▲本文要分析的電路
看古裝劇時(shí),不時(shí)可以看到這樣的場(chǎng)景:有人從懷里掏出一個(gè)“火折子”,對(duì)著吹一吹就點(diǎn)著了火,覺得很神奇:
更加神奇的是,有才的電子工程師們,重新發(fā)明了火折子,也就是“電子火折子”,長(zhǎng)這樣:
同樣是吹一口氣,就會(huì)發(fā)熱,可以作為火種使用,所以又叫“一個(gè)靠吹的打火機(jī)”:
上面的圖片有點(diǎn)夸張,實(shí)際沒有明火,也不會(huì)有到處飄散的火星,我真人演示一下:
可以看到,對(duì)著電子火折子吹一口氣,發(fā)熱絲就會(huì)通電燒紅并發(fā)熱,持續(xù)幾秒鐘,可以點(diǎn)燃紙巾。
很好奇是怎么通過電子電路實(shí)現(xiàn)的,那就拆解看看!
說干就干,先剝皮:(商家說這是黑檀木)
剝皮后露出了一支鐵管,電路板就裝在里面:
拔出電路板,開始端詳,所謂初識(shí)廬山真面目:
下面開始一步步分析電路!
一、復(fù)原電路原理圖
電路板正面,全景圖:
電路板正面,標(biāo)注主要的元器件:
電路板反面,全景圖:
電路板反面,標(biāo)注主要的元器件:
根據(jù)電路板實(shí)物,復(fù)原對(duì)應(yīng)的電路原理圖:
二、電路原理分析
1、當(dāng)插入U(xiǎn)SB電源線時(shí)的相關(guān)電路。
USB的+5V電壓:對(duì)充電管理芯片U2進(jìn)行供電。
電容C2:對(duì)+5V電壓進(jìn)行電源濾波。
USB的+5V電壓:連到單片機(jī)U1的PA6腳,單片機(jī)可以檢測(cè)USB電源線的插入。這里可以做一個(gè)軟件的邏輯:PA6設(shè)為高阻輸入狀態(tài),當(dāng)檢測(cè)到USB電源線插入時(shí),不管是否有人吹氣,都不對(duì)發(fā)熱絲通電加熱。因?yàn)椴逯鳸SB電源線來使用,相對(duì)沒有那么安全。另外要注意,這個(gè)PA6腳能承受的耐壓要達(dá)到5V以上,否則可能會(huì)損壞。
電阻R5:在沒有USB電源線插入時(shí),將單片機(jī)U1的PA6腳拉到低電平。
2、充電管理芯片U2的相關(guān)電路。
充電管理芯片U2:型號(hào)為L(zhǎng)TH7。
電阻R6:設(shè)定充電電流的大小。計(jì)算公式為充電電流Ibat = 1000 / R6,所以2.2K歐姆對(duì)應(yīng)455mA的充電電流。
充電管理芯片U2的CHRG腳:做充電狀態(tài)指示,連接到單片機(jī)U1的PA5。PA5要設(shè)置為輸入且?guī)侠娮?。充電時(shí),CHRG輸出低電平給PA5。不充電時(shí),CHRG不對(duì)外輸出,PA5靠自身的上拉電阻保持為高電平。
發(fā)光二極管D1:?jiǎn)纹瑱C(jī)U1檢測(cè)到PA5為低電平時(shí),知道正在充電,于是將PA7設(shè)為低電平,點(diǎn)亮發(fā)光二極管D1,向用戶指示正在充電。值得說明的是,電路板實(shí)物沒有給二極管D1加上限流電阻。
3、在不吹氣時(shí),單片機(jī)U1檢測(cè)吹氣的電路。
電容C3:對(duì)電池電壓Vbat進(jìn)行電源濾波。
單片機(jī)U1的PA0腳輸出高電平,通過電阻R1,為麥克風(fēng)的1腳提供一個(gè)直流偏置電壓。
4、在吹氣時(shí),單片機(jī)U1檢測(cè)吹氣的電路。
紅色信號(hào)線:對(duì)著電子火折子吹氣時(shí),麥克風(fēng)接收到氣流聲,其1腳產(chǎn)生交流信號(hào),通過電容C1耦合送到三極管Q1基極,將三極管打開。
紫色信號(hào)線:?jiǎn)纹瑱C(jī)U1的PA1腳設(shè)為輸入并打開上拉電阻,三級(jí)管Q1打開時(shí),將PA1拉到低電平。單片機(jī)U1通過檢測(cè)和分析PA1的高低電平變化,來判斷是否有人在吹氣。只有在判斷為是在吹氣,電子火折子的發(fā)熱絲才會(huì)通電加熱。(這個(gè)判斷相當(dāng)有意思,一定要對(duì)著電子火折子吹氣才行,對(duì)著火折子大聲說話,甚至用力吹口哨,火折子都不會(huì)響應(yīng)。)
電阻R2:在沒有吹氣時(shí),將三極管Q1的基極固定在低電平,令三極管Q1關(guān)閉。
5、單片機(jī)U1將發(fā)熱絲通電加熱的電路。
紅色信號(hào)線:?jiǎn)纹瑱C(jī)U1判斷有人吹氣時(shí),將PA2腳輸出高電平。
紫色信號(hào)線:于是MOS管Q2導(dǎo)通,發(fā)熱絲通電加熱。
電阻R3:在PA2沒有輸出高電平時(shí),將MOS管Q2的g極固定在低電平,令MOS管Q2關(guān)閉。
另外,在發(fā)熱絲通電加熱時(shí),紅色的發(fā)光二極管D1也會(huì)同時(shí)點(diǎn)亮,讓發(fā)熱絲看起來燒得更紅,用戶體驗(yàn)更好。
三、最后
至此,電路原理分析完畢。
上述分析中,電路原理圖是根據(jù)電路板實(shí)物復(fù)原的,軟件相關(guān)的邏輯則是根據(jù)產(chǎn)品功能和電路原理做的推測(cè),如果有錯(cuò)漏的地方,還請(qǐng)大家指出。
本文分析了電子火折子的電路原理,如果您喜歡這篇文章,請(qǐng)一定要給文章點(diǎn)贊哦!
下次再見!