本帖最后由 scott331 于 2013-1-21 13:01 编辑
电子爱好者业余制作——呼吸灯 一、呼吸灯的简介 呼吸灯电路一般用于装饰玩具或者一些有特色的电子产品，比如雷蛇的一些鼠标，由于它的亮灭频率很像人呼吸的频率因此人们形象的称之为“呼吸灯”或者“呼吸闪灯”。 二、呼吸灯的原理图 网络上一般呼吸灯多用555时基电路IC来制作，见图一、图二。 图一 图二 由上图可见，555时基电路需要3个电容，这对体积有要求的物品，比如鼠标来说是无法安装的。因此我选择了下图，见图三、图四。 图三 图四 图三、图四，选用了LM358普通双运放，图三比图四又少用了一只电阻和二极管，从体积上和成本上考虑，我选择了图三作为制作图。 三、PCB板与元器件的选择 PCB板就是我们俗称的电路板，从覆铜面上，分单层、双层或者多层，又根据基板材料不同分为环氧树脂板、纤维玻璃板、纸基板等，一般业余爱好者制作多选用单层树脂板，主要是方便制作成本便宜。 元器件上，我们选择了图三，所以要先记下元器件的参数规格以及数量，电阻全部选用1/8W普通碳膜电阻，电容选择耐压16V或者25V普通电解电容，三极管按照图纸型号BC337购买，集成电路（IC）按照图纸型号LM358购买。这里需要注意的是三极管的基极（B）、集电极（C）、发射极的区分（E），详见图五。 图五 四、PCB的设计 有了原理图和元器件，我们就可以着手进行PCB的设计了，以前爱好者多用手工绘图的方法设计自己的PCB，一个简单的图要花上一段时间才能设计完毕，现在随着计算机的普及，一些智能软件的应用，即使很复杂的原理图也能很快的设计完毕，如大名鼎鼎的protel99se等，但对于业余爱好者来说，这些很专业的软件需要学习很长时间才能熟练运用，好在现在有很多拿来就能上手的软件，比如微软自带的画图工具就可以，当然，画图工具毕竟太过于单一，画起来很费力，我这里推荐用《Layout50_chs》这个软件，此工具软件简单实用，画一些简单的PCB绰绰有余，还能预览成品的样子，输出转印图或者雕刻机用的文件，请见图六。 图六 具体的使用，请各位参照该软件的使用说明，我这里只说说如何设计PCB。 PCB设计的好坏关系到作品的成败，因此要严格遵照PCB一般设计规则： 首先是电源和地线的走线 1、 在电源与地线间设计退耦电容，实际上在要求不高的场合，常常将电源（VCC）与地（GND）的引入端平行设计一段，相当于接入了一只退耦电容。 2、 在有限的版面尽可能加宽地线、电源线、信号线，一般来说最宽的是地线其次是电源线再次是信号线，地线一般设计在PCB的最外边，在设计模拟电路时注意一点接地或者米形接地，不要将地线围成一个框子，防止自激产生。 3、 如果使用了双层或者多层板，请将没有用到的区域与地线相连，可以起到抗干扰的作用。 其次是元器件的布局 1、 元件摆放一般为卧式，也有立式，也有混搭的，但不管怎样，请注意元件的间距问题，不要一味的追求小而让元件无法安装。 2、 尽量对齐元件，一个美观的PCB首先要看它的元件是否整齐。 3、 电容、电感下方尽可能不要安排走线，防止自激。 4、 电源输入、信号输入端、信号输出端设计的不要太近。 最后是大件的布局 1、 散热器或者耦合用的变压器，这类物件尽量设计在边上，方便散热。 2、 开关、电位器、保险等常要切换的元件也要设计在边上，方便设计外壳。 根据以上业余PCB设计原则，我们可以大致确定呼吸灯这个项目的设计方案 1、 电源负极也就是地线要设计在外边，电源正极要与负极平行一段，占用面积要在版面里尽可能的大。 2、 电阻要卧式安装，走线从电阻下方走出，电容要离IC尽可能近，整体要对齐。 3、 充分利用IC下的空间，尽可能不用跳线。 4、 测量好元器件的实际尺寸，估算出最大误差量，控制好误差。 5、 版面要最小化，方便后续改装其它产品时可以安装进去。 图七为我设计的呼吸灯PCB成品模拟图以及热转印图。 图七 可能有些朋友看出来了，我的设计并不是严格按照图三来设计的，因为电源VCC靠近IC8脚，GND靠近IC的4脚，如果按照下图看就好理解了。 实际PCB设计原理图
