簡易星形呼吸燈原理圖設(shè)計

這是一篇非常適合“入門” “實踐”的課程案例推薦。

不論是剛?cè)雽W(xué)的學(xué)生，需要案例推薦的高校老師，亦或是想入門的電子愛好者，都值得一看哦~

一、工程描述

簡易星形呼吸燈采用LM358運放及外圍電路構(gòu)成，由20個LED排列成一個五角星形圖案。

二、電路原理

1.芯片介紹

LM358是由兩個獨立的運算放大器所組成，增益高、共模抑制比高、穩(wěn)定性強。

圖2-1LM358腳位圖（SOP-8）

它適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式。

使用范圍廣。

表2-1 LM358引腳說明

2.典型應(yīng)用

由LM358及外圍電路構(gòu)成一個三角波信號發(fā)生器

三極管構(gòu)成一個共射電路。

將加在基極的三角波信號進行放大，并且由于基極的電壓是一個三角波夾在直流信號上，導(dǎo)致發(fā)射極的輸出電壓是一個上移的三角波信號，可以控制LED燈的亮度，形成呼吸的效果。

圖2-2 LM358經(jīng)典應(yīng)用電路圖

在圖2-2中：LM358的3腳和6腳的電位是固定的。

當(dāng)2腳電位低于3腳電位時，1腳輸出高電平，即T1導(dǎo)通，LED亮。

2腳的電位是由7腳提供的，當(dāng)5腳的電位高于6腳時，7腳輸出高電平。

這兩個運放組成的相互連通的比較器來間隙的使T1導(dǎo)通，點亮LED。

三、原理圖設(shè)計

1.新建工程

打開嘉立創(chuàng)EDA專業(yè)版。

創(chuàng)建工程并命名為：“【模擬電路】LM358星形呼吸燈”。

將原理圖文件命名為：“SCH_LM358星形呼吸燈”。

根據(jù)圖3-1進行電路原理圖繪制。

圖3-1 SCH_LM358星形呼吸燈

2.器件選型

在本項目的元器件選型中，所有元器件均可直接在嘉立創(chuàng)EDA的元件庫中進行搜索。

如果對元器件不熟悉，也可以通過復(fù)制物料中的商品編號進行搜索。

每一個元器件在立創(chuàng)商城都有唯一的商品編號。

圖3-2元器件搜索示意圖

圖3-3通過商品編號搜索示意圖

3.物料清單

四、邊框設(shè)計

圖4-1星形邊框設(shè)計

在頂部工具欄將線條45°修改成線條自由角度，放置線條折線（快捷鍵：Alt + L）。

按Tab鍵可鎖住已輸入的值，并切換輸入長度和角度。

五角星的邊長為36mm，角度見上圖標(biāo)出，從頂部開始畫起。

1.繪制步驟（11步）

圖4-2-1星形邊框繪制1

圖4-2-2星形邊框繪制2

圖4-2-3星形邊框繪制3

圖4-2-4星形邊框繪制4

圖4-2-5星形邊框繪制5

圖4-2-6星形邊框繪制6

圖4-2-7星形邊框繪制7

圖4-2-8星形邊框繪制8

圖4-2-9星形邊框繪制9

圖4-2-10星形邊框繪制10

完成五角星繪制后，框選整個五角星。

點擊鼠標(biāo)右鍵，添加2mm的圓形倒角，減緩五角星的尖銳度，使其圓滑一些，更加安全。

圖4-3輸入倒角半徑的值

圖4-4 五角星邊框設(shè)計圖

五、PCB設(shè)計

完成原理圖設(shè)計

經(jīng)過DRC檢查電路與網(wǎng)絡(luò)連接正確

點擊頂部菜單欄的“設(shè)計”→“原理圖轉(zhuǎn)PCB”，快捷鍵為Alt+I

將PCB文件保存至同一工程下并命名為：“PCB_LM358星形呼吸燈”。

1.PCB布局

在器件布局時20個LED按五角星形狀排列分布放置。

其余器件放置在背面，TYPE-C擺放在五角星下方。

布局參考如圖5-1所示。

圖5-1 PCB布局參考圖

2.PCB走線

PCB走線，全稱為印刷電路板布線（PCB LAYOUT）。

由于電路板有頂面與底面兩個面，在PCB走線也就可以分為頂層和底層走線。

其中頂層走線默認(rèn)是紅色線，底層為藍色線，也可按照個人喜好設(shè)置其他顏色。

走線也就是在電路板中按照飛線連接導(dǎo)線，將相同的網(wǎng)絡(luò)連接起來即可。

頂層的LED可照參照五角星形狀進行走線。

布線參考如圖5-2所示，初次設(shè)計可參考下圖進行走線。

圖5-2-1 PCB走線參考圖-頂層

圖5-2-2 PCB走線參考圖-底層

3.覆銅與絲印

PCB走線畫完后進行覆銅，就可以連接好GND網(wǎng)絡(luò)。

絲印字符遵循從左到右，從上往下的原則。

標(biāo)注工程名稱與logo，注釋標(biāo)出開關(guān)打開的方向。

圖5-3-1 PCB覆銅與絲印參考圖-頂層

圖5-3-2 PCB覆銅與絲印參考圖-底層

六、電路調(diào)試

1.器件焊接

可參考焊接順序：

首先焊接頂面的LED

再焊接Type-C連接器/撥動開關(guān)

其次焊接LM358運放芯片

最后焊接電阻/電容/可調(diào)電阻

電路均為貼片器件，焊接遵循從低到高的原則進行即可。

圖6-1-1 PCB空板-頂面

圖6-1-2 PCB空板-底面

注意焊接過程中用電安全手不要接觸到烙鐵頭，避免燙傷。

焊接時元器件對準(zhǔn)位置，檢查型號是否正確。

焊接過程注意錫線是否虛焊漏焊，避免影響電路性能，導(dǎo)致電路不能正常工作。

圖6-2-1PCBA實物圖-頂面

圖6-2-2 PCBA實物圖-底面

2.硬件調(diào)試

焊接完成后需要使用萬用表檢查電源與地是否短路

焊接過程中有沒有出現(xiàn)短路以及斷路的情況

檢查無誤后方能進行上電測試

TYPE-C接通后，打開撥動開關(guān)，板子開始工作，LED產(chǎn)生呼吸閃爍效果。

調(diào)整可調(diào)電阻的阻值，可改變呼吸燈閃爍的頻率。

圖6-4 簡易星形呼吸燈工作圖

審核編輯 ：李倩