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火折子电路原理

作者:曹兰怡发布时间:2021-06-26 11:10:23

▲本文要分析的电路

看古装剧时,不时可以看到这样的场景:有人从怀里掏出一个“火折子”,对着吹一吹就点着了火,觉得很神奇:

更加神奇的是,有才的电子工程师们,重新发明了火折子,也就是“电子火折子”,长这样:

同样是吹一口气,就会发热,可以作为火种使用,所以又叫“一个靠吹的打火机”:

上面的图片有点夸张,实际没有明火,也不会有到处飘散的火星,我真人演示一下:

可以看到,对着电子火折子吹一口气,发热丝就会通电烧红并发热,持续几秒钟,可以点燃纸巾。

很好奇是怎么通过电子电路实现的,那就拆解看看!

说干就干,先剥皮:(商家说这是黑檀木)

剥皮后露出了一支铁管,电路板就装在里面:

拔出电路板,开始端详,所谓初识庐山真面目:

下面开始一步步分析电路!

一、复原电路原理图

电路板正面,全景图:

电路板正面,标注主要的元器件:

电路板反面,全景图:

电路板反面,标注主要的元器件:

根据电路板实物,复原对应的电路原理图:

二、电路原理分析

1、当插入USB电源线时的相关电路。

USB的+5V电压:对充电管理芯片U2进行供电。

电容C2:对+5V电压进行电源滤波。

USB的+5V电压:连到单片机U1的PA6脚,单片机可以检测USB电源线的插入。这里可以做一个软件的逻辑:PA6设为高阻输入状态,当检测到USB电源线插入时,不管是否有人吹气,都不对发热丝通电加热。因为插着USB电源线来使用,相对没有那么安全。另外要注意,这个PA6脚能承受的耐压要达到5V以上,否则可能会损坏。

电阻R5:在没有USB电源线插入时,将单片机U1的PA6脚拉到低电平。

2、充电管理芯片U2的相关电路。

充电管理芯片U2:型号为LTH7。

电阻R6:设定充电电流的大小。计算公式为充电电流Ibat = 1000 / R6,所以2.2K欧姆对应455mA的充电电流。

充电管理芯片U2的CHRG脚:做充电状态指示,连接到单片机U1的PA5。PA5要设置为输入且带上拉电阻。充电时,CHRG输出低电平给PA5。不充电时,CHRG不对外输出,PA5靠自身的上拉电阻保持为高电平。

发光二极管D1:单片机U1检测到PA5为低电平时,知道正在充电,于是将PA7设为低电平,点亮发光二极管D1,向用户指示正在充电。值得说明的是,电路板实物没有给二极管D1加上限流电阻。

3、在不吹气时,单片机U1检测吹气的电路。

电容C3:对电池电压Vbat进行电源滤波。

单片机U1的PA0脚输出高电平,通过电阻R1,为麦克风的1脚提供一个直流偏置电压。

4、在吹气时,单片机U1检测吹气的电路。

红色信号线:对着电子火折子吹气时,麦克风接收到气流声,其1脚产生交流信号,通过电容C1耦合送到三极管Q1基极,将三极管打开。

紫色信号线:单片机U1的PA1脚设为输入并打开上拉电阻,三级管Q1打开时,将PA1拉到低电平。单片机U1通过检测和分析PA1的高低电平变化,来判断是否有人在吹气。只有在判断为是在吹气,电子火折子的发热丝才会通电加热。(这个判断相当有意思,一定要对着电子火折子吹气才行,对着火折子大声说话,甚至用力吹口哨,火折子都不会响应。)

电阻R2:在没有吹气时,将三极管Q1的基极固定在低电平,令三极管Q1关闭。

5、单片机U1将发热丝通电加热的电路。

红色信号线:单片机U1判断有人吹气时,将PA2脚输出高电平。

紫色信号线:于是MOS管Q2导通,发热丝通电加热。

电阻R3:在PA2没有输出高电平时,将MOS管Q2的g极固定在低电平,令MOS管Q2关闭。

另外,在发热丝通电加热时,红色的发光二极管D1也会同时点亮,让发热丝看起来烧得更红,用户体验更好。

三、最后

至此,电路原理分析完毕。

上述分析中,电路原理图是根据电路板实物复原的,软件相关的逻辑则是根据产品功能和电路原理做的推测,如果有错漏的地方,还请大家指出。

本文分析了电子火折子的电路原理,如果您喜欢这篇文章,请一定要给文章点赞哦!

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