电子蜡烛的设计

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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

业

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

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

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3.4.3 ……………………..

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。

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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。

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

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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。

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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3-1 3.2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

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9V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1—1（参照测试电路 0℃

参数 输出电压 符号 Vo 条件 Tj=25° 5.0mA<=Io<=1.0A,Po<=15W Vi=11.5V~24V 线性调整率 最小 8.65 8.6 典型 9 9 最大 9.35 9.4 单位 V Regline Tj=25℃ V1=11.5~25V V2=12~17V - - - - - - - - 6 2 12 4 5.0 - - -1 180 90 180 90 8.0 0.5 1.3 - mV 负载调率 Regload Tj=25℃ Io=5mA~1.5A mV Io=250~750mA 静态电流 静态电流变化 输出电压漂移 w

IQ △IQ Tj=25℃ Io=5mA~1.0A V1=11.5~26V mA mA △Vo/△T Io=5mA mV/℃ 输出噪声电压 纹波抑制 输出电阻 短路电流峰值电流 VN f＝10~100Hz ，TA=25℃ - 58 - Ua/Vo VDrop rO IPK Io=1A, Tj=25℃ f＝1KHz Tj=25℃ - - - 2 17 2.2 - - - V m A 短路电流 ISC Vi=35V TA=25℃ - 250 - mA 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

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。

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3.3.3 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3-4

e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β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(β=βlβ2)，且允许输出较大电流，即电流放大倍数也很高(α=α1α2)。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

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。

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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 Rectifier），简称SCR，1957年问世后逐步形成新兴的电力电子学科晶闸管在六七十年代获得迅速发展，除器件的性能与典雅、电流容量不断提高外，还派生出快速晶闸管、可关断晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管、双向晶闸管等，形成晶闸管系列。 2.晶闸管的结构

晶闸管是一种四层半导体器件，具有三个PN结，有三个引出极，阳极（A）、阴极（K）、门极（G），其外形符号如图3-5所示。 图3-5

常用有螺旋栓式与平板式，外形符号如图3-6所示。 图3-6

3.晶闸管的工作原理，如图3-7所示：

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