个性七彩小夜灯

上一期介绍了个性七彩小夜灯的设计和原理，本期介绍具体的制作和调试，马上开始动手吧。

PCB设计与制作

为了满足整体造型、体积以及底座功能的具体要求，本小夜灯PCB分为2块来设计。控制电路和电源电路分别布局在1块边长约87mm的正三角形电路板上，这2块电路板在安装时通过金属支撑柱来实现电气连接。控制电路和电源电路都比较简单，器件也相对较少，采用单面板即可满足布局要求。整个电路工作电压较低，工作电流也很小，PCB走线宽度和间距无特殊要求。布局好的电路板如图1所示。

PCB布局好后可以委托工厂加工，也可以自制。笔者制作电路所使用的PCB是用感光板自制的，如图2所示。

图1?PCB布局图

图2?用感光板自制的PCB

元件选择与电路制作

制作本小夜灯电路所需要的元器件不多，但各器件都应按要求选择。IC1选用SOP-28封装，IC2选用SOT-89封装。R1～R4均选用0805系列贴片电阻，C1、C3和C4均选用C型尺寸贴片钽电解电容，C2选用0805系列贴片电容，L1选用CD43型贴片线绕电感。XTAL1选用PBRC-B系列或与之兼容的其他型号贴片陶瓷振荡器，S1～S3均选用6mm×6mm小型直插按键。

为了便于将LED装入灯罩，并获得更好的混色效果，这里光源没有采用3个单色LED，而是采用了1个全彩LED。

图3?全彩LED引脚排列

全彩LED也叫七彩LED或三色LED，其内部封装有红色、绿色和蓝色三种颜色的LED管芯，它在使用时相当于3个LED。全彩LED内部各LED其中一端连在一起形成公共端，加上各LED的另一端它共有4个引脚，排列如图3所示（少数产品可能与此不同，具体以产品资料或实际测量为准）。根据公共端极性的不同，全彩LED可以分为共阴和共阳两种，按电路要求，这里采用后者。根据外观和制造工艺的不同，全彩LED又可以分为透明和雾状（类似磨砂灯泡的效果）两种，为了使光线更加自然、柔和，制作时最好选用后者。市场上全彩LED的尺寸规格多为Φ5，制作时选用这种规格即可。

BATT1为2节串联的AAA（7号）1.5V电池，制作时应通过配套的电池夹（电池盒）来安装。

电路中绝大部分器件为贴片器件，焊接时要特别仔细，以免出现短路、虚焊等缺陷。各器件焊接好后应对照电路原理图反复检查，若有错误和缺陷要及时改正和修补。为了方便调试，LED和电池夹可暂不安装，待调试结束后再另行安装。自制的PCB表面往往没有阻焊层，为了防止铜箔氧化影响电气性能和外观，电路焊接好后最好在PCB铜箔表面镀一层锡或涂一层松香酒精溶液。焊接完成并经过镀锡处理的电路板如图4所示。

图4?焊接好的电路板

图5?LED引脚的加工 图6?焊接好连接线的LED

调 试

小夜灯控制电路和电源电路相互独立，这两部分电路的调试也应分开进行，以免彼此牵扯而影响电路测试和故障判断。

控制电路调试前要预先对LED进行加工，以满足调试和安装的要求。加工时先将LED各引脚从靠近其根部的凸起处剪断，再将外侧的2个引脚向内侧弯折，如图5所示。之后在LED各引脚上分别焊接1根长约10mm的细导线，并在LED内侧的2个引脚的焊点处各套一小段热缩管以免短路，如图6所示。为了便于区分LED各引脚，各导线应选用不同的颜色且最好与所连接的引脚对应的LED的颜色一致。LED加工好后可以在灯罩上试装一下，若无法放入灯罩则应将LED外侧的2个引脚再向内侧弯折或将LED的“帽沿”剪去，必要时还需要重新焊接导线以减小焊点或改变焊点形状，从而满足安装要求。

控制电路调试时先将LED的连接线按电路原理图焊接在控制电路板上，再在控制电路板上两电源输入端以及RXD和TXD端各焊接1根导线，分别与4.5V电源和编程电路相连。以上均为临时性连接，因而对焊接质量以及外观没有太高要求。为了能够持续准确地检测电路，调试应使用稳压电源，不要使用电池。电路连接妥当后仔细检查几遍，确认无误后即可上电将程序下载至单片机内，之后重新上电对按键功能和LED状态进行全面测试。本电路及程序相对比较简单，调试一般不会有太大问题，但有一点要特别注意。本电路的待机电流不应超过1μA（正常情况下一般约为0.1μA），待机电流偏大（功耗偏高）时要仔细检查电路和程序，而不能轻易忽略，否则在实际使用时会浪费电池电能。此外，在调试过程中若发现LED的亮度或混色效果不理想，可以通过适当调整R2～R4的阻值来改善。

电源电路调试时，在电源电路板上两电源输入端各焊接1根导线与3V电源相连，这里同样使用稳压电源来调试。上电后在空载的情况下测量电路的输出电压，此时应略高于4.5V，如果偏差较大应立即断电检查电路。同样在空载的情况下测量电路的输入电流，此时应