【正文】 級(jí) 2021 級(jí)自動(dòng)化 班 指導(dǎo)教師 日 期 復(fù)習(xí)焊接知識(shí) 2021. 由于長(zhǎng)時(shí)間未接觸電路焊接，所以今天的主要任務(wù)是熟悉焊接知識(shí)，并且練習(xí)焊接技術(shù)，在飛思卡爾實(shí)驗(yàn)室，利用廢舊的電容、電阻和電路板等練習(xí)焊接。主要工作原理：利用 555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，在三種不同的控制方法下，均給以低電平觸發(fā)， 促使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到了機(jī)器貓停走的目的。第 6周提交實(shí)習(xí)手冊(cè)。 明確學(xué)校的畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)間安排，第一周學(xué)校老師召開動(dòng)員大會(huì)并公布實(shí)習(xí)題目、實(shí)習(xí)要求和實(shí)習(xí)地點(diǎn)。學(xué)到了許多在課本上學(xué)不到的東西，增長(zhǎng)了見識(shí)，拓寬了知識(shí)面。通過實(shí)習(xí)工作來考核教學(xué)質(zhì)量，對(duì)深化教學(xué)改革，提高人才培養(yǎng)工作水平具有重要的意義。是學(xué)生對(duì)四年所學(xué)知識(shí)和技能進(jìn)行系統(tǒng)化、綜合化運(yùn)用、總結(jié)和深化的過程。實(shí)際的進(jìn)行手工操作對(duì)于我們以后在實(shí)際工作中的工作能力也是近一步的提升，也剛好彌補(bǔ)了當(dāng)代大學(xué)生普遍存在的動(dòng)手能力差的問題，使我們?nèi)蘸竽芨玫母斓倪m應(yīng)自己的工作崗位。今天的任務(wù)比較輕松，主要是領(lǐng)焊接機(jī)械狗所需要的器件，聆聽老師布置的實(shí)習(xí)任務(wù)和要求，以及時(shí)間安排。通過這次實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)，再次回顧大學(xué)四年所學(xué)的自動(dòng)化知識(shí)，更加認(rèn)識(shí)到團(tuán)結(jié)協(xié)作的重要性，在改裝電子玩具的過程中，學(xué)會(huì)了理論聯(lián)系實(shí)際，排查電路，自主創(chuàng)新的改裝電路。 感謝自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室，為我們提供實(shí)習(xí)地點(diǎn)和實(shí)習(xí)資源。并且在實(shí)踐過程中，不斷地總結(jié)，比較各個(gè)方案，選擇最佳解決方案。通過學(xué)習(xí)交流，我們可以發(fā)現(xiàn)并學(xué)會(huì)如何處理我們自己 并未出現(xiàn)的問題，在共同解決問題的工程中，跟深刻的了解 555 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路構(gòu)成的定時(shí)器工作原理，如果有極性器件正負(fù)極焊接相反后會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象，如何去糾正錯(cuò)誤，認(rèn)識(shí)到團(tuán)結(jié)協(xié)作的重要性 。這些知識(shí)不僅在課堂上有效，對(duì)以后的電子工藝課的學(xué)習(xí)一很大的指導(dǎo)意義。 通過對(duì)機(jī)器的狗改裝實(shí)踐，我對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)有了一些更深 的理解，對(duì)電子工藝的理論有了進(jìn)一步的系統(tǒng)了解，我了解到了焊接一些特殊元件與電路元件的技巧。有的同學(xué)將二極管方向焊反后，會(huì)導(dǎo)致二級(jí)管不導(dǎo)通，二極管不起作用。