B13010229郭智超【遥控赛车的组装及调试】.doc

开放实验项目报告项目名称：遥控赛车的组装及调试专 业 通信工程专业 学生姓名 郭智超 班级学号 B13010229 指导教师 朱震华 指导单位 电工电子实验教学中心 2014 / 2015 学年 第一学期目 录 CONTENTS1. 实验目的.32. 工作原理.3 系统的构成及描述.3 主要参数.3 主要元器件简介.3 基本原理.83.实验内容 .11 电路板的安装 11 电路的的调试.12 接线部分 .134.注意事项 .135.总结.146.附录1 元件清单 157.附录2 实验成果图16一、实验目的 1.提高电路的识图能力； 2.巩固元器件的测试技能; 3.熟练掌握电路板的焊接以及失误处理方法； 4.加深对模电的感性认识和理解，提高分析解决实际问题的能力； 5.了解5功能集成芯片 SCTX2B/SM6135W 的引脚功能和应用电路； 6.了解电子产品的制作程序和要求，学会组装、调试无线遥控赛车。二、工作原理 1.系统的构成及描述ZX9901C型四通道遥控赛车，是由发射部分和接收部分组成。接收部分使用5号电池4节。发射部分为成品，使用2节5号电池。整机制作比较容易，遥控距离远。在制作过程中，除了可以掌握焊接技术外，还可以了解无限线电发射，接收知识。同时还是一件精美的小礼品，可以装饰家庭环境，也是一部青少年非常喜爱的玩具。 2.主要参数 赛车的发射部分工作电压为3V，工作电流为13-20mA。赛车的接收部分工作电压为6V，应使用高能量的的碱性电池比较好。整机遥控距离为50米左右。 3.主要元器件简介 SCTX2BSM6135W是配套使用的无线遥控编解码集成电路，它们都有5个管脚，对应于5种编解码功能。SCTX2BSM6135W具有遥控车的完整控制功能，它们的工作电压为2.56.0，当无任何功能键按下时，芯片将自动断电，片上振荡器停止工作，从而减少工作电流。该编解码器的使用十分简单，应用时只需很少的几个外部元件即可构成一个完整的实用电路。SCTX2BSM6135W电路的极限参数如下：电源电压为2.4V6.0V；输入输出电压上下浮动0.3V；工作温度-10+65；储存温度为-25+125。制作时，不要超出极限参数中所列的数值范围，否则芯片可能会损坏。（1） SCTX2B的主要性能结构图1SCTX2B内部结构图和外形引脚图编码电路的内部结构和外形封装分别如图1()和()所示。由图可见：该编码器的内部主要由输入电路、编码电路、振荡电路、时序产生器电路和输出电路组成。输入电路有5个输入管脚，分别与5个功能按键forward(前进)、backward(后退)、right-ward(向右)、left-ward(向左)和turbo(加速)相对应。芯片中的编码电路向SO和SC两个输出管脚发送数字码，数字码与定义的功能按键相对应，SO编码输出端用于无线遥控，而SC编码输出端则用于红外遥控。芯片内时序电路中的一个计数器可使SCTX2B具有自动断电功能。其管脚PC输出端可用来控制外部工作电源的通、断状态。按下任何一个功能按键都会立即使芯片激活。编码器输出的编码格式和字格式分别如图2(a)和(b)所示。在编码格式中，W1表示功能码，W2表示开始码。SCTX2B的管脚功能说明如表1所列。图2编码格式和字格式表1SCTX2B的各管脚说明管脚号管 脚 名功 能 说 明1Right带上拉电阻，此脚接地，则选择右转功能2Test带有上拉电阻，测试端。此脚可用于测试方式3GND电源负极4Backward带有上拉电阻，此脚接地选择后退功能5Forward带有上拉电阻，此脚接地选择前进功能6Turbo带有上拉电阻，此脚接地选择加速功能7SC带有载波频率的编码信号输出端，用于红外遥控8SO不带载波频率的编码信号输出端，用于无线遥控9Vcc电源正极10PC电源控制输出端11OSCO振荡器输出端12OSCO振荡器输入端13NC空脚14Left带有上拉电阻，此脚接地选择左转功能（2）解码电路SM6135W的功能结构 解码集成电路的内部电路结构和外形封装分别如图3(a)和(b)所示。该解码集成电路比编码集成电路复杂得多，它内部主要由3组放大器、信号取样和误码检测、解码电路、控制逻辑电路、振荡器、时序产生器、锁存器、输出电路组成。SM6135W有5个输出管脚，分别具有5种功能。接收的信号由三级放大器放大后对其进行信号取样、误码检测和解码，以控制遥控车的动作。编码和解码两种芯片的振荡器工作频率之间的相对误差必须小于2.5。表2：SM6135W各脚工作电压表（整机静态工作电流为9mA）图3SM6135W内部结构图和外形引脚图图4编码和解码时序图表3SM6135W的各管脚说明管 脚 号管 脚 名功 能 说 明1VO2放大器2输出管脚2GND负电源3SI解码信号输入端4OSCI振荡器输入端5OSCO振荡器输出端6Right右转输出端7Left左转输出端8RD带有上拉电阻，该脚接地选择右转功能无效9LD带有上拉电阻，该脚接地选择左转功能无效10Backward后退输出端11Forward前进输出端12Turbo加速输出端13Vcc电源正极14VI1放大器1输入端15VO1放大器1输出端16VI2放大器2输入端 4.