LED枕边方便灯电路.doc

项目初识

夜间起床，在黑暗环境中，若打开照明灯，光线过于明亮会刺激人双眼，这样会打消人们睡意。枕边以便灯具备光线柔和、亮度也适中，符合人们夜间心理状态，利于人们放松心情，为人们创造了一种良好睡眠环境。本项目就简介LED枕边以便灯制作与调试。

1．理解惯用电容器种类，能区别电解电容、瓷介电容、涤纶电容等。
2．能辨认各类轻触按钮。
3．懂得三极管管型与各电极名称。

1． 能识读电容量与耐压大小。
2． 能判断三极管管型与管脚。
2．能对元件进行整形。
3．能判断轻触按钮常闭与常开触点。
4．能对的安装与调试电路功能。
5．能用万用表测量电路中核心点工作电压。

知识准备

一、电容器

电容器，顾名思义，是‘装电容器’，是一种容纳电荷器件。任何两个彼此绝缘且相隔很近导体（涉及导线）间都构成一种电容器。电容器是电子设备中大量使用电子元件之一，广泛应用于电路中隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路， 能量转换，控制等方面。
（一）电容重要参数
1.电容容量
单位是F，惯用单位尚有μF、nF、pF，换算关系是1F=106μF=109nF=1012pF。
电容量标记办法有三种：
（1）直标法
在电容器体上直接标出容量、单位、容许偏差，如470μF。
（2）文字符号法
用文字符号与数字有规律组合来表达容量。如：6p8表达6.8pF，4μ7表达4.7μF，1n表达1000pF，104表达100000pF即0.1μF。
（3）色标法
用色环或色点表达容量，普通以皮法（pF）为单位，与电阻色环规则相似。
2.电容耐压
在规定工作温度范畴内，电容长期可靠地工作，它能承受最大直流电压，就是电容耐压，也叫做电容直流工作电压。惯用固定电容工作电压有 6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、71V、100V、400V、1000V等。
（二）电容符号
电解电容、小容量电容、可变电容符号各不同，详细如图2-1所示。

电解电容符号 无极性电容符号 可变电容符号
图2-1 某些电容符号
（三）国产电容命名
国产电容器型号普通由如下四某些构成，如图2-2所示。

图2-2 电容器命名
各某些均有其特定含义见表2-1。
表2-1 用字母表达电容材料
字母
电容器介质材料
字母
电容器介质材料
A
钽电解
L
聚酯（涤纶）薄膜
B
聚苯乙烯
N
铌电解
C
高频陶瓷
O
玻璃膜
D
铝电解
Q
漆膜
E
其他材料电解
S T
低频陶瓷
F
合金电解
V X
云母纸
G
纸膜复合材料
Y
云母
H
玻璃釉
Z
纸介
J
金属化纸介

例如：CD11表达铝电解电容器
（四） 常用电容
惯用电容器按其介质材料可分为电解电容器、云母电容器、瓷介电容器、玻璃釉电容等，见表2-2。
表2—2 电容种类与外形图
电容名称
实物图片
电容名称
实物图片
1. 电解
电容

金属箔绝缘氧化层作为电介质。广泛应用于电源滤波、信号耦合等场合，正负极不能接反
6.贴片电容

此类电容没有详细标明耐压与容量，但是此类元件元件包装上可查询。
2.聚丙烯电容(CBB)

以金属化聚丙烯膜作介质和电极，用阻然胶带外包和环氧树脂密封，具备电性能优良，可靠性好，耐温度高，体积小，容量大和良好自愈性能。
7．单连调谐电容器

旋动旋扭，容量大小可调

3．瓷片
电容

是一种用陶瓷材料作介质,通惯用于高稳定振荡回路中，作为回路、旁路电容器及垫整电容器。
8．云母电容

天然云母为介质电容器，具备损耗小、耐热性好、高频特性优良、精度高、容量稳定性好特点：
4.涤沦电容

介质是涤纶，在各种直流或中低频脉动电路中使用，适当作为旁路电容使用。
9．陶瓷电
容器

用陶瓷作为电介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后经低温烧成银质薄膜作极板而制成。它外形以片式居多，也有管形、圆形等形状。
5．钽电容

