LED 显示屏的晶体管控制开关

    图 1 所示的 Science Fair 150 合 1 电子项目套件页面中的电路将稍作修改。将使用无焊面包板和现代电子元件来讨论和说明经典电路。此外，还将使用 Multisim Live 和 Autodesk TinkerCAD 电路在线建模环境介绍电路分析和无焊面包板布局。，我将整合一个M5Stack Core微控制器来升级手动按钮切换操作。
       图 1.  Science Fair 150 合 1 电子项目套件。图片由Informit提供。

    在 Science Fair 150 合 1 电子项目套件实验室手册的第 40 页上，如图 2 所示，有一个经典电路说明了晶体管（即电子开关）的基本应用。典型科学博览会电子项目实验室手册的传统布局提供了电路的简短技术描述和操作。

    图 2.  LED 显示实验室手册项目页面的晶体管控制切换。图片由 Electronique 提供。
    技术描述和电路操作包括接线图和顺序。电子电路使用的技术描述是为了让爱好者了解电子领域的术语和符号。技术说明的右侧提供了显示电子元件连接的详细接线图。插图下方提供了显示该图文本版本的接线顺序。
    选择现代组件
    可以使用现成的电子元件构建紧凑的现代电路版本。电子电路原理图上所示的2SB和2SC晶体管可以使用互补的PNP和NPN晶体管来替换。2SB元件可以用2N3906 PNP晶体管代替。2SC 晶体管的替代品是 2N3904 NPN 晶体管（2N3906 的补充）。与新的硅 2N3906 晶体管相比，原来的 2SB 是 PNP 锗元件。令人惊讶的是，2SC711 NPN 晶体管是硅元件。
    7段LED显示屏是一种共阴极（CC）光电器件。该组件可以替换为 Avago HDSP-5503 CC 光电组件或同等组件。，通过按下套件附带的按键来操作电子电路。普通的触觉按钮开关将取代原始项目中使用的钥匙。
    使用 TinkerCAD 设计新电路
    使用替换部件和一些分立电阻器可以轻松完成电子项目构建。半尺寸无焊面包板可以使用原始电子电路原理图来容纳元件的放置和接线。
    如图 3 所示，AutoDesk TinkerCAD Circuits 在线平台允许在无焊面包板上放置虚拟电子元件。在线建模平台还允许测试在无焊面包板上完成的电路。此外，这种虚拟测试功能可确保在构建物理设备之前正确的电路操作。
      图 3. 使用 TinkerCAD Circuits 创建的电气接线图。图片由作者提供。
    无焊面包板可以轻松地安装元件和电线，如图 4 所示。

    晶体管控制 LED 开关电路的原型构建

    图 4. 电路原型构建。图片由作者提供。

    使用 KiCad 设计电路并创建 PCB 布局

    如图5所示，我们还可以使用KiCad来设计电子电路原理图。
    晶体管控制 LED 开关显示屏的 KiCad 原理图
    图 5.  KiCad 电子电路原理图。图片由作者提供。
    KiCad 的优点是可以将电子电路原理图转换为印刷电路板 (PCB) 产品布局，如图 5 所示。可以使用无焊面包板作为零件放置指南来辅助 PCB 布局。如果需要，可以使用 CAD 设计外壳，然后使用 3D 打印机进行制造，从而制作出美观的产品。

    晶体管控制开关 LED 显示项目的 3D PCB 图像

    图 6.  LED 显示项目的晶体管控制开关的 3D PCB 图像。图片由作者提供。