电子小制作

青少年电子技师活动教材江苏省青少年电子技师认定活动组织委员会2008.4面包板2前言此本《面包板实验电路》书，是配合我省2008年青少年电子技师认定活动（以下简称“认定活动”）新编的一本教材，也是我省自2001年开展“认定活动”以来编写的第三本同类书籍。该书新编入了40个实验电路，每个电路配有简单的原理说明、原理图及装配示意图。是一本非常适合刚起步的的中、小学生开展电子技术科普活动的好教材。这本书与前两本不同点，是所有电路全部选择了集成电路为主要的元器件。主要考虑是让同学们能跟上电子技术发展的步伐，学会运用电子新元件的能力，这对他们今后的成长会有所帮助。书中实验1-20号电路是以555时基集成电路为主；实验21-30号电路是以CD-4069六“非”门集成电路为主；实验31-40号电路是以NE567（LM567）频率解码专用集成电路为主。希望同学们通过实验，能提高识图能力，掌握集成电路的功能和运用，近而能大胆创新，争取在面包板上能开发出更新颖、更实用的电子电路。面包板是一种插孔式试验电路板，具有免焊接、快捷、方便、省钱等优点。不动用电烙铁，一套电子元器件可反复在面包板上搭载出千变万化的电子线路。通过此活动载体的实践，可激发中小学生对电子科技强烈的求知欲望，使他们逐步掌握一定的电子技术技能，在后续的学习和工作道路上将具有较强的竞争实力和创新能力。为保证活动健康，有序的进行，活动组委会办公室将统一供应本教材中的面包板电路套件。有关“认定活动”的详细信息可浏览江苏省青少年科技中心网：www.js5461.org中专题活动/电子技师栏目。本教材由张元庆执笔，金明钧审稿。由于编者水平有限，书中不当和疏漏之处在所难免，请广大教师和同学们在使用中多提宝贵意见。3江苏省青少年电子技师认定活动组委会2008年1月目录1.水位控制器………………22.光控电子鸟………………33.双音频门铃………………44.救护车音响电路…………45.警车音响电路……………56.声控延时灯………………67.声控楼梯灯………………68.红外线遥控延时灯………79.红外线遥控开关灯………710.光控频闪式警示灯………811.三极管好坏鉴别仪(一)…912.三极管好坏鉴别仪(二)…913.DC-DC升压输出电路……1014.电子定时催眠器…………1015.灵巧训练器………………1116.摸鼻子游戏电路…………1217.电子仿真蜡烛……………1218.模拟自然风电路…………1319.水开报警器………………1420.触摸式百灵鸟……………1521.开关电路…………………1622.水满报警器………………1723.光控双闪信号灯…………1824.电容测试仪………………1925.脉冲鉴别电路……………1926.声控延时电路……………2027.红外遥控延时电路………2128.光控电子鸟（一）………2229.光控电子鸟（二）………2330.模拟救护车警笛声………2431.电码练习器………………2532.双音频振荡器……………2633.频率检测仪………………2734.温度控制器………………2835.红外线自动开关…………2936.红外射击游戏机…………3037.抗干扰声控开关…………3138.载波遥控发射电路………32412345678153847628脚双列直插型电路符号A1A2++--12RS5K5K5K3486527139.载波遥控接收电路………3340.无线遥控电路……………34附录1.555实验电路元件表…35附录2.4069实验电路元件表…36附录3.567实验电路元件表…37555集成电路人们习惯称之为时基电路。它是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的组合集成电路。它设计新颖，构思奇巧，在波形产生、变换、调制、定时、计量、检测等电路中被广泛运用。因此，它备受专业设计人员和广大电子爱好者的青睐，在家用电子、医疗保健、节水节电、公共交通、声光报警、遥控遥测、微机接口等到处都有它的身影。555封装形式及电路符号管脚名称及功能：1.地2.触发3.输出4.复位5.控制电压6.阀值电压7.放电8.电源VDD555等效功能电路图555内部有两个电压比较器A1和A2、一个触发器、一个反向驱动器和一个放电三极管。两个比较器分别被3个5K电阻设定在2/3和1/3VDD工作点上，当比较器A1同相输入端（6）脚电压高于反相输入端（5）脚电NE-555集成电路实验5NE55510010010K+4.5VR3100R4100R110KR210KLED1LED2K1K2DC4.5V1234678NE555电路原理图插接示意图压时，R-S触发器才翻转；当比较器A2反相输入端（2）脚电压低于同相输入端1/3VDD时，R-S触发器便开始翻转。为了进一步理解其电路功能，并灵活应用555集成电路，下面用面包板做个实验，实验电路图和插接示意图如下：按插接示意图插好所有元件，接通4.5V电源，LED1亮，LED2不亮。因为555错误!未找到引用源。脚被电阻R1接在高电平，错误!未找到引用源。脚被电阻R2接于低电平，错误!未找到引用源。脚输出低电平，LED2不亮。由于R-S触发器此时输出高电平，内部三极管（放电管）导通，因此接在错误!未找到引用源。脚上的LED1发光。当按一下K1时，给错误!未找到引用源。脚输入一个低电平，比较器A2输出一个触发信号使触发器翻转，或非门2由高变低，经非门反向，错误!未找到引用源。脚输出高电平，LED2亮。由于R-S触发器此时输出低电平，内部三极管截止，LED1截止不亮。在此期间，如果你再按K1，电路也不会翻转，保持原状。当按一下K2时，给错误!未找到引用源。脚输入一个高电平，比较器A1输出一个触发信号使或非门1输出信号，或非门2由低再次变高，经非门反向，错误!未找到引用源。脚输出低电平，LED2不亮，电路又回到初始状态。通过实验得出以下结论：输出端错误!未找到引用源。脚的电平取决于错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。脚的电位。