钽电容是由稀有金属钽加工而成，先把钽磨成微细粉，再与其他介质一起经烧结而成。

10．玻璃
电容

玻璃釉粉加压制成薄片为介质。用于半导体电路和小型电子仪器中交、直流电路或脉冲电路。
二、三极管

（一）三极管符号
三极管有两种管型（NPN型、PNP型），三个电极（集电极C、发射极E、基极B）电路符号如图2-3所示。
晶体三极管顾名思义有三个电极，二极管核心某些是由一种单独PN构导致，而三极管核心某些是由两个联系着PN构导致。两个PN结将整个硅片提成掺杂方式不同三个区域，即集电区、基区和发射区。

(a) NPN型 (b) PNP型
图2-3 晶体三极管内部构造及符号
从三个区域引出电极分别称为集电极（用字母C表达）、基极（用字母B表达）和发射极（用字母E表达）。由于不同组合方式，形成了一种箭头朝外NPN型晶体管，另一种是箭头朝内PNP型晶体管，箭头方向表达晶体管发射极电流流向。
晶体三极管种类诸多，并且不同型号各有不同用途。晶体三极管重要有NPN 型和PNP型两大类,普通可以从晶体管上标出型号来辨认，晶体管依照实际需要可分为下面几类。
(1)按设计构造分为点接触型、面接触型。
(2)按工作频率分为高频管、低频管。
(3)按功率大小分为大功率、中功率、小功率。
(4)按封装形式分为金属封装、塑料封装。
(5)按用途分为放大管和开关管等。
(6)按管芯所用半导体材料分为硅管和锗管。
（二）常用三极管实物图与封装类型
三极管种类诸多，其常用外形与封装名称见表2-3。
表2-3 三极管外形及封装类形
实物图
封装类形

实物图
封装类形

TO-92

TO-3PL

TO-126

SOT-23

TO-220

SOT-89

TO-3

SOT-252

（三）用数字万用表鉴别三极管管型与放大倍数
数字万用表不同于机械式万用表，数字用表红表笔与表内9V电池正极相连，黑表笔与电池负极相连。
1．鉴别三极管基极B与管型
依照三极管内部构造，可以将三极管内部看作两个二极管组合而成，如图2-4所示。对于PNP管基极是两个二极管负极共同点，NPN管基极是两个二极管正极共同点。运用这一点可以用数字万用表二极管挡。

NPN型 PNP型

图2-4 三极管构造简化图 图2-5 二极管挡
将万用表转盘拨到二极管挡（如图2-5所示），正反两次测三极管管脚。若其中有两次红表笔接中间管脚不变，黑表笔接此外两个电极，如图2-6所示，此时数字万用表显示屏上显示0.7左右，可以判断中间管脚为基极（B极），管型是NPN。图2-7测试成果是PNP，黑表笔相应管脚为基极。

图2-6 NPN型时两次测量 图2-7 PNP型时两次测量

2．鉴别三极管集电极C、发射极E及直流放大倍数(测量办法见表2-4)。
表2-4 鉴别三极管集电极C与发射极E
1.将转换开关置于
hFE位置
1.将三极管插到相应管型插孔上。
2.将三极管B极插到上面“B”字母处，记下读数。
3.再把它另二脚反转，再读数。

比较两次读数,大那一次，三极管管脚名称跟数字万用表上所标字母相相应，显示屏上显示数字为该三极管放大倍数。

三、轻触按钮

（一） 轻触按钮特点与应用
轻触按钮是一种功能性电子开关，属原则件，使用时轻轻点按开关按钮就可使开关接通，当松开手时开关即断开，其内部构造是靠金属弹片受力弹动来实现通断。轻触开关接触电阻小、手感清脆、规格齐全，在电子产品中得到了广泛应用。常用轻触开关外形如图2-8所示。

图2-8 各类轻触按钮外形

（二）轻触开关优缺陷
轻触开关长处是适合高密度表面贴装，有焊接后可清洗，密封型可防尘，最适合恶劣环境选用，电路设计简朴。产品寿命10万～1000万次不等。产品已成系列。但轻触开关也有它局限性地方，频繁按动会使金属弹片疲劳失去弹性而失效。轻触开关不能独立产生功能，必要与PCB线路板配合使用，才干形成一种完整开控制系统。其内部等效电路图如图2-9所示

