本帖最后由 799946503 于 2011-12-13 15:24 编辑
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基本原理通过之后开始着手PCB制作。
(以上主要谈理论,以下主要联系实际) 萌生了一个做成模块化的想法,即分开做主板、扩展模块,扩展模块可以任意多个级联在一起,根据需要任意实现双10、20、30、……、100段的显示。
经过多次修改,最终实现的功能如下:
1、双路带峰值保持的LED电平表。每套需要一块主板(起控制作用),和若干块扩展板(起显示作用)。
2、板上运放有6倍多增益,满量程输入电压可以低至0.2v左右。
3、通过调节3296电位器,最大输入信号范围可达正负50v。
4、以双10段为单位任意级联扩展,组成双10、20、30、40……段电平表,理论最多可达双100段(根据LM3914的DATASHEET)。
5、最低供电电压直流4.5v,极限20v,推荐范围5~9v。不建议太高电压、会使温度过高。
6、LED恒流驱动,不必稳压,电源在范围内任意波动依然稳定,因此可直接用经过整流滤波的交流4~6V左右的变压器。
7、节能,静态电流50mA左右,每双10段的电流最大值150mA左右。双40段、使用5V开关电源、用作音频电平表时,平均功耗一般小于1w。
设计的特点如下:
1、把324整形、4060振荡、4052模拟开关、最高位扩展板的模式控制电路做在主板上;3914和20个LED、4053模拟开关做在扩展板上。
2、由于显示段数比较多,所以设计的比较紧凑,LED间距2.5mm,可以使用2x3x4或者2x5x7的方形LED,尽量找根部无边的,有边的可能放不下,最简单的方法是用大点的指甲剪把边剪掉,也可以用挫磨平。
3、把那种双排座的脚拔掉(很容易拔的),用来定位LED,可以使LED很整齐。
4、LED间最好自己另加隔光措施,效果会更好,可以用黑色记号笔把所有LED侧面涂黑。或者把不透光的纸粘在LED之间等。
5、板子是硬画的,没弄什么网络表。模拟部分走线尽量一点接地。数字部分尽量最短走线。
6、安装固定螺丝时需要在板子两面垫绝缘的垫片,因为设计太紧凑,走线和螺丝孔距离太近。
7、每个扩展板上的LM3914的MODE脚交给它的上一位扩展板来控制,能最优利用板子空间。
8、每个扩展板都预留了4053的位置,但每三个扩展板装一个即可,其余的空着不装 ======================================================================================================================= 板子到了,开始安装:(以双40段为例)
准备工作:
1、需要烙铁、松香、焊锡等基本工具,要求有一定的焊功,烙铁最好接地。
2、需要万用表(最好是数字的),档次无要求,830都可以,但要熟练基本使用。
3、带着充足的信心及平和的心态。
4、释放身上的静电,可以摸接地的金属机箱、水管等
模块概况:由一块主板(正方形)和若干块扩展板(长方形)组成。把他们连接在一起并适当的设置跳线,装好元件,就能实现带峰值保持的电平指示。每个扩展板增加双10段显示。
第一大步:将主板和扩展板连接在一起:
1、把所有的pcb带有“JAGGY STUDIO”字样的面面向自己,并把主板放在最左边,扩展板依次向右排列,排成一横行,准备连接。
2、将所有的pcb连接在一起,利用每个pcb的两个边缘的焊盘进行连接(以下简称“板边连接器”)。这里有“硬连接”、“软连接”两种连接方式,请任选一种适合自己的方法:
①硬连接法:
a、定位:把两个40p双排针座插在在扩展板pcb下面、两行LED的位置上(注意只是插在那里,不要焊上),使扩展板之间的相互位置大致确定;(这样能使装配完成之后的LED排列更整齐) b、用堆锡法将所有板之间相邻的板边连接器连接在一起。注意:暂时只连接板子之间VEE、CON、VCC、GND、MOD、REF、SIG这7对连接器。 c、把板子翻过来,在背面把这7对连接器也连接在一起。以增加机械强度。 (主板可以直接凭感觉对准。)
②软连接法: 使用导线、铜线、跳线、剪下来的电阻腿等任意导体,将两板之间相邻的连接器连接在一起。同样只连接上面提到的7对连接器。 (两种方法各有利弊:硬连接法操作简单,但需要细心,连接时要尽可能保持所有板子在同一平面上,利于以后往器材上固定,且连接之后不能受太大扭曲力否则有损坏连接处的可能;软连接法焊接比较麻烦,但板间相对位置更自由,甚至可以把多个扩展板安装在器材的一个曲面上,尽情发挥无限创意。缺点是接下来的装配过程中注意不要频繁弯折连接处,避免导线折断)
二、设置扩展板上的跳线:
3、仍然把带有“JAGGY STUDIO”字样的面向自己。 (以下的4~9步骤,可以看图设置,然后直接进入第三大步。以下的文字说明供参考。)
4、从左往右依次编号:主板编号为M,然后从离主板最近的扩展板开始,向右开始依次编为X、Y、Z、X、Y、Z……。有多少编多少。
5、在所有编号为X、Y的板子之间,连接Y1、Z1、Y0、Z0共四个板边连接器。
6、在所有编号为Y、Z的板子之间,连接Z1、Z0共两个板边连接器。
7、在所有编号为X的板子上,连接两个X跳线;在所有编号为Y的板子上,连接两个Y跳线;在所有编号为Z的板子上,连接两个Z跳线,
8、在离主板最近的那一个扩展板上,连接A跳线;在离主板最远的那一个扩展板上,连接B跳线。
第三大步:安装元件
9、从扩展板开始安装,把板子元件面向上。先从IC2说起,只有编号为X的扩展板需要安装IC2(CD4053)。其余的扩展板均空着不装。还有特例: 当离主板最远的那个扩展板恰好为X时,该板不用装CD4053。
10、再安装所有扩展板的R1(20千欧)、R2(不小于417欧)。R2决定LED的电流,公式:Iled=3.125/R2。(标准单位:安,欧姆)。附速查一览表和取值建议:使用普通有色LED时,建议增加电流,选430欧的;使用透明的高亮LED时,如果LED直接露在面板外面,可以考虑适当增大阻值,避免太耀眼;如果经过黑色有机玻璃之类的深色东西滤光,建议提高亮度选430欧的。
11、安装所有IC1的ic座(LM3914)。注意ic缺口方向一致,方向和CD4053是反的。
12、扩展板告一段落,开始主板,一般按照元件高度,从低到高的顺序安装。先是电阻二极管之类的,然后是IC座,再然后是电容,电位器,功率管,接线端子等。按照元件位置图装就行了。
元件概况: IC1 CD4052 IC2 CD4060 IC3 LM324 D1-D7 1N4148(注意正负极) Q1-Q2 TIP127 Q3 8050 R1-R2,R5-R12 20千欧 R3-R4,R15-R16,R18-R19 3.3千欧 R13 100千欧 R14 470千欧 R17 430欧 VR1-VR2 10千欧 C1-C2 4.7uf C3-C4 2.2-10uf(看说明) C5-C6 22-100uf(看说明) C7 100uf C8 220pf(221)板上错标成了C18 C9 0.1uf(104)不装也可 D8 1N4007(看说明) 接线端子附近还有个未标号元件,看说明。
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