如何替SD鋼鐵人安裝燈光延遲關閉電路 - 製作過程分享區

AvatarHsieh

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發表於 2012-11-8 11:53 PM 資料主頁短消息加為好友

如何替SD鋼鐵人安裝燈光延遲關閉電路

　　相信最近許多人都入手了此款 Baby Iron Man（SD 鋼鐵人），如圖1。此款套件的賣點

之一就是兩眼與胸口會發光。

圖1: Baby Iron Man Mk-III

　　但是，由於此套件的發光電路設計的不友善，零件如圖2 （原始零件已經用掉了，所以

圖中零件為替代品），導致了發光電路在製作時可能會出現一些問題，例如ok線直接與開關

焊接在安裝過程中容易斷掉，水銀電池座非直立式的導致焊接不易，以及沒有限流電阻保護

LED 等缺點，所以就想要改良此款套件內的發光電路。

圖2：Baby Iron Man 內附的發光電路零件

　　既然要改良發光電路，那麼就要做的比原來的好，所以就希望能做成 LED燈亮持續一段

時間後可以自動熄滅的方式，這樣玩起來也比較炫。為了達到此一目標，我找到了以 NE

555 IC 為核心的單穩態電路可以達到想要的功能，如圖3。

圖3：NE555 IC 的單穩態電路

　　但是，圖3中還有一些問題需要解決，例如：

　　1.NE555 的輸出端是第3腳，輸出端應並連三組包含了LED和限流電阻的電路，但是Data

Sheet的電路中並未將電路畫出來。

　　2.第2腳是Trigger，負責觸發NE555，但是要如何輸入觸發信號?

　　3.NE555 的工作電壓為多少?

