e极和c极之间只有0.7伏的电压降,而它的e极与电源正极连接,因此c极的电压很高),开始反向给电容充电,这会导致电容正极,也就是接9014的b极的那一端电压降低,会让9014的b极电压一起跟着降低,直到低于三极管导通电压,让它截止,光控灯不发光。

   光控灯不发光以后,电容正极又开始被正向充电,电压高于三极管导通电压之后,光控灯又会开始发光,于是开始下一个循环。这样就让光控灯不断闪烁。

   下图是光控闪烁灯电容的连接方法,电容是跨过9014的e极的。

注意事项:

1、这个电路接通后是一直耗电的,长时间不用请摘下电池;

2、调试电路之前要先把可变电阻中间的旋钮逆时针转到头,也就是让接入电路的阻值最大;

3、可变电阻的阻值调小,它就能在较亮的环境下发光;

4、光线越暗,光控闪烁灯的闪烁频率就越高;调小可变电阻的阻值,同样的光线下闪烁频率会变高。

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