LED 唯美樹葉形吊飾（上）

齊來製作 LED 樹葉形吊飾

你或認為設計電子製品，過程定必非常繁複，而且要求設計者擁有高技術和多年相關經驗。其實只要靈活運用一兩個基本概念，即使初學者，也可以造出創意又有趣的小玩意。今回筆者教大家製作   LED 樹葉形吊飾，所需材料十分簡單，無需使用電路板（稱為   Freeform Circuit）。成品外型美觀，明白當中的簡單竅門後，便可設計千變萬化的圖案，不知就裡的人還以為十分高深呢。然而，因過程涉及焊接小型零件，對焊接技術要求較高，如暫時有感力有不逮也沒關係，先弄懂原理，多試幾遍，終會成功。

本文先講解吊飾設計的背後原理，請先準備以下材料，下回一起製作。

所需材料與工具

主要材料及數量：

l   0.8 mm 黃銅線（註一），約   35 cm

l   0805 綠色   LED 貼片（註二），5 顆

l   0805 貼片電阻   330 Ohm（註二），5 支

l   3V 鋰錳鈕扣電池（型號：CR2032），1 顆

註一：銅線顏色可自行選購，可查詢供應商。注意切勿使用漆皮線作材料，因其表面不能導電。

註二：0805 是貼片的封裝，尺寸為   2.0 mm x 1.25 mm x 0.8 mm。

＊如認為焊接貼片過於困難，可用普通直插零件代替。

輔助工具：

l   剪鉗

l   鑷子

l   雙面膠紙

l   助焊膏（非必需）

l   麥克筆

回歸基本概念

吊飾設計只涉及「並聯電路」概念，這屬電子學   BB 級的學習範圍，在此不妨簡單贅述，遷就新手。

在電路設計上，電源、零件與導線連接的方式主要有兩種，分別為「串聯電路（Series Circuit）」，或「並聯電路（Parallel Circuit）」架構。串聯電路就像「串燒」，所有零件串接在同一個封閉回路（Closed Circuit）上，電流從電源正極輸出，流經所有零件（電阻或   LED），回到電源負極，所以，流經所有零件的電流相等。另一個重要概念是，電源供給的電壓被各零件（電阻或   LED）「瓜分」。根據歐姆定律（Ohm’s Law），V = I x R，零件兩端的電壓降與其內阻成正比。此外，根據克希荷夫電壓定律（Kirchhoff's Voltage Law），所有零件兩端的電壓降相加的和，必等於電源電壓值。

圖一為串聯電路例子，相同電流   I 流過電阻   R₁、R₂ 及   R₃，各電阻兩端的電壓差分別為   IR₁、IR₂ 及   IR₃，而且   IR₁ + IR₂ + IR₃ = 3V。

圖一：串聯電路示例

至於在並聯電路，電流從電源正極輸出，然後經過負載（R）流回負極。此負載（R）兩端就是與電源接成並聯電路。負載（R）可以是一個或多過組成，如圖二所示。

圖二為並聯電路。總電流   I 等於各分支電流總和，即 I = I₁ + I₂ + I₃。各電阻兩端的電壓差均為   3V。

圖二：並聯電路示例

串聯和並聯的抉擇

我們要點亮多顆   LED 時，它們在電路中「串聯」還是「並聯」較適合呢？如果把   LED 串聯，倘若其中一顆   LED 因某種原因損毀，整個電路成為開路狀態，沒有電流流過其他   LED，所有   LED 並不會亮著。相反，將   LED 並聯，即使其中一顆   LED 損毀，電流仍可流經其他   LED。此外，因並聯較易觀察   LED 運作狀況，維修電路較方便。

這次所製作的   LED 吊飾需要焊接   5 顆   LED，電源電壓為   3V。電路設計上會把   LED 並聯。除了可避免單點故障（Single Point of Failure），也保證每顆   LED 有足夠電壓推動，因單顆   LED 的順向偏壓值約   2V。要點亮   5 顆串聯   LED，電源電壓至少需要   10V，明顯大於鋰錳電池的標清電壓   3V。因此，LED 需要並聯焊接，每顆   LED 才可正常工作。此外，各   LED 需串接一顆電阻，以限制電流。

將電路變成樹葉形

進入設計部分。我們先根據吊飾所需零件畫出電路圖（圖三）。

圖三：LED 吊飾電路圖

圖四是等效樹葉形電路圖：

圖四：LED 樹葉形吊飾電路圖

製作實物時，因為使用鈕扣電池，電池正極會與電路圖中標為紅色的銅線接觸，而電池負極則與標為藍色的銅線接觸。另外，為使移動吊飾時不令電池脫位，我們需要製作電池托，詳情於下回逐步說明。