有的同學(xué)的機(jī)械狗開電 直接邊走邊叫，并且一直不停止，幫助同學(xué)共同排查電路后發(fā)現(xiàn)，他們出現(xiàn)了虛焊和漏焊的現(xiàn)象，將電路板所有焊點(diǎn)全部重新焊接后，機(jī)械狗不再開電后一直邊走邊叫，機(jī)械狗運(yùn)作一段時(shí)間后會(huì)停止，等待傳感器接受到外界刺激后再開始運(yùn)行。細(xì)心將螺絲擰上，在上螺絲時(shí)，需要松弛有度，不能過緊，以免出現(xiàn)滑絲現(xiàn)象。 反復(fù)檢測(cè)電路，以及接線情況，確認(rèn)無誤后，組裝機(jī)械狗。檢查電路，一一排除以上可能存在的問題，最終發(fā)現(xiàn)是因?yàn)楸嬲J(rèn)錯(cuò)了麥克風(fēng)的正負(fù)極，麥克風(fēng)帶 “花 ”的那一端是負(fù)極，正負(fù)極接反了，才會(huì)導(dǎo)致麥克風(fēng)相當(dāng)不靈敏。用鑷子觸碰麥克風(fēng)接頭時(shí)，沖著麥克風(fēng)大聲說話，小狗有時(shí)會(huì)做出反應(yīng) ，有時(shí)無任何反應(yīng) 。調(diào)整之后，在進(jìn)行測(cè) 試，機(jī)械狗一經(jīng)光照就會(huì)發(fā)出聲音，邊走邊叫，一段時(shí)間后停止，在進(jìn)行光照刺激機(jī)械狗重復(fù)以上動(dòng)作。合理利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源，利用萬用表自身所帶磁鐵，將萬用表放在機(jī)械狗屁股后，機(jī)械狗能夠很好地實(shí)現(xiàn)磁鐵靠近即走，一段時(shí)間后停止。裝好后，分別進(jìn)行聲控、光控、磁控測(cè)試，均有 “走 ——停 ”過程即算合格。 “電源＋ ”間是否短路，并注意電池極性。 通電前檢查元器件焊接及連線是否有誤，以免造成短路，燒毀電機(jī)發(fā)生危險(xiǎn)。將磁控部分放在貓后部，應(yīng)貼緊機(jī)殼放置，并且將麥克安在 狗 前胸，便于控制。打 開機(jī)殼后，電動(dòng)機(jī)（黑色）已固定在機(jī)殼底部，電動(dòng)機(jī)負(fù)極與電池負(fù)極有一根連線，改裝電路，將連在電池負(fù)極的一端焊下來，改接至印制板的 “電動(dòng)機(jī)－ ”（ M－），由印制板上的 “電動(dòng)機(jī)＋ ”（ M＋）引一根線 J1 到電動(dòng)機(jī)正端。 “電源＋ ”（ V＋）與 “電機(jī)＋ ”（ M＋）相連，不用單獨(dú)再接。 接著焊接沒有極性的干簧管，由印制板上的 “磁控＋、－ ”（ R＋、 R－）引兩根線 JJ4，分別搭焊在干簧管（磁敏傳感器）兩腿上。 然后，焊 接白色紅外接收管，由印制板上的 “光控＋、－ ”（ I＋、 I－）引兩根線 J J6搭焊到紅外接收管的兩個(gè)管腿上，其中一條管腿套上熱縮管，以免短路，導(dǎo)致打開開關(guān)后貓一直走個(gè)不停。 （五）制作過程 在連線之前，應(yīng)將機(jī)殼拆開，避免燙傷及損害其他部位，并保存好機(jī)殼和螺釘，不要拆卸電機(jī)，打開機(jī)蓋安裝電路板，改裝電路。用萬用表電阻檔黑表筆接麥克風(fēng)正極（芯線），紅 表筆接麥克負(fù)極，吹一吹麥克風(fēng)，電阻應(yīng)有明顯的變化，反接則電阻變化很小。我們所用的干簧管屬常開型。當(dāng)恒磁鐵或線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)施加于開關(guān)上時(shí) ,開關(guān)兩個(gè)舌簧磁化，若生成的磁場(chǎng)吸引力克服了舌簧的彈性產(chǎn)生的阻力，舌簧被吸引力作用接觸導(dǎo)通，即電路閉合。當(dāng)遇到光照時(shí)， C、 E兩極導(dǎo)通， 測(cè)量時(shí)紅表筆接 C。它的集電極則與普通晶體管一樣，可以獲得電流增益，但基極一般沒有引線。 在焊接聲、光、磁傳感器前首先要了解它們的工作原理，并進(jìn)行元器件的測(cè)試。