简单电路设计有哪些(设计简单的电路图)

导语：来分析一下这个看似简单的电路设计

今天讲解电磁摆的电路原理，并采用单线圈电磁摆作为案例。

这款“电磁摆”有两个特点：

第一，超级省电，1800毫安时电池能够连续工作197天；

第二，可扩展性非常高，我用这个电路做过：刷步器，无刷电机模型，摩天轮。

电磁摆电路原理

关于电磁摆的电路原理：

当磁铁经过线圈，线圈会感应出一个电流，这个电流是交变的，可以通过电容，所以会经过C4、C5、R6构成回路。

当正半周时，Q3基极被感应电压拉高，Q3被导通，使Q1基极被拉低，Q1导通；Q1导通会把Q2基极拉高，Q2导通；Q2导通会把Q1基极拉低，形成正反馈，Q1Q2被完全导通。此时就同时发生了两件事：

第一是Q1发射极被拉低，C6通过R7R8和Q4发射结冲电，电容有个特性，充电的一瞬间可以看作短路，所以Q4基极会被拉低一瞬间，随后又被R8拉高截止，在被拉低的一瞬间Q4会导通，线圈得电，摆获得推力；

第二是C2通过Q1被R2放电，C2电压跌至不足以维持Q1Q2Q3导通，Q1Q2Q3全部截止，然后C2通过R1被充电，电路进入下一个循环。

电路工作波形(Q4集电极)

根据电路原理可以知道，线圈的工作需要线圈自己提供一个上升沿脉冲来启动，所以电路的工作电流跟摆的周期有很大的关系，而周期跟摆长有关系，摆长越长周期越长，也就越省电。

还有一种办法可以控制周期，那就是配重，摆上端比下端重量越重，周期越长。

如果两边对称就能做出无刷电机模型，就不再是一个摆，而是转一整圈。另外底板上两个固定焊盘是带电的，这也就是说，我们可以在支架上做设计，单片机LED都可以往上放。还可以给支架做半孔，或者在摆轴接触支架的地方焊接一根排针，让摆轴搭在排针上，那就更好玩了。说明摆上也能做设计了，发光摩天轮什么的。

但是要注意！当摆上带电后就不能用普通二极管当摆轴了，一旦放反就会直接短路，可以用气体放电管或者双向触发二极管。

接下来计算一下工作电流。

首先说明一下我这个线圈是拆中间继电器的，型号是IEC255 24V。开源里有一个PCB线圈，因为中间继电器十几块一个，太贵了不划算，PCB线圈实测阻值是23欧姆，要多串联几个，不然工作电流太大了。

驱动部分实测工作电流是0.14毫安，我这款线圈的电阻是650欧姆。

根据欧姆定律，电池电压取平均值4V÷650=6毫安。然后根据波形可以看出每一秒线圈工作40毫秒，使用加权平均数就可以算出平均电流，0.14X0.96+（0.14+6）X0.04/0.96+0.04=0.1344+0.2456/1=0.38。那么电路的平均工作电流是0.38毫安。

如果用200毫安时的电池，工作时间就是200÷0.38=526小时，也就是526÷24=22天。

200毫安时可以24小时不间断工作22天，可见这个电路有多省电了。

设计图

驱动原理图

驱动PCB

线圈4层

支架

有人说，这个单线圈电磁摆可以做成伪永动机，你怎么看？

文章来源：立创开源硬件

文章作者：LC-H

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本文内容由小玥整理编辑！