电子蜡烛设计

w毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目： 电子蜡烛 姓 名： AA 学 号： 20092004298 平顶山工业职业技术学院# 年 #月 # 日w第一章 . 前言第二章 . 电子蜡烛的概述2.1 . 蜡烛发展始2.2 . 产品功能介绍第三章 . 电子蜡烛原理图的组成及工作原理3.1 . 电子蜡烛电路的组成3.2 . 电源电路3.2.1 .电源电路的组成及工作原理3.2.2 .LM7809的功能及应用3.3 .光电控制电路的组成及工作原理3.3.1 . 光电电路的组成3.3.2 . 光敏三极管3.3.3 . 晶闸管3.4 . 显示电路的组成及动作原理3.4.1 . 显示电路的组成及工作原图3.4.2 . 555定时器及其应用3.4.3 . CD4017十进制计数器的结构及功能3.5 . 音乐奏鸣电路的组成及工作原理3.5.1 . 音乐奏鸣电路的组成及工作原理3.5.2 . 集成运算放大运算器3.5.3 . 话筒的结构及工作原理3.5.4 . UM66系列音乐 IC的结构及应用w第一章 前言自富兰克林发现电的那一天开始就已经注定电子时代的到来，在时间的推移中电子行业高速的发展着。在日新月异的今天，电子行业的范围已然成为国民经济的支柱产业。随着人们生活水平的提高，人类对电子产品的要求走向高精度、易携带、价格低廉等方向发展，由此 PCB 产业的到了发展，在现今生活中凡是我们见过的电子设备都离不开 PCB，小到电子手表、计算器、通用电脑，大到计算机、通迅电子设备、军用武器系统，只要有集成电路等电子无器件，它们之间电气互连都要用到 PCB。循着身边电子仪器的更替，我们可以清晰地看到，经过改革开放后 20 多年尤其是新世纪以来最近几年的迅猛发展，国内 PCB 产业由小到大，由弱到强，已经使中国昂首成为世界第一大 PCB 产出国，并以强劲的发展势头，全力冲击世界 PCB 产业高端领域。正是出于对 PCB 产业的关注和好奇，我选择学习电子专业。而在学习的历程中，我有幸学到这一门课程，使得我对这一行业有了进一步的了解，从中获得了学习的乐趣和好奇心得到满足的快感。在 21 世纪的今天，环保以成为一个经久不衰的话题，为了响应环保人士的号召和我对PCB 产业的热爱我选择了电子蜡烛这一课题为我大学期间的学习做总结。 w第二章 电子蜡烛的概述2.1 蜡烛的发展史原始时代的火把是蜡烛的起源。那时候原始人把脂肪或者蜡一类的东西涂在树皮或木片上，捆扎在一起，做成了照明用的火把。公元前 3 世纪左右出现的蜜蜡就是我们今天所见的蜡烛的雏形。1820 年，法国人强巴歇列发明了三根棉线编成的烛心，使烛心燃烧时自然松开，末端正好翘到火焰外侧，因而可以完全燃烧。但蜡烛还有待进一步完善，它的材料一般是有许多缺点的动物油脂，解决这一难题的是舍未勒尔等人。1809 年 6 月至 7 月间，法国科家舍夫勒收到一家纺织厂的来信，请他分析、确定他们寄来的一个软皂样品的成份。在仪器设备非常简单、朴素的学校实验，他研究了皂化过程中需要使用的各种油脂。经过大量实验，他第一次发现了这样的事实：在一切油脂中，不论其来源如何，脂肪酸的含量均占 95%，其余的 5%则是皂化过程中生成的甘油。通过研究他搞清了皂化过程的本质，同时他还有一项重大的发现：当时用油脂做成的蜡烛，由于里面有甘油，燃烧时火焰带烟，气味难闻。若改用硬脂酸做成蜡烛，燃烧时不仅火焰明亮，而且几乎没有黑烟， 不污染空气。舍夫勒尔把他的发现告诉盖一吕萨克，并建议两人共同研究如何具体解决这个问题。他们用强碱把油脂皂化，再把得到的肥皂用盐酸分解，担取出硬脂酸。这是一种白色物质，手摸着有油腻感，用它制成的蜡烛质地很软，价钱更加便宜。1825 年，舍夫勒尔用硬脂酸制成石蜡硬脂蜡烛，在人类照明史上开了一个新纪元。现在，各种材料的工艺蜡烛已经成为销售的主流，透明的果冻蜡，各种颜色、各种形状、各种功能的艺术蜡烛更是层出不穷，相信以后随着各种技术的不断提高和各种蜡烛原材料的普及使用，艺术蜡烛定会发展到一个相当高的阶段。到那时，蜡烛不再仅仅是简单的照明，而是融合了浪漫、艺术、养生、欣赏、照明、宗教等等各种功能走入我们平常的生活之中。2.2 产品功能介绍电子蜡烛， 英文名称：Electonic Candle light 也称为电子 LED 蜡烛灯，七彩蜡烛灯，由刚开始的简单的模拟蜡烛的外形做出 LED 灯芯，发展到现在第 4 代第 5 代的个性化及礼品化。特点：安全环保，绝不发热，避免火焰着火现象的发生。美观大方，适用于各种蜡烛台。可当小夜灯用于照明，也可作其他装饰用。适用于促销礼品、酒店、酒吧、家居装饰、教堂、万圣节、圣诞礼品等。w使用范围及对象：这是一款神奇的 LED 蜡烛灯：集浪漫、情调、温馨、节日、狂欢于一体家居用品的特殊品味，可用于生日晚会，元宵灯会，中秋灯会，西方的圣诞节，万圣节灯，适用男女老少各个社会群体。可用于赠送礼品，促销宣传礼品，广告礼品等等。我所做的电子蜡烛模拟实际蜡烛，但是还是与现实有所差距，它具有的功能是用火点亮，吹一口气可以想起应景的想起符合氛围需求的音乐，美中不足的是熄灭蜡烛则需要自己手动控制。