LED臺燈設(shè)計與制作

LED臺燈設(shè)計與制作演示文稿目前一頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點一、教學安排本實習項目是“機—電—計”一體化的綜合實踐項目，是一門實踐性較強的課程。教學手段課堂講解、現(xiàn)場演示及訓練場地實際指導操作實訓時間：9天目前二頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點教學目的和要求

一、了解各加工設(shè)備的加工特點，并具有較強的操作技能；二、了解典型工業(yè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與制造過程；三、初步掌握protel軟件的使用方法與lpkf快速pcb制作方法;

四、拓展學生的知識面，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力和開展科技活動的能力。五、培養(yǎng)學生的工程意識與工程素質(zhì)，為今后的學習與工作奠定基礎(chǔ)。目前三頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點主要內(nèi)容介紹制作項目：“LED臺燈設(shè)計與制作”制作過程分為三個模塊：1、LED臺燈各部件設(shè)計與加工（機械部分）通過車、銑、線切割、等工種對LED臺燈的各部件進行加工；2、印刷電路板pcb制作（電氣部分）利用lpkf快速pcb制作系統(tǒng)對LED臺燈的燈板電路進行設(shè)計與加工，并完成元器件的安裝、焊接與調(diào)試。3、零部件裝配（裝配部分）通過鉗工對LED臺燈的各零部件進行裝配。目前四頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點實習安排設(shè)計

LED臺燈設(shè)計lpkf快速pcb制作系統(tǒng)一天機械部分

臺燈底座——銑床、磨床、鉗工、線切割（設(shè)計與加工）一天半支柱————車床（設(shè)計與加工）一天半燈罩————線切割、鉗工（設(shè)計與加工）一天裝配————鉗工（設(shè)計與加工）一天目前五頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點電氣部分

印刷電路板（PCB）設(shè)計機房需要安裝protel、CircuitCAM軟件一天印刷電路板（PCB）加工快速pcb制作系統(tǒng)一天

印刷電路板（PCB）焊接調(diào)試電烙鐵一天目前六頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點二、LED臺燈設(shè)計方案LED臺燈實物和工作原理圖目前七頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點LED臺燈方案的設(shè)計思路是：首先要將高壓的交流電變換成低壓的直流恒流源，才能點亮LED光源。使用最經(jīng)濟有效的方法降壓和進行交直流變換是設(shè)計的首要考慮，當今便攜式電子產(chǎn)品使用交流電源的交直流降壓變換器——適配器(Adapter)就成了既經(jīng)濟實惠、又現(xiàn)成、又好用的首選。一）電氣部分目前八頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點1、LED優(yōu)點

1）.體積?。篖ED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常的小，非常的輕。2）.耗電量低：LED耗電相當?shù)?，一般來說LED的工作電壓是3.2-3.6V。工作電流是0.02-0.03A。這就是說：它消耗的電能不超過0.1W。3）.使用壽命長：在恰當?shù)碾娏骱碗妷合拢琇ED的使用壽命可達10萬小時4）.高亮度、低熱量：LED使用冷發(fā)光技術(shù)，發(fā)熱量比普通照明燈具低很多。5）.環(huán)保：LED是由無毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會造染，同時LED也可以回收再利用。（一）LED優(yōu)點及電器元件的介紹目前九頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點2、電源：USB電源供電1）電壓：+5V是標準值，允許有一定的偏差，計算機USB口的供電電壓在4.75~5.25V之間都符合USB協(xié)議的規(guī)范。2）電流：是+5V的電流，USB協(xié)議規(guī)定最大值為500mA，也就是單個USB口最大輸出功率是2.5W。目前十頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點3、光源：LED發(fā)光二極管LED（LightEmittingDiode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附

在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。目前十一頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點4、LED發(fā)光二極管主要參數(shù)：

光管直徑

5mm

發(fā)光顏色

純白色

正常工作電壓

3.2-3.6V

正常工作電流

20mA

最大反向電壓

5V

目前十二頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點5、開關(guān)

控制LED燈的電源通斷

目前十三頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點燈杯與燈罩燈板(要求學生自己設(shè)計加工)