電容電阻采取全臥式焊接，三極管頂端距離電路板 8厘米。將電阻全部焊好后，焊接二極管和三極管，在焊接過程中要注意二極管正向?qū)?，反向截至，有色環(huán)的一邊為負(fù)極性，判斷三極管極性電腦設(shè)計(jì)PCB 將 PCB圖形 1∶ 1打印到熱轉(zhuǎn)印紙上 將熱轉(zhuǎn)印紙固定到敷銅板上 敷銅板下 料及表面處理 熱轉(zhuǎn)印 蝕刻 清洗 /檢查 打孔 清洗 /涂助焊劑 蝕刻機(jī) 鉆床 激光打印機(jī) 及類型 8050、 9014(D)為 NPN 型 β值大于 200，三極管焊反后會(huì)導(dǎo)致燒毀器件。 圖 10 機(jī)器狗印制板 （四）制作工藝 1 . 印制板制作 參照下面的工作流程圖，完成印制板的設(shè)計(jì)與制作。 圖 9 布線策略選擇窗口 注意，使用 Tools/Copper Delete/All Copper 命令可以刪除所有布線和導(dǎo)通孔，使用 File/ IMPORT/Netlist命令可以重新調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表進(jìn)行 DRC檢查。 關(guān)掉拆線 重試自動(dòng)布線器并選 NO，不傳輸數(shù)據(jù)，再重新進(jìn)入拆線 重試自動(dòng)布線器窗口，使用 Parameters 菜單的 Costing Parameters 命令，選中代價(jià)參數(shù)設(shè)定窗口左上角的一個(gè)板層名 Top再按右側(cè)的 Edit layers 按鈕，就會(huì)顯示窗口，不選中 Routable，禁止上面板層自動(dòng)布線。 ③ 在印制板的空白處添加自己的學(xué)號(hào)（要求鏡像?。Ｔ?Grids 區(qū)域， 設(shè)置可視格點(diǎn)距離為 25mil；設(shè)置元件擺放格點(diǎn)距離為 50mil，設(shè)置光標(biāo)格點(diǎn)距離，即光標(biāo)移動(dòng)一步距離為 25mil。 units 頁。 選中 IC1（ 555芯片） ,執(zhí)行 Tools/Change Footprint/IC/DIP命令，將其封裝改為 DIP8。利用 Place菜單中的命令（如 Shape/Rectangle）在 Board Outline 層定義印制板的形狀（封閉曲線），要求印制板不大于 82*55mm。 注意傳送目錄應(yīng)使用 Ultiboard2021的工作目錄，一般為 UB2021。電解電容的封裝也采用同樣的方法修改為： 1→1 ， 2→2 。首先要將 Q5 的封裝改為 TO92，然后再如圖 6中所示修改原理圖的五個(gè)三極管，正確的引腳對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖 8所示。 為了向 Ultiboard2021印制板設(shè)計(jì)軟件傳送數(shù)據(jù)，在繪制仿真原理圖時(shí)應(yīng)該注意：所有元件均應(yīng)采用真實(shí)元件否則無法傳送；電源 /信號(hào)源類元件均為虛擬元件實(shí)際需外接，均應(yīng)取用連接器作為印制板上的輸入輸出端子； Multisim向 Ultiboard傳送后應(yīng)注意檢查是否缺少元件； Multisim 7的 msm文件 名請(qǐng)采用英文；設(shè)計(jì)印制板之前電路圖需做些修改，將不在印制板上的元件替除，如圖 7所示。 （三）印制電路板 在此我們只提供 Ultiboard2021軟件的具體操作步驟，如果同學(xué)有興趣也可嘗試其他印制板設(shè)計(jì)軟件，如： Protel、 Orcad等。此后電源通過電阻 R6向電容 C5充電，當(dāng) VC5上升到 2/3VCC時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，3腳輸出為低電平， T1導(dǎo)通，電容 C放電，電路恢復(fù)至穩(wěn)定狀態(tài)。（注：此圖是C5＝ 1μF時(shí)得到的波形圖）。 