基本原理该电路由无线发射和无线接收两部分组成，其中无线发射由编码电路和RF发射电路组成。编码电路使用的集成电路型号是SCTX2B，该电路具有5种编码功能，其中F/B用于控制伺服电动机的前进、后退；L/R用于控制伺服电动机的左转、右转；turbo用于加速。无线接收电路部分的解码电路可以使用SM6135W集成电路芯片来完成，解调后的RF信号被放大和滤波，然后得到基带信号。当系统在对该信号进行取样后，解码逻辑便可以提取F/B、L/R和来自接收信号的功能位，同时输出相应的前进、后退、左转、右转和加速功能所用的控制电平。为了满足玩具遥控车的安全需要，同时还应为伺服电机设计过载保护电路。图6原理方框图（1）发射机基本原理SCTX2B在发射电路中的典型应用电路如图7所示，该电路使用3电池供电，三极管Q1和Q2的工作电压均是3，集成电路芯片的工作电压是3。电阻R4用来决定编码器内部振荡器OSC的振荡频率，改变R4阻值，可改变载波频率及编码脉冲波形输出。R4的取值范围为100k500k。按键开关L、R用于控制遥控车的左、右转，按键开关F、B用于控制遥控车的前进、后退。10脚为发射状态指示端，可通过外接发光管LED来指示发射状态。三极管Q1与T1、C3、C4组成了一个电容三点式载波振荡器，该振荡器的工作频率可以是27MHz或49MHz。编码器SO管脚（8脚）输出的编码数字信号，经后级相应的射频电路Q1输出的载波信号同时加到Q2的基极后，经Q2调制放大，C1滤波后便由天线L1发射，然后再由与之配套的接收电路SM6135W接收解调。本套件使用无线遥控电路，即8脚输出，7脚为红外遥控输出，未使用。发射机线路板如图8所示。图7发射机原理图图8 发射机线路板图（2）接收机基本原理SM6135W在接收电路中的典型应用电路如图9所示，该电路使用的是6电源电压，6电压直接加在伺服电机M1和M2的两组H桥驱动器上。无线遥控信号经天线和射频接收电路（Q及其周围元件组成）接收解调后，还原成相应的码信号，该信号被由SM6135W的14脚、15脚、16脚及1脚内部反相器及相应的外围电路组成的反相放大器放大后，送至SM6135W的编码输入端3脚，经内部译码后，将在输出端Right（6脚）、Left（7脚）、Backward（10脚）、Forward（11脚）分别输出相应的控制信号以驱动两个H桥电机驱动器。从而使桥路上的驱动三极管交替导通以控制伺服电机的正、反转。4脚和5脚外接的电阻R3，其阻值不得误差太大，否则接收电路SM6135W内部基准频率与发射电路SCTX2B内部基准频率不一致时，接收电路SM6135W可能无法调出相应的编码信号。接收机线路板如图10所示。图9接收机原理图 图10接收机线路板图3、 实验内容 1.电路板的安装 本机应先将电路板焊起来，再将电路板安装到车上，最后再试机。具体安装步骤如下： （1）先检查、清点元器件，并认识机械部分的零器件，测量各元件的质量。由于线路板元件都很紧凑，如果装起来有故障，则各元器件的拆装都比较麻烦，所以一定要一次性装成功； （2）对照下印刷板图和印刷板实物，将印刷板图和印刷板实物作比较，并确定各元件的安装位置。 （3）各元件引脚成形处理，并上锡。先将电阻的第一层色环端的引脚弯曲，但不能从根部弯曲，应在据根部1mm左右弯曲。主要是防止从根部弯曲时将引脚折断。然后用刀子刮削，刮除引脚上的氧化层，再将引脚上锡。电容和三极管也采用直插的方式。 （4）插装。根据各元件的型号，仔细对照印刷板图和印刷板，不可插错。另外本电路元件插装时尽量插矮，防止插得过高而影响车身盖的安装。 （5)焊接。焊接时可采用焊几个元件就停下来检查一遍的方法。各焊点加热时间应适当，用锡量要适当，对耐热性差的元件，焊接时应尽量快。只要元器件在插装前都上过锡，一般不会出现虚焊的现象，应该先焊电阻，再来焊接电阻电容三极管等；集成电路应配杆座安装不能直接将集成电路焊在电路板上； （6）焊后处理。减去多余的长脚，检查有无短路等缺陷。 2.电路的的调试 电路的调试比较简单，即将两节5号电池放入赛车的发射部分中，四节5号电池放入赛车的接收部分中。将赛车的发射部分开关打开，并将左操纵杆往前推，如赛车未前进同时指示灯也亮，则调节L1，直至最远。然后试左右转，应与遥控器的频率相符，否则是相应电线机接反，调换即可。 3.接线部分将前电机线焊接在电路板的D1两焊盘上，后电机线焊在电路板的D2两焊盘上，电池及开关分别焊在电路板的E-和E+上。天线焊在电路板的TX上。然后将电路板的元件面朝下用自攻螺丝上在车架上，准备调试。4、 注意事项 1.清点元器件清单，以确保所需元器件的数量的齐全。 2.提前区分好各阻值电阻，做好标记，防止焊接时出错。 3.管脚的处理与成形，在焊接前需先用镊子对管脚进行打弯和打磨处理，作用是去除管脚表面的氧化膜。 4焊接时烙铁与焊盘的接触时间不能超过三秒，以免应为温度过高而损伤焊盘。 5PCB板由于长时间暴露与空气中，导致焊盘被氧化，焊接时需加助焊剂。 6. 在焊接电阻前，首先用色环估读（棕1 红2橙3 黄4 绿5 蓝6 紫7 灰8 白9 黑0）其阻值，再用万