图2-9 轻触按钮内部构造图
（三）轻触开关元件尺寸
元件尺寸标注可以对的反映电子元件长、宽、高、脚间距、管脚大小等参数，惯用单位有mm（毫米）、cm(厘米)、mil（毫英寸）来表达，100mil = 2.54 mm。如图2-9所示轻触按钮尺寸标注图，按钮直径为3.5mm，外形大小为 6 mm×6mm ，脚粗为0.7mm，脚中心间距为4.5mm与纵向脚间距为6.5mm，厚度为3.1mm等。

如图2-10 尺寸标注图

四 、电路知识准备

(一)电路原理图

图2-11 电路原理图
（二）工作原理
三极管VT1与VT2接成直接耦合直流放大器，发光二极管LED串接在VT2集电极回路里。平时开关S1断开，VT1、VT2都处在截止状态，发光二极管LED不发光。当按一下S1时，电源经电阻R1注入VT1基极，VT1、VT2迅速饱和导通，LED获得电流发光，S1闭合瞬间，电源还通过SB向电容C1充电，充电方向如图2-12所示。当按钮松开后，储存电荷就通过R1向VT1发射结放电，放电方向如图2-13所示，使VT1、VT2继续维持导通。

图2-12 按钮按下时，充电回路

图2-13按钮松开时，放电回路

任务一 测一测

一、制作工具

表2-5 工具与仪器清单
序号
工具与仪器名称
备注
1
电子钳
6寸
2
镊子
防静电
3
指针式万用表
MF47型
4
数字万用表
自定
5
直流稳压电源
双路或单路
6
面包板
SYB-120
二、元件清单

表2-6 元器件清单
序号
元件符号
元件名称
元件参数
数量
1
R1
电阻
56KΩ
1
2
R2
电阻
10KΩ
1
3
R3
电阻
100Ω
1
4
C1
电解电容
10uF
1
5
VT1
三极管
9014
1
6
VT2
三极管
9012
2
7
LED
发光二极管
Ф5红色
1
8
S1
轻触按钮
6×6×5

三、元件辨认与检测

为保证电路功能正常实现，安装前对元件器进行清点与质量检测，依照表中“元件性能种类（见表2-7）”，按规定填入表2-8中。
表2-7 元件质量种类
序号
元件名称
元件性能种类
1
电阻
开路
短路
可用
2
电容
击穿
漏电
可用
3
二极管
击穿
开路
可用
4
三极管
发射结损坏
集电结损坏
可用

表2-8 元器件辨认与检测登记表
序号
符号
名称
色环
标称值
误差值
检测值
性能
1
R1

2
R2

3
R3

序号
符号
名称
容量
耐压
4
C1

序号
符号
名称
管型
管脚排列
性能
备 注
5
VT1
三极管

有字朝自己，
管脚朝下
6
VT2
三极管

序号
符号
名称
正向电阻
反向电阻
选用档位
7
LED
发光管

序号
符号
名称
接通时电阻
断开时电阻
选用档位
8
S1

任务二 装一装

一、电路装配图

依照原理图，对照装配图（如图2-14所示）与实物图（见彩页实物图），对元件进行整形与插装。

图2-14 元件插装与连接示意图
二、元件成形与插装

基本规定:先低后高，先易后难，先普通后特殊、同一器件高度应相似,特别要注意有极性元件，见表2-9。
表2-9 元件整形与插装规定
序号
元件名称
插装规定
1
电阻
①水平方向安装电阻，表达误差色环朝右。
②竖直方向安装电阻，表达误差色环朝下。
③电阻体贴紧面包板。
2
发光二极管
①注意正负极。
②元件体离面包板3mm左右。
3
三极管
①立式安装，对的区别三极管3个引脚。
②两只三极管高度一致，离面包板表面3mm左右。.
4
电容
①立式安装，对的区别电容正负极。
②电容体紧贴面包板。
5
轻触按钮
①对的区别正负极。
②直插究竟，注意接触牢固性。
6
电源
①接电源前，应将电压调至3V，切莫过高。
②注意区别电源正负极