R71 0 k o h mR61 0 k o h mC210nFIC 11D IS7O U T3R S T48T H R6C O N5T R I2G N DV C CL M 5 5 5 C MQ22 S C 9 4 5R 1 01 . 0 M o h mQ32 S C 9 4 5R31 5 0 k o h mC31uFR54 . 7 k o h mQ12 S C 9 4 5R11 . 0 M o h mR21 5 0 k o h mR44 . 7 k o h mC6220uFR8100ohmQ42 S C 9 4 5D11 N 4 0 0 1V4 . 5 VK2K e y = 2V13VK3K e y = 3R 1 11 . 5 k o h mQ52 N 2 2 2 2 AX15 V _ 1 WK1K e y = 1D21 N 4 1 4 8C447uFR94 . 7 k o h mC5470uFU14 N 2 5R 1 21 0 0 O h m _ 1 %C11uF 圖 5 EDA仿真電路圖 由于 multisim元件庫里沒有 9014及 8050型號(hào)的三極管，故用性能參數(shù)相近的 2SC945和 2N2222A代替做仿真。每當(dāng)按下其中一個(gè)開關(guān)時(shí)，燈泡即發(fā)光，一段時(shí)間后自動(dòng)熄滅，相當(dāng)于機(jī)器貓的 “ 走 —停 ” 過程。 當(dāng)光敏三極管或干簧管被激發(fā)時(shí)，它們可以直接將光信號(hào) .磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，使得IC1等元件組成的單穩(wěn)態(tài)電路 2腳由高電平跳變?yōu)榈碗娖?，從?IC1被觸發(fā)翻轉(zhuǎn)， 3腳輸出高電平， M1 開通，電動(dòng)機(jī)開始工作，機(jī)器狗開始行走，同時(shí)行走的時(shí)間將延長(zhǎng)到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的延長(zhǎng)時(shí)間。 當(dāng) IC1的 3腳輸出高電平可以帶動(dòng)電機(jī)工作的同時(shí)， D2 被導(dǎo)通，將直接加到 Q3 的基極上， Q3 被導(dǎo)通，進(jìn)而 Q2 截止， IC1 的 2 腳輸入由低電平跳變?yōu)楦唠娖剑?IC1 處于復(fù)位狀態(tài)。 當(dāng)生敏元件麥克風(fēng)處于一定的聲波之中時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一系列電子密度的變化，因而麥克風(fēng) V1 電阻變得很小。 圖 4 機(jī)械狗工作原理框圖 平時(shí)聲控元件麥克風(fēng) V1 沒有聲音激發(fā)是，其導(dǎo)電率很低，且呈高阻抗，使得 Q1 反偏截止，電源通過 R10加在 Q2 的基極上， Q2 截止。圖 3為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路及其工作波形 ， 本電路工作波形可在軟件仿真時(shí)觀察。單穩(wěn)電路的暫態(tài)時(shí)間的長(zhǎng)短 Wt ，與外界觸發(fā)脈沖無關(guān)，僅由電路本身的耦合元件 RC 決定，因此稱RC為單穩(wěn)電路的定時(shí)元件。但這種狀態(tài)是不穩(wěn)定的，只能維持一定時(shí)間，因而稱之為暫穩(wěn)態(tài)（簡(jiǎn)稱暫態(tài)）。圖 2為 555定時(shí)器結(jié)構(gòu)框圖： 圖 2 555定時(shí)器結(jié)構(gòu)框圖 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路平時(shí)即觸發(fā)信號(hào)未到來時(shí)，總是處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。即：拍手即走、光照即走、磁鐵靠近即走，但都只是持續(xù)一段時(shí)間后就停會(huì)下，再