模擬電子蠟燭電路設(shè)計與制作

一、電路設(shè)計功能介紹

模擬電子蠟燭具有“火柴點火，風吹火熄”的仿真性，設(shè)計原形來源于現(xiàn)實生活情節(jié)：蠟燭的使用，電路改造后可以用于生日晚會。

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,由兩個相同的、相互獨立的數(shù)據(jù)型觸發(fā)器構(gòu)成。每個觸發(fā)器有獨立的數(shù)據(jù)、置位、復位、時鐘輸入和Q及Q輸出，此器件可用作移位寄存器，且通過將Q輸出連接到數(shù)據(jù)輸入，可用作計算器和觸發(fā)器。在時鐘上升沿觸發(fā)時，加在D輸入端的邏輯電平傳送到Q輸出端。置位和復位與時鐘無關(guān)，而分別由置位或復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)生一個高電平微分脈沖加到IC1的1RD端，強制電路復位，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。

當用打火機燒熱敏電阻R2后（燒的時間不能太長，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導通，發(fā)光二極管D1發(fā)光，這一過程相當于用火柴點亮蠟燭，此時即使打火機離開熱敏電阻R2后，也不會使電路狀態(tài)發(fā)生改變，發(fā)光二極管D1維持發(fā)光。

當用嘴吹駐極體話筒M1時，駐極體話筒M1輸出的音頻信號經(jīng)過C2送到V2的基極，觸發(fā)V2導通。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導通，高電平脈沖送到觸發(fā)器1RD端。觸發(fā)器復位，1Q端由高電平變?yōu)榈碗娖剑琕4截止，發(fā)光二極管D1熄滅，實現(xiàn)“風吹火熄”的仿真效果。

四、模擬電子蠟燭元件清單及實物圖

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

按照溫度感應電路、聲控感應電路、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，用打火機打火燒熱敏電路，LED燈亮，過1分鐘后，用嘴吹話筒，LED燈滅，如下圖所示：

模擬電子蠟燭點火后,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，請從下面幾個方面進行檢修與調(diào)試：

（1）觀察法：檢查每個元件是否安裝正確，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的三個引腳E、B、C是否正確等，發(fā)光二極管的正負極性是否正確。

（2）電阻法：根據(jù)原理圖檢查線路是否正常連通，可用萬用表檢測每條線路是否導通。電子初學者，焊接的線路多有虛焊、漏焊、假焊等情況，電路搭建錯誤，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：檢測每處GND是否和電源負極接頭是否連通；檢測每處VCC是否和電源接頭是否連通。

（4）電壓法：測試三極管V1的基極電壓，然后用打火機燒一下，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：測試駐極體話筒的正極的電壓，用嘴吹駐極體話筒時，電壓會下降1V左右。如果電壓沒有變化，駐極體話筒的正負極性接反的可能性較大。

（6）電壓法：測試三極管V2的基極電壓，用嘴吹駐極體話筒時，電壓會發(fā)生改變，產(chǎn)生負電壓。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：測試三極管V3的基極電壓，用嘴吹駐極體話筒時，電壓會發(fā)生零點幾的下降。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：測試三極管V3的集電極電壓，用嘴吹駐極體話筒時，會產(chǎn)生一個高電平脈沖。如果沒有高電平脈沖，可以檢測本電路的電源部分是否接好。

（9）電壓法：測試4013的6腳電壓，當用打火機燒一下時，會產(chǎn)生一個高電平脈沖，1腳會輸出高電平。

（10）電壓法：等4013的6腳電壓下降到低電平時，再測試4013的4腳電壓，當嘴吹駐極體話筒時，會產(chǎn)生一個高電平脈沖。1腳會輸出低電平（由高變低）。

經(jīng)過以上步驟的檢查、檢測后，基本上可以排除故障，可以實現(xiàn)“火柴點火，風吹火熄”的仿真性。