模擬電子蠟燭電路設(shè)計(jì)與制作

一、電路設(shè)計(jì)功能介紹

模擬電子蠟燭具有“火柴點(diǎn)火，風(fēng)吹火熄”的仿真性，設(shè)計(jì)原形來(lái)源于現(xiàn)實(shí)生活情節(jié)：蠟燭的使用，電路改造后可以用于生日晚會(huì)。

二、模擬電子蠟燭原理圖

圖1模擬電子蠟燭電路原理圖

三、模擬電子蠟燭工作原理

CD4013是一雙D觸發(fā)器,由兩個(gè)相同的、相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)型觸發(fā)器構(gòu)成。每個(gè)觸發(fā)器有獨(dú)立的數(shù)據(jù)、置位、復(fù)位、時(shí)鐘輸入和Q及Q輸出，此器件可用作移位寄存器，且通過(guò)將Q輸出連接到數(shù)據(jù)輸入，可用作計(jì)算器和觸發(fā)器。在時(shí)鐘上升沿觸發(fā)時(shí)，加在D輸入端的邏輯電平傳送到Q輸出端。置位和復(fù)位與時(shí)鐘無(wú)關(guān)，而分別由置位或復(fù)位線上的高電平完成。

CD4013 Truth Table 真值表功能:

本電路利用雙D觸發(fā)器4013中的一個(gè)D觸發(fā)器，接成R-S觸發(fā)器形式。接通電源后，R7，C3組成的微分電路產(chǎn)生一個(gè)高電平微分脈沖加到IC1的1RD端，強(qiáng)制電路復(fù)位，1Q端輸出低電平，送到三極管V4的基極，也為低電平，V4截止，發(fā)光二極管D1不發(fā)光。

當(dāng)用打火機(jī)燒熱敏電阻R2后（燒的時(shí)間不能太長(zhǎng)，否則容易燒壞熱敏電阻），R2的阻值突然變小，呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)，三極管V1導(dǎo)通，產(chǎn)生的高電平脈沖送到4013的1SD端，使1Q端翻轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，送到三極管V4的基極，也為高電平，V4導(dǎo)通，發(fā)光二極管D1發(fā)光，這一過(guò)程相當(dāng)于用火柴點(diǎn)亮蠟燭，此時(shí)即使打火機(jī)離開熱敏電阻R2后，也不會(huì)使電路狀態(tài)發(fā)生改變，發(fā)光二極管D1維持發(fā)光。

當(dāng)用嘴吹駐極體話筒M1時(shí)，駐極體話筒M1輸出的音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)C2送到V2的基極，觸發(fā)V2導(dǎo)通。因R5的阻值比較大，故V2的集電極電位降得很低，PNP型三極管V3的基極電位也就很低，從而V3導(dǎo)通，高電平脈沖送到觸發(fā)器1RD端。觸發(fā)器復(fù)位，1Q端由高電平變?yōu)榈碗娖?，V4截止，發(fā)光二極管D1熄滅，實(shí)現(xiàn)“風(fēng)吹火熄”的仿真效果。

四、模擬電子蠟燭元件清單及實(shí)物圖

五、模擬電子蠟燭調(diào)試技巧及成品圖

（1）模擬電子蠟燭電路安裝

按照溫度感應(yīng)電路、聲控感應(yīng)電路、RS觸發(fā)電路、LED顯示電路的順序安裝。

（2）模擬電子蠟燭電路調(diào)試

制作完成后，接上5V直流電壓，用打火機(jī)打火燒熱敏電路，LED燈亮，過(guò)1分鐘后，用嘴吹話筒，LED燈滅，如下圖所示：

模擬電子蠟燭點(diǎn)火后,LED燈亮，用嘴吹下就滅。

模擬電子蠟燭底面走線圖

六、如果制作沒有成功，請(qǐng)從下面幾個(gè)方面進(jìn)行檢修與調(diào)試：

（1）觀察法：檢查每個(gè)元件是否安裝正確，特別是雙D觸發(fā)器4013，駐極體話筒等是否安裝正確，三極管9012、9013的三個(gè)引腳E、B、C是否正確等，發(fā)光二極管的正負(fù)極性是否正確。

（2）電阻法：根據(jù)原理圖檢查線路是否正常連通，可用萬(wàn)用表檢測(cè)每條線路是否導(dǎo)通。電子初學(xué)者，焊接的線路多有虛焊、漏焊、假焊等情況，電路搭建錯(cuò)誤，所以首先檢查每條線路是否焊接好，也就是電氣性能是否保證。

（3）電阻法：檢測(cè)每處GND是否和電源負(fù)極接頭是否連通；檢測(cè)每處VCC是否和電源接頭是否連通。

（4）電壓法：測(cè)試三極管V1的基極電壓，然后用打火機(jī)燒一下，看看電壓是否由高到低變化。如果一直電壓沒有變化，三極管的損壞的可能性比較大。

（5）電壓法：測(cè)試駐極體話筒的正極的電壓，用嘴吹駐極體話筒時(shí)，電壓會(huì)下降1V左右。如果電壓沒有變化，駐極體話筒的正負(fù)極性接反的可能性較大。

（6）電壓法：測(cè)試三極管V2的基極電壓，用嘴吹駐極體話筒時(shí)，電壓會(huì)發(fā)生改變，產(chǎn)生負(fù)電壓。如果一直電壓沒有變化，三極管的損壞的可能性比較大。

（7）電壓法：測(cè)試三極管V3的基極電壓，用嘴吹駐極體話筒時(shí)，電壓會(huì)發(fā)生零點(diǎn)幾的下降。如果一直電壓沒有變化，三極管的損壞的可能性比較大。

（8）電壓法：測(cè)試三極管V3的集電極電壓，用嘴吹駐極體話筒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平脈沖。如果沒有高電平脈沖，可以檢測(cè)本電路的電源部分是否接好。

（9）電壓法：測(cè)試4013的6腳電壓，當(dāng)用打火機(jī)燒一下時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平脈沖，1腳會(huì)輸出高電平。

（10）電壓法：等4013的6腳電壓下降到低電平時(shí)，再測(cè)試4013的4腳電壓，當(dāng)嘴吹駐極體話筒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平脈沖。1腳會(huì)輸出低電平（由高變低）。

經(jīng)過(guò)以上步驟的檢查、檢測(cè)后，基本上可以排除故障，可以實(shí)現(xiàn)“火柴點(diǎn)火，風(fēng)吹火熄”的仿真性。