实验1水位控制器NE-555集成电路实验6NE555+4.5V插接示意图+MCBA75K25KR1R2R3100K1KVT8050R4C10uF+R41KVT18050MC10uFR3100KR225KR175KDC4.5VCBANE555123468电路原理图水位控制器的电路原理图及插接示意图如附图所示。图中555构成施密特触发器来完成水位控制功能。工作原理如下：附图中A、B、C是三个检测点。当水位上升到A点时，水泵停机，水位低于B点时，水泵工作，自动给水池加水。C点处于水池底部，它连接于电源VDD，当水位低于B点时，555错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。脚电压为0，错误!未找到引用源。脚输出高电平，VT1导通，继电器吸合，水泵工作。当水位到达B点时，C、B点在水的作用下被短路，使错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。脚电压等于R3/（R3+R2+R1）*VDD，等于1/2VDD（2.25V）。此电压大于错误!未找到引用源。脚（1/3）VDD，小于错误!未找到引用源。脚（2/3）VDD，错误!未找到引用源。脚维持高电平不变，继续加水。当水位到达A点时，C、B、A三点被短路，使错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。脚电压等于R3/（R3+R2）*VDD，等于（3.6V）。此电压大于错误!未找到引用源。脚（2/3）VDD，错误!未找到引用源。脚输出低电平，VT1截止，继电器断开，使水泵停止工作。实验2光控电子鸟本电路在不同的光照下，发出忽高忽低、变幻莫测的鸟叫声，非常有趣。电路中IC1、R1、R2、C1等元件组成一个低频振荡器，产生连续脉冲信号，控制IC2、R3、RG、C2等元件组成的高频振荡器。RG是光敏电阻，它的阻值会随照射光的强度而发生变化，当光照强时阻值变小，当光照弱时阻值变大。利用光敏特性来改变振荡器频率。连接好电路后，用手指在光敏电阻上晃动，根据手指晃动的快慢，发出多变的鸟叫声。NE-555集成电路实验7NE555+4.5V插接示意图NE555+R11KR2100KR31KRGR4100C147uFC2103VT19013BLR11KR2100KC20.01uFR31KRGBLR4100VT19013C147uFDC4.5VIC1IC2NE555NE55512346781234678电路原理图NE555+4.5V插接示意图++R17.5KC147uFK1VD14148VD24148R251KR37.5KR451KC2103C347uFBLR251KR37.5KR451KC20.01uFDC4.5VVD24148VD14148K1R17.5KC147uFC347uFBL1234678NE555电路原理图实验3双音频门铃双音频可以发出“叮咚”两个不同频率的声音。平时，555错误!未找到引用源。脚是通过R1、C1接地，555处于复位状态，错误!未找到引用源。脚输出低电平，扬声器无声。当按下K1时，VDD通过VD1向C1充电，使555错误!未找到引用源。脚很快呈现高电平，555开始振荡。同时VDD通过VD2向R3、R4、C2振荡网络提供工作电压，此时R2与K1和VD2呈并联电路，R2阻值变小，555振荡频率变高，产生（叮）声。当松开K1时，由于C1上电荷通过R1放电，使555错误!未找到引用源。脚仍为高电平，555仍将维持振荡状态，此时由R2、R3、R4、C2等组成的网络使振荡频率变低，产生（咚）声。随着C1逐步放电，直到555错误!未找到引用源。脚为低电平时，555再次复位，停止振荡，扬声器无声。NE-555集成电路实验8NE555+4.5V插接示意图NE555++R11KR2240KC12.2uFR34.7KR47.5KR5100KC2103C347uFBLR11KR2240KC12.2uFR34.7KR47.5KR5100KC20.01uFC347uFBLDC4.5VIC1IC2NE555NE555123467812345678电路原理图NE555+4.5V插接示意图NE555++R110KRP100KR24.7KC110uF8550VT1C2103C347uFR31KR451KBLR110KC110uFR24.7KR31KR451KC20.01uFC347uFBLDC4.5VIC1IC2NE555NE555123467812345678RP100KVT18550电路原理图实验4救护车音响电路本电路由两片时基集成电路所组成。IC1组成一个低频振荡器，IC2组成一个高频振荡器。由于IC2振荡器的电压控制端错误!未找到引用源。脚受控于IC1的低频方波。当IC1输出为低电平时，IC2的振荡频率变低。当IC1输出为高电平时，IC2的振荡频率变高。因此，从扬声器中就发出“嘀-嘟，嘀-嘟”的声音。改变R4、R5、C2的时间常数，IC2输出的音频就会发生相应变化。实验5警车音响电路在救护车音响电路的基础上稍加改动就会产生警车音响效果。三极管VT1基极接在IC1错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。脚，这样C1上端就会形成一连串的锯齿波形，由VT1发射极加到IC2的错误!未找到引用源。脚进行调制，调整RP1可调整发出（乌-哇，乌-哇）声的间隔时间，以达到比较逼真的警车声。NE-555集成电路实验9NE555+4.5V插接示意图RGR11KK0022RR31KR4100KR51MBC1104C2104C3100uFR6100LEDVT19013VT29013图理原路电DC4.5VVT19013VT29013BR2200KR11KC10.1uFR4100KR31KC20.1uFR51MC3100uFLEDR610012345678NE555555单稳态电路工作原理单稳态是一种临时或暂时现象，常用于延时或定时电路。用555做定时器十分方便，它外接一个电阻和一个电容器便可。当接通电源后，设错误!未找到引用源。脚无触发信号时，555处于稳定状态，错误!未找到引用源。脚输出低电平，内部触发器输出高电平，放电管VT1导通，电容器C上电