LED 顯示屏的晶體管控制開(kāi)關(guān)

    圖 1 所示的 Science Fair 150 合 1 電子項(xiàng)目套件頁(yè)面中的電路將稍作修改。將使用無(wú)焊面包板和現(xiàn)代電子元件來(lái)討論和說(shuō)明經(jīng)典電路。此外，還將使用 Multisim Live 和 Autodesk TinkerCAD 電路在線建模環(huán)境介紹電路分析和無(wú)焊面包板布局。，我將整合一個(gè)M5Stack Core微控制器來(lái)升級(jí)手動(dòng)按鈕切換操作。
       圖 1.  Science Fair 150 合 1 電子項(xiàng)目套件。圖片由Informit提供。

    在 Science Fair 150 合 1 電子項(xiàng)目套件實(shí)驗(yàn)室手冊(cè)的第 40 頁(yè)上，如圖 2 所示，有一個(gè)經(jīng)典電路說(shuō)明了晶體管（即電子開(kāi)關(guān)）的基本應(yīng)用。典型科學(xué)博覽會(huì)電子項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室手冊(cè)的傳統(tǒng)布局提供了電路的簡(jiǎn)短技術(shù)描述和操作。

    圖 2.  LED 顯示實(shí)驗(yàn)室手冊(cè)項(xiàng)目頁(yè)面的晶體管控制切換。圖片由 Electronique 提供。
    技術(shù)描述和電路操作包括接線圖和順序。電子電路使用的技術(shù)描述是為了讓愛(ài)好者了解電子領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)和符號(hào)。技術(shù)說(shuō)明的右側(cè)提供了顯示電子元件連接的詳細(xì)接線圖。插圖下方提供了顯示該圖文本版本的接線順序。
    選擇現(xiàn)代組件
    可以使用現(xiàn)成的電子元件構(gòu)建緊湊的現(xiàn)代電路版本。電子電路原理圖上所示的2SB和2SC晶體管可以使用互補(bǔ)的PNP和NPN晶體管來(lái)替換。2SB元件可以用2N3906 PNP晶體管代替。2SC 晶體管的替代品是 2N3904 NPN 晶體管（2N3906 的補(bǔ)充）。與新的硅 2N3906 晶體管相比，原來(lái)的 2SB 是 PNP 鍺元件。令人驚訝的是，2SC711 NPN 晶體管是硅元件。
    7段LED顯示屏是一種共陰極（CC）光電器件。該組件可以替換為 Avago HDSP-5503 CC 光電組件或同等組件。，通過(guò)按下套件附帶的按鍵來(lái)操作電子電路。普通的觸覺(jué)按鈕開(kāi)關(guān)將取代原始項(xiàng)目中使用的鑰匙。
    使用 TinkerCAD 設(shè)計(jì)新電路
    使用替換部件和一些分立電阻器可以輕松完成電子項(xiàng)目構(gòu)建。半尺寸無(wú)焊面包板可以使用原始電子電路原理圖來(lái)容納元件的放置和接線。
    如圖 3 所示，AutoDesk TinkerCAD Circuits 在線平臺(tái)允許在無(wú)焊面包板上放置虛擬電子元件。在線建模平臺(tái)還允許測(cè)試在無(wú)焊面包板上完成的電路。此外，這種虛擬測(cè)試功能可確保在構(gòu)建物理設(shè)備之前正確的電路操作。
      圖 3. 使用 TinkerCAD Circuits 創(chuàng)建的電氣接線圖。圖片由作者提供。
    無(wú)焊面包板可以輕松地安裝元件和電線，如圖 4 所示。

    晶體管控制 LED 開(kāi)關(guān)電路的原型構(gòu)建

    圖 4. 電路原型構(gòu)建。圖片由作者提供。

    使用 KiCad 設(shè)計(jì)電路并創(chuàng)建 PCB 布局

    如圖5所示，我們還可以使用KiCad來(lái)設(shè)計(jì)電子電路原理圖。
    晶體管控制 LED 開(kāi)關(guān)顯示屏的 KiCad 原理圖
    圖 5.  KiCad 電子電路原理圖。圖片由作者提供。
    KiCad 的優(yōu)點(diǎn)是可以將電子電路原理圖轉(zhuǎn)換為印刷電路板 (PCB) 產(chǎn)品布局，如圖 5 所示?？梢允褂脽o(wú)焊面包板作為零件放置指南來(lái)輔助 PCB 布局。如果需要，可以使用 CAD 設(shè)計(jì)外殼，然后使用 3D 打印機(jī)進(jìn)行制造，從而制作出美觀的產(chǎn)品。

    晶體管控制開(kāi)關(guān) LED 顯示項(xiàng)目的 3D PCB 圖像

    圖 6.  LED 顯示項(xiàng)目的晶體管控制開(kāi)關(guān)的 3D PCB 圖像。圖片由作者提供。