热转印图 五、PCB的制作 PCB的制作种类和方法很多，早先都是手绘，直接将设计好的PCB图用油漆或者防水的记号笔画在覆铜板上，再去腐蚀。也有用黄胶带先粘在覆铜板上，将画好的图垫一层复写纸，用圆珠笔复描一边，之后将不需要的黄胶带扣掉，再腐蚀。现在随着计算机普及，办公自动化设备也都很普遍，打印的东西精度都很高，所以上点档次的业余制作PCB基本上都在用热转印或者更高级的光转印技术，这两种都是用打印机将热转印图纸打印出来，热转用的纸是光面的蜡光纸（不干胶贴纸的衬纸），光转是将图打在透明的塑料纸上，然后压在光敏PCB上曝光，之后放药水里显影，再去腐蚀。光转的PCB精度可以和专业厂生产的PCB媲美，不过工序要多很多，追求完美的业余爱好者大都使用此法，本制作不需要太高的精度，所以没有选用光转而使用了热转法制作，下面介绍我的制作过程。 1、将设计好的PCB图打印在光面纸上，注意图一定要打在光面上，如图八所示。 图八 2、选择尺寸差不多的覆铜板（要稍大一些）并打磨干净，见图九。 图九 打磨可用干水泥粉或者橡皮擦，打磨后光亮如新，见图十。 图十 3、将热转印图适度裁切，见图十一。 图十一 4、将热转印图光面压向覆铜板铜皮一侧，并固定好，见图十二。 图十二 5、将老式熨斗加热至140至170度左右，见图十三。 图十三 6、均匀的压上熨斗，如需移动，要一个方向的运动，不可来回熨，防止错位。待压上十多秒之后，观察一下转印纸与覆铜板是否严密的粘在一起，如果已经严密的粘在一起了，就不要在压了，如果没有，需要继续压，直至严密的粘在铜面上。待自然冷却后就可以揭下转印纸了，见图十四。 图十四 7、观察一下转印后的覆铜板，看看有没有漏的地方，如果有，用防水记号笔补画一下，见图十五。 图十五 8、确认没有漏印的地方后，放入三氯化铁，加入温水，将印好的板子放入，三氯化铁溶液中扣板，见图十六。 图十六 9、待溶液将不需要的铜皮‘吃掉’后，用清水洗净板子，将不要的地方裁切一下，见图十七。 图十七 10、给板子打好眼，见图十八。 图十八 11、打好眼的板子，迎光严查一下，见图十九。 图十九 12、将板子上的碳粉用刷碗的钢丝球擦去，板子就算基本完成，见二十。 图二十 13、补充，如果追求完美，还需要将丝印也转印上去，背面要用感光绿油做阻焊，这里我没有做。 六、安装元器件 元器件的安装按照以下顺序进行 1、 将所用到的元件先简单的测量一边，见图二十一。 图二十一 2、 按照先小后大、先上电阻再上电容最后上IC、三极管和发光二极管的顺序安装元件，焊盘要控制好锡量，不能过多也不能过少，最后安装完毕见图二十二。 图二十二 七、实测和改动 焊接完毕后，我接上维修电源测试发现，电压在5V，选用22UF电容，发光管常亮，没有‘呼吸’，高于5.5V则开始‘呼吸’，如果将R1电阻直接短接，在4.5V也能呼吸，因此建议大家如果使用5V做电源的话，可以不用安装R1。 又发现如果在5V时用22UF电容则显得‘呼吸的比较急促’，选47UF的电容则比较像‘呼吸’，因此我建议大家在使用5V的情况下选用47UF的电容。 八、作品展示 做这个灯打算用来装饰鼠标，如图：二十三。 图二十三 我的另一件作品：http://player.youku.com/player.php/sid/XMzc3NTIzNTI0/v.swf 九、附1:1热转印图 图纸是WORD文档，只要是安装过OFFICE的都可以打开，不需要安装专业软件，没有门槛，没有压力，就是如此简单。 由于本坛不能上传*.doc文件，需要下载此文档的坛友请移步数码之家，搜索我的帖子，我在那边报名参赛了，嘿嘿~ | 
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发表于 2012-5-8 22:04
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发表于 2012-5-8 22:08
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