任务三 调一调

一、通电前检查

（一）看元件有元明显机械损坏，看面包板有无明显裂痕等
（二）检查电解电容、发光二极管、轻触按钮、三极管等极性与否对的。
（三）检查各元件引脚与否存在着接触不良等现象。
（四）特别注意电源极性与否接错，电源与地与否短路。
二、通电观测

（一）上电前，调试好电源电压3V。
（二）然后电源接通，不要急于用万用表测量有关数据，而是观测电路与否有烧焦等异常气味，电容炸裂、元器件发烫等现象。
（三）若有上述等不正常现象，应及时关断电源，对照原理图与装配图，排除故障后，方可重新接通电源调试。
三、通电调试

（一）调试并实现电路基本功能
表2-10 实现基本功能
技术规定
实现功能
调试并实现LED灯发光与延时熄灭。
1．未按下S1时，LED灯不亮。
2．按下S1时，LED灯亮。
3．松开S1，通过一段时间延时后，LED熄灭。
4．再次按下S1后，LED又重新发光。

（二）电压测量
当S1松开与闭合时，选取适当档位，分别测量三极管VT1、VT2各管脚电压值，并分别鉴别三极管工作状态，测试办法见表2-11所示，将测试成果记录在2-12中。
表2-11 电压测试示意图

VT1B极电压测试示意图

VT1C极电压测试示意图

VT2B极电压测试示意图

VT2C极电压测试示意图
表2-12 电压测量登记表
S1状态
VT1
VT2

松开
B极
C极
工作状态
B极
C极
工作状态

闭合

四、故障排除记录

电路调试过程中浮现了哪些故障现象，又是如何排除？详细状况记录在表2-13中。
表2-13 故障排除与解决登记表
电路名称

故障现象

导致因素

解决方案

心得体会

任务四 评一评

结合实训状况，分小组对元件辨认与检测、元件整形与插装、电路调试，安全文明等方面进行评测，并将其记录在表2-14中，
表2-14 实训评分表
序号
实训内容
配分
评分原则
学生
自评
教师
评分
1
元件辨认与检测
电阻
5
握表笔姿势不对的扣1分，测量值不对的每只扣2分。

电容
5
能对的辨认电容容量大小与极性，每错一只扣2分。

三极管
5
能对的判断三极管类型与管脚，不能判断不得分。

发光管
5
能鉴别发光二极管极性，不能判断不得分。

按钮
5
能鉴别按钮插装方向，不能判断不得分。

2
元件整形插装

元件插装
30
1．元器件引脚成型符合规定，否则每只扣2分。

2．元器件装配到位，装配高度、 装配形式符合规定，否则每只扣2分。

3．元件标记应外露便于识读，否则每处扣2分。

4．能掌握电路插装办法得10分，每提示1次扣2分。

5．元器件引脚剪脚长度适当，且剪切整洁，否则扣2分。

6．元件脚弄断或元件遗失，每只扣2分。

7．整个电路连线明了，给人一种清爽感觉，否则扣5分。

3
调试
电路
检查
30
1.能对的测量指定电压值，每错一项扣5分。

2.每次开机,产品不能工作，每次扣10分。

4
安全文明与工具使用

整顿
与整顿
4
1.能对的使用实训台各功能区，实验工具对的摆放，增长作业面积，防止误用，基本到位，不到位不得分。

2.使工位与电子线路板上保持清洁，给人一种清爽感觉，否则不得分。

清扫
4
3.操作结束后，整顿清扫自已岗位，使之保持清洁，不清洁不得分。

安全
4
4.对的使用仪器仪表，有安全防范意识，防止意外事情发生，有事故，整个技能操作成绩做零分解决。

团队
3
5.整个实训环节，整个团队体现互帮互助，具备较强服从创新意识。

总 分

实训教师签名

任务五 想一想

一、试分析R2与R3位置装反，电路有何现象？
二、分析电容C1充电时间与放电时间为什么不同样？
三、通过本项目实训，谈谈对电阻、电容、三极管等元件插装有何规定？