目前十四頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點（二）、PCB印刷電路板設(shè)計

介紹protel軟件的基本使用方法，包括：原理圖繪制、元件庫制作、PCB設(shè)計、封裝庫制作、制造輸出等。（下圖sch文件）目前十五頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點原理圖要求：由于USB電壓5V，電流500mA，兩兩LED串聯(lián)再并聯(lián)。每組12個LED。PCB圖要求：燈板設(shè)計為圓形，直徑為36mm，

LED布局合理、布線盡量不交叉。參數(shù)設(shè)置：單面板導線寬度1mm焊盤直徑2mm孔徑0.9mm。

右圖pcb文件

目前十六頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點（三）、制造輸出以Protel99設(shè)計單面板為例子，導出Gerber數(shù)據(jù)：設(shè)置圖層輸出文件*.GBLBottomlayer底層圖形（Gerber)文件*.GKOKeepoutlayer外框禁止布線層（Gerber)文件目前十七頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點設(shè)置NCDrill鉆孔刀具表及文件數(shù)據(jù)

*.DRR鉆孔刀具表*.TXT鉆孔文件數(shù)據(jù)目前十八頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點（四）創(chuàng)建CAM文件*.GBL底層圖形（Gerber)文件*.GKO外框禁止布線層（Gerber)文件*.DRR鉆孔刀具表*.TXT鉆孔文件數(shù)據(jù)目前十九頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點

文件名數(shù)據(jù)類型CircuitCAM一般導入選擇【Gerber格式數(shù)據(jù)文件】*.GBL底層數(shù)據(jù)BottomLayer*.GKO外框?qū)訑?shù)據(jù)BoardOutline【NCDrill（Excellon）格式數(shù)據(jù)文件】*.DDRNCDrill鉆孔刀具表ProtelxdrrExcmilInch23AbsLead*.TXT鉆孔層數(shù)據(jù)DrillPlated（五）、用CircuitCAM軟件做數(shù)據(jù)處理1，打開CircuitCAM，選取對應模板，單、雙面板，則選取“Default”選取項；

2，用CircuitCAM導入各數(shù)據(jù)文件，并使之一一對應好相關(guān)層的關(guān)系；目前二十頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點3，在CircuitCAM軟件的圖形界面中對PCB板進行數(shù)據(jù)處理：【設(shè)置外形】分板外形邊框切割軌跡；【設(shè)計規(guī)則檢查】檢查導線間距以便選擇合適的刀具；【絕緣計算】沿著焊盤和線路周圍生成絕緣包絡(luò)線，大面積剝銅方式的刀具加工軌跡；【文字編輯】加載漢字，注意陰刻還是陽刻等；4，導出文件CircuitCAM軟件可編輯修改的*.CAM圖形、驅(qū)動機器加工的*.LMD文件。目前二十一頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點（六）、PCB快速制作制作

ProtoMatH100是一個數(shù)控加工中心，采用機械鉆銑的方法制作電路板，配有隔音罩、吸塵器，是環(huán)保型的實驗室制作系統(tǒng)。

BoardMaster控制軟件：1，選擇適當?shù)墓ぷ髂０澹?.phs），導入需加工的*.LMD文件數(shù)據(jù)；2，定義好加工范圍，實際位置、確定是否拼版等，并保存好需加工的文件（*.Job)；3，按照菜單上的加工項PHASE下拉菜單提示的順序進行加工。目前二十二頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點采用LPKF制作一塊單面板包含下列步驟：MarkingDrills（打?qū)蚩祝〥rillingPlated(鉆鍍通孔）Info，Plating（在孔金屬化設(shè)備上電鍍通孔）ReadBottom（底層靶標識別）MillingBottom（銑底面圖）Readtop（頂層靶標識別)MillingTop（銑底面圖形)DrillingUnplated(鉆非金屬孔)CuttingInside（切割內(nèi)槽）CuttingOutside（切割外形）注：紅色字體部分為單面板加工選項。目前二十三頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點（七）、LED插裝與焊接1、注意二極管的正負極不要弄錯，長管腳為正，短管腳為負。2、烙鐵焊接:

手工焊接用烙鐵焊接時，要求使用少于25W（最高不超過30W）的烙鐵,而且烙鐵的溫度必須保持

不高于300℃，一般建議在260℃以。焊接時間不要超過3秒。

目前二十四頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點（八）、連接圖：LED燈開關(guān)USB目前二十五頁\總數(shù)三十三頁\編于十四點二）機