14. 电路设计案例01:按键开关控制LED灯

14.1. 简介


使用实验箱套件完成一个纯电路设计,不使用micro:bit编程完成对一颗LED的控制。

14.2. 硬件连线图


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  • 使用香蕉线按如上图连接电路,电池盒内放入2颗7号AAA电池。

14.3. 主要元件介绍


按钮开关

  • 按键开关主要是指轻触式按键开关,也称之为轻触开关。按键开关是一种电子开关,属于电子元器件类,使用时以满足操作力的条件向开关操作方向施压开关功能闭合接通,当撤销压力时开关即断开,其内部结构是靠金属弹片受力变化来实现通断的。

  • 在电路原理图中使用如下电路符号表示。

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LED

  • LED全称发光二极管,它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。使用二极管时要严格区分正负极,正极接电源负极接地,否则会造成二极管反向击穿,元件损坏。

  • 在电路原理图中使用如下电路符号表示。

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电阻

  • 电阻器(Resistor)在日常生活中一般直接称为电阻。是一个限流元件,将电阻接在电路中后,它可限制通过它所连支路的电流大小。理想的电阻器是线性的,即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。即欧姆定律(在同一电路中,通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。)

  • 欧姆定律及电路符号如下图所示。

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14.4. 电路分析


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  • 2节7号AAA电池的电压为3V,即额定电压3V,LED的额定工作电流为30mA,根据欧姆定律计算,电阻值为100Ω。故需要串联一个100Ω电阻限流,否则会因为电流过大而烧坏LED。

  • 当按钮按下,电路导通,LED灯亮起。

14.5. 结论


  • 按下按钮开关,LED灯亮起。

14.6. 思考


  • 如何用电位器控制LED灯的亮度,如何设计电路。

14.7. 常见问题


14.8. 相关阅读