原理图见附录。w第三章 电子蜡烛原理图的组成及工作原理3.1 电子蜡烛电路的组成图 3-1 为电子蜡烛的原理图，我将其分为几个模块，他由电源电路、感光控制电路、烛光显示电路以及音乐奏鸣电路组成。图 3-13.2 电源电路3.2.1 电源电路的组成及工作原理电源电路如图 3-2 所示，电路由 12V 的直流电源、LM7809 稳压器 0.1uF 的电容 C1 和0.33uF 的电容 C2 组成。图 3-2图 3-2工作原理：电压经过 C1 的滤波至稳压器的 1 号引脚经 3 号引脚输出再由 C2 滤波输出w9V 的电压。3.2.2LM7809 的功能及应用 LM7809 三端稳压器为 LM78*系列中的一种。由于用三端稳压器组成的稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜，所以电子制作中经常采用。LM78*系列输出电压有5V；6V；8V；9V；10V；12V；15V；18V；24V ，最大输出电流为 1.5A，其最常用的是 T0-220 和 T0-202 两种封装。LM7809 的三条引脚分别为输入端、接地端和输出端。图 3-2 为常用稳压电路的连接方。LM7809 常用的封装方式是 T0-220 三端稳压器：管脚向下，面对有型号一面，从左往右数，各管脚依次是：1 脚：电压最高；2 脚：电压最低；3 脚：电压次之。该系列集成稳压IC型号中的78后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压,如LM7806表示输出电压为正6V。LM7809 的电参数表 1-1 为 LM7809 相应的电参数。表 11（参照测试电路 0C125,IO=500mA,CI=0.1pF）参数 符号 条件 最小 典型 最大 单位Tj=25 8.65 9 9.35输出电压 Vo5.0mA=Io=1.0A,Po=15WVi=11.5V24V8.6 9 9.4VV1=11.525V - 6 180线性调整率 Regline Tj=25V2=1217V - 2 90mVIo=5mA1.5A - 12 180负载调率 Regload Tj=25Io=250750mA - 4 90mV静态电流 IQ Tj=25 - 5.0 8.0 mAIo=5mA1.0A - - 0.5静态电流变化IQV1=11.526V - - 1.3mA输出电压漂移Vo/TIo=5mA - -1 - mV/w输出噪声电压VN f10100Hz ， TA=25 - 58 - Ua/Vo纹波抑制 VDrop Io=1A, Tj=25 - 2 - V输出电阻 rO f1KHz - 17 - m短路电流峰值电流IPK Tj=25 - 2.2 - A短路电流 ISC Vi=35V TA=25 - 250 - mA3.3 光电控制电路的组成及工作原理3.3.1 光电电路的组成光电控制电路由光电三极管、晶闸管、电阻 R1、R2 组成。图 3-4 为光电控制电路。图 3-3工作原理：没有光照射到三极管时，三极管截止，使得晶闸管的门极 G 处的电压非常小，晶闸管截止使得电路不工作：当有光照射时，三极管导通，进而晶闸管门极触发使得电路导通。w3.3.3 光敏三极管光敏三极管和普通三极管相似，也有电流放大作用，只是他的集电极不只受基极电路和电流控制，同时也受光辐射的控制。通常基极不引出引出线， 只有集电极 C 和发射极图 3-4e 两个引脚，内部结构和外形如图 3-4 所示 而且外形和光敏二极管极为相似，很难区别开，需认真看清管壳外缘标注的型号，以免混淆。光敏三极管的工作原理：没有光照射时，其基极没有电流使得三极管截止；当具有光敏特性的 PN 结受到光辐射时，产生电流，由基极进入集电极使的三极管导通，并且在集电极回路中得到一个放大 倍的信号电流。有时为了提高电压放大倍数，会光敏三极管与另一普通二极管制作在一个管芯内，连结成复合管形式，称为达林顿型光敏三极管。它的电压放大倍数很高(=l 2)，且允许输出较大电流，即电流放大倍数也很高(=12)。但达林顿型光敏三极管的暗电流较大，非线性严重，温漂大以及抗干扰能力差，需在电路中增加抑制回路方能正常工作。图（）是万州光电生产的达林顿型光敏三极管 3DU030IR3，它是一款高速 PIN 硅光电接收三极管，外形为半圆柱，颜色黑色，具有体积小巧、接收灵敏的特征。光敏三极管的应用1.测量光亮度通过光敏三极管附加电磁继电器，根据室内光线的强弱，控制灯具的亮灭。2.光电隔离光敏三极管光电隔离的最典型应用就是光耦合器，电信号驱动发光二极管(LED)，使之发出一定波长的光信号，被探测器接收转换成电信号，通过进一步放大，于是就有了电光电的转换。3.非接触测量 w当光线通过齿缝射到光敏管的窗口时，光敏管就输出一个低电平，旋转轴每转一圈就可得到 60 个脉冲，因此，每秒钟检测到的脉冲数恰好等于每分钟的转速值。3.3.4 晶闸管1.晶闸管的简介晶闸管全称晶体闸流管，曾称可控硅（Silicon Controlled Recti