▲本文要分析的電路
看古裝劇時,不時可以看到這樣的場景:有人從懷里掏出一個“火折子”,對著吹一吹就點著了火,覺得很神奇:
更加神奇的是,有才的電子工程師們,重新發明了火折子,也就是“電子火折子”。
同樣是吹一口氣,就會發熱,可以作為火種使用,所以又叫“一個靠吹的打火機”:
上面的圖片有點夸張,實際沒有明火,也不會有到處飄散的火星,我真人演示一下:
可以看到,對著電子火折子吹一口氣,發熱絲就會通電燒紅并發熱,持續幾秒鐘,可以點燃紙巾。
很好奇是怎么通過電子電路實現的,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,所謂初識廬山真面目:
下面開始一步步分析電路!
一、復原電路原理圖
電路板正面,全景圖:
電路板正面,標注主要的元器件:
電路板反面,全景圖:
電路板反面,標注主要的元器件:
根據電路板實物,復原對應的電路原理圖:
二、電路原理分析
電容C2:對+5V電壓進行電源濾波。
USB的+5V電壓:連到單片機U1的PA6腳,單片機可以檢測USB電源線的插入。這里可以做一個軟件的邏輯:PA6設為高阻輸入狀態,當檢測到USB電源線插入時,不管是否有人吹氣,都不對發熱絲通電加熱。因為插著USB電源線來使用,相對沒有那么安全。另外要注意,這個PA6腳能承受的耐壓要達到5V以上,否則可能會損壞。
電阻R5:在沒有USB電源線插入時,將單片機U1的PA6腳拉到低電平。
2、充電管理芯片U2的相關電路。
充電管理芯片U2:型號為LTH7。
電阻R6:設定充電電流的大小。計算公式為充電電流Ibat = 1000 / R6,所以2.2K歐姆對應455mA的充電電流。
充電管理芯片U2的CHRG腳:做充電狀態指示,連接到單片機U1的PA5。PA5要設置為輸入且帶上拉電阻。充電時,CHRG輸出低電平給PA5。不充電時,CHRG不對外輸出,PA5靠自身的上拉電阻保持為高電平。
發光二極管D1:單片機U1檢測到PA5為低電平時,知道正在充電,于是將PA7設為低電平,點亮發光二極管D1,向用戶指示正在充電。值得說明的是,電路板實物沒有給二極管D1加上限流電阻。
3、在不吹氣時,單片機U1檢測吹氣的電路。
電容C3:對電池電壓Vbat進行電源濾波。
單片機U1的PA0腳輸出高電平,通過電阻R1,為麥克風的1腳提供一個直流偏置電壓。
4、在吹氣時,單片機U1檢測吹氣的電路。
紅色信號線:對著電子火折子吹氣時,麥克風接收到氣流聲,其1腳產生交流信號,通過電容C1耦合送到三極管Q1基極,將三極管打開。
紫色信號線:單片機U1的PA1腳設為輸入并打開上拉電阻,三級管Q1打開時,將PA1拉到低電平。單片機U1通過檢測和分析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,電子火折子的發熱絲才會通電加熱。(這個判斷相當有意思,一定要對著電子火折子吹氣才行,對著火折子大聲說話,甚至用力吹口哨,火折子都不會響應。)
電阻R2:在沒有吹氣時,將三極管Q1的基極固定在低電平,令三極管Q1關閉。
5、單片機U1將發熱絲通電加熱的電路。
紅色信號線:單片機U1判斷有人吹氣時,將PA2腳輸出高電平。
紫色信號線:于是MOS管Q2導通,發熱絲通電加熱。
電阻R3:在PA2沒有輸出高電平時,將MOS管Q2的g極固定在低電平,令MOS管Q2關閉。
另外,在發熱絲通電加熱時,紅色的發光二極管D1也會同時點亮,讓發熱絲看起來燒得更紅,用戶體驗更好。
三、最后
至此,電路原理分析完畢。
上述分析中,電路原理圖是根據電路板實物復原的,軟件相關的邏輯則是根據產品功能和電路原理做的推測,如果有錯漏的地方,還請大家指出。
本文分析了電子火折子的電路原理,如果您喜歡這篇文章,請一定要給文章點贊哦!
審核編輯:湯梓紅
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