　　關於第一個問題，LED 和限流電阻的電路設計問題最容易解決，只要找出輸出端的電壓

減去LED 的工作電壓，再除以0.02 (LED 的工作電流一般為20mA) ，就可以得到限流電阻值

。舉例來說，假設NE 555的輸出電壓為5V，使用 5mm白光LED 其工作電壓為3.2V左右（紅光

LED 的工作電壓約為2.4V），所以限流電阻值為：

　　　　(5 – 3.2) / 0.02 = 90歐姆。

　　關於第2腳觸發的問題，根據查到的資料，第2隻腳為低電位觸發，也就是說平常是高電

位，等到變成低電位時，NE 555就會被觸發，輸出端輸出高電位一段時間後就會切斷輸出電

壓。

　　最後是關於工作電壓的問題，根據 Data Sheet 的內容，NE 555 可以使用4.5 ~ 18V來

驅動，當輸入電壓為5V時其輸出電壓為3.3V，所以為了能順利的驅動3顆白光LED，所以我決

定給6V的輸入電壓。

　　根據上面3點考量，所完成的電路圖，如圖4。

圖4：鋼鐵人的燈光延遲熄滅電路圖

　　根據此電路圖，NE555在觸發後回持續供電16.5秒左右，也就是LED會亮16.5秒後熄滅。

如果要調整亮燈的時間，可以調整R1和C1的值。公式如下：

　　LED亮的時間 = 1.1 x R1 x C1

　　為了在有限空間中塞下這麼多電子零件，我的建議是調R1就好了，因為不同的C1體積也

會不同，也許會塞不下。圖4 中還有一點需要注意的是，S1要換成水銀開關，這樣才不會一

直維持在導通的狀態下，導致LED 一直亮著。以上的數值及計算都是參考，因為有時到電子

材料店買不到剛好的電阻值或電容值，就會有些微的差異。　　

　　接下來的問題是，怎麼完成這個電路？如何放進鋼鐵人的身體內？以及成本的問題？我

們的目標是希望電路可以模組化，不要對套件做大規模的修改，以及以低成本來完成此電路

。畢竟，喜歡模型的人不是每一個都懂電子電路的，不是每一個人都是GK製作高手而有能力

對GK套件做大幅修改的，更不是每一個人都是富二代。

　　關於第1, 2個問題，在我們對鋼鐵人套件做詳細的觀察，發現有兩個地方可以放電路，

一個是頭部的空間，一個是胸腹部的空間，如圖5。

圖5：鋼鐵人的二個內部空間。

　　於是，我們決定將主電路放在腹部，將電池放在頭部，並將電路全部做成模組化。這樣

一來，GK的製作和發光電路的製作就可以完全獨立開來，不會互相干擾。也不會因為製作GK

時需要遮蓋噴漆或打磨而把電路弄壞了，或是在已完成塗裝的GK成品中安裝電路導致漆模受

損的情形發生。

　　關於成本的問題，此電路的最大消耗品為電池，3和4號電池是最便宜的選擇，但是放不

下。水銀電池2302也不錯用，但找不到2302的6V的電池座，且空間可能放不下，有其他比

LR44小的水銀電池，但一顆要20~30 元以上，太貴了。所以，最後選擇LR44的水銀電池，因

為在露天可以找到一個LR44只需 5元，店面在萬華艋舺大道上（從中華路過去）靠近萬華火

車站不到一個紅綠燈的地方，而且2302只要10元一個。

　　接下來的第一個問題是，沒有6V的電池座怎麼辦？所以我們只好自己製作電池座，如圖

6a-6h。

　　在圖6a中，我們取1mm 或1.2mm 厚的塑膠板，畫上12mm直徑的圓兩個。這是因為一個要

給正極，一個要給負極使用，以及水銀電池LR44的直徑約為12 mm的緣故。

圖6a：在1.2mm厚的塑膠板上畫兩個12mm直徑的圓

　　在圖6b中，我們以斜口鉗將圓外多餘的部分減掉，並在中心點鑽一個約1.7mm的洞。

圖6b：將圓外圍多餘的部分剪掉，中間鑽1.7mm直徑的孔

　　在圖6c中，我們使用圓盤鋸的導桿穿過塑膠板。露天拍賣一隻賣19元。

圖6c：將圓盤鋸導桿穿過塑膠板並固定

　　在圖6d中，將導桿裝上電動工具，然後打磨成圓型，要注意的是塑膠板在磨一段時間後

會變軟（塑膠板對銼刀），此時若繼續打磨，圓形就會偏掉。

圖6d：裝上電動工具打磨成圓型

　　圖6e是磨好的圓型塑膠板。

圖6e：打磨好的圓形塑膠板

　　圖6f是兩種不同尺寸的雞眼釦（或稱銅釦）和菊花斬，這是用來裝穿過打磨好的圓形塑

膠板中間的洞，以達到導電目地的。所以此時要將塑膠板中間的洞挖大。在這裡，我用的是

內徑3mm小雞眼釦，以及內徑4.8mm大雞眼釦，所以分別在將兩片塑膠板的中間孔擴大到 3mm

和 5mm。然後將雞眼釦穿過中心的洞，使用菊花斬將雞眼釦打花，再用鉗子壓緊，因為塑膠

板並不堅固，用槌子打太大力會打壞塑膠板。

　　大的雞眼釦很多文具店或美術用品店都買的到，但是小的雞眼釦就比較難買，目前就我

所知在台北只有復興商工的胖媽媽美術用品店才有賣，菊花斬也是在胖媽媽買的。

圖6f：用來當導體的雞眼釦及菊花斬

　　圖6g是塑膠板裝上雞眼釦的樣子，以及要製作電池盒的盒身。這裡是用 2.5cm x 2.5cm

大小，厚0.5mm的塑膠板來做電池盒的。在塑膠板上每隔1.5mm以美工刀輕劃一條線，就可以

將塑膠板摺成圓形。然後將圓型塑膠板以膠水黏在兩端，可用瞬間膠加強，以減少等待時間

。在黏第二個圓形塑膠板時，要拿 4個LR44的電池來量長度，以免太長或太短。基本上電池

盒只要黏到超過圓形塑膠板的一半高度就夠了。

圖6g：裝好雞眼釦的圓形塑膠板和用來做電池盒身的塑膠板

　　圖6h是完成的電池盒，此時還未焊接ok線及插座。從圖6h我們可以看出LR44的負極比較

小，正極比較大(照面未照到的背面整片)，這也是為什麼我們要使用兩種尺寸雞眼釦的原因

，如果兩邊都用大的，負極和正極這面可能會短路；如果都用小的則不容易區分電池安裝的

方向。

圖6h：完成的電池盒及LR44水銀電池

　　然後時光飛逝，依照電路圖接線，電路瞬間就完成了。完成的燈光延遲熄滅電路如圖 7

。分為4個部分，其中眼部兩個的LED 因為已經使用熱熔膠黏在頭部了，如圖5，所以這裡就

不再拍了。圖7中最左邊的是延遲電路的核心部分，將要放在腹部空間。中間的是眼部LED的

保護電路。最右邊的是電池盒。眼尖的朋友應該會發現右邊的電池盒和前面的長得不一樣，

就是因為做過這個電池盒，才發現電池消耗得太快，使用大雞眼釦可能會有短路的問題，因

為NE 555的僅消耗 5mA/hr，而一個 LR44的容量為150mAh，在先前的實驗中， 4個LR44撐不

到一天有點奇怪。

圖7：完成的延遲電路、LED保護電路及電池盒

　　圖8a和8b是燈光延遲熄滅電路安裝於鋼鐵人的示意圖，為了方便理解電路的接法，所以

沒有真的穿過鋼鐵人的胸膛及頸子。這裡要注意的是，鋼鐵人的頸子和頭的底部必須先鑽一

個 3mm的圓洞，以利電線穿過。圖8a中的主要電路有 4條電線，分別為紅、黃，及黑x2，紅

色為電源線，要接電池盒的正極，黃色線為輸出，要接眼部兩個 LED的限流電阻。也就是圖

7 中間保護電路的最右邊的單孔。黑色的線為地線，一個要接電池盒的負極，一個要接保護

電路的負極，也就是圖 7中保護電路最左邊兩孔中的任一孔，而剩下的一孔要接電池盒的負

極。這樣一來，保護電路就只剩中間兩孔是空的，這是要接眼部LED的正極的。

圖8a：燈光延遲熄滅電路安裝 1

圖8b：燈光延遲熄滅電路安裝 2

　　最後，將所有的電路裝到鋼鐵人身體裡面就可以了，完成的測試影片如下：

http://youtu.be/Uw7ESzntmoA

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[ 本帖最後由 AvatarHsieh 於 2012-11-16 09:25 AM 編輯 ]

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