原理图模板

如今EDA软件可以轻松获得,绘制原理图只需要在电脑上操作就可以轻松完成。不需要像以前那样用到尺子、三角板、圆规这些工具了。在网上看到一个爱好者Jan Štech分享了一个小巧的原理图模板3D模型,3D打印出来,蛮好玩的,狂热的电路爱好者可以放到背包或钱包里,在学校、咖啡厅甚至在野外没电脑的地方都可以随时把灵感用笔和纸画出漂亮的电路图。

打印了两个。作者还有逻辑电路模板、编程框图模板。有兴趣可以在下面的地址获取模型。

电路模板
https://www.printables.com/model/759378-template-for-electrical-diagrams
逻辑模板
https://www.printables.com/cs/model/777808-template-for-logic-diagrams
框图模板
https://www.printables.com/cs/model/780713-template-for-flowchart-diagrams

以下图片来源作者在https://www.printables.com/的分享

20240229

街机风格的PC开关

工作用电脑开不了机,检查为电源开关损坏了,原机箱上配的开关,质量真不行。不想购买代换元件,找了半天没找到自复位的方形小按键开关,想到之前在某鱼淘到的两包街机用的圆形大按钮,质量和手感都很不错,就用它吧,搞个街机风格的开机开关。按钮直径为24mm,拆下机箱挡板后,才想起自己没有这么大的扩孔钻头,好吧,3D打印一个档板好了。

花十分钟用FreeCAD画个档板,Cura切片后,花一个多小时打印。

模型放这,有需要可以下载。点这下载–》 PC

打印完成,尺寸刚好。

焊接,套上热缩套管,完工。

2023/4/15

电路分析5-简易LED恒流电路

驱动小功率LED时,电流不会太大,如上图使用限流电阻稳定电流,足够应用于大多数场景的,一旦LED功率上去了,RL电阻体积就会变大,同时因为限流电阻无法实现自身的调节,在电源波动等情况下,会造成明显的亮度变化。比如一个3.3V 120mA的LED,用6V电压驱动,这个电路的RL就应该是(6V-3.3V)/120mA=22.5欧  功率则是2.7Vx120mA=0.324W,这个功率值大于常用的1/4W(250mW)电阻功率。所连接的LED功率越大,RL要求的功率也就越大,体积也就越大。让电源尽可能接近LED的压降值,是可以减少限流电阻功率要求。

为解决这些问题,人们发明了很多用于恒流的电路和芯片,下图是一个低成本、简单的恒流电路。工作电压受限于NMOS的GS极电压以及NPN管工作电压,工作电压范围可以定在2-18V,最高工作电流则要看NMOS可以承载的电流,NMOS也可以用三极管取代。工作原理大致如下,VCC通过R1加载到NMOS的G极,NMOS导通,当电流流过RL时,RL两端会产生一个电压,这个电压的大小和电流以及RL阻值相关的,由于Q1的存在,RL流过的电流大到一定值时,两端电压达到0.6V后(根据元件参数不一样这个值会在0.5-0.7之间,这里选定0.6),Q1就会导通,Q1的Ib放大后,结合R1会形成分压加载到Q2的G极控制NMOS阻止电流的增加。所以VCC=0.6+Vds+Vled,流过LED的电流则可以由0.6V/RL来计算得出。当某些原因,如温度上升导致流过LED的电流变大时,流经Q1的Ib也会变大,R1得到的分压也会变大,而Q2的G极电压则会变小,G极电压变小NMOS受控内阻变大,又导致LED电流变小,从而使电流恒定。LED电流变小时,变化的量则是相反了。当电源电压改变时,会导致Q2的DS极电压也变化,Q1的Ib也相应变化,导致不同的电源电压时电流也是保持基本不变。

如果手头上有NMOS管IRL510,晶体管S8050,电源电压5V,需要驱动一个压降约为2.3V左右,电流最大300ma的LED,试计算各参数值。先是设定LED电流为270mA,那么RL=0.6V/270mA,RL的计算值为2.2欧。R1的值太小的话,会增加电路的功耗,太大会RL的电压变小,所以这里选择为1K。这种电路的功耗比较大,多余的能耗会消耗在NMOS和RL上,NMOS的功耗(5V-2.3V-0.6V)x270mA=0.567W,0.6W左右可以不需要安装额外的散热器,RL的功耗0.6Vx270mA=0.162W,RL至少要选用1/4W或以上的型号,最后得到的电路如下图。

使用面包板搭个电路,电路工作正常。测量电流、电压值如下图所示。从测量值可以看出实际的实验值和计算值基本吻合的。从NMOS的D极电压值也可以看出,这种电路的能耗比较大,在这个实验中5V的电源情况下,Q2和LR会浪费掉一半的能量,并转换成热量散发。所以在使用这种电路时,电源的值最好能尽可能的接近于发光二极管组件的压降,同时要注意Q2或RL的功率和散热问题。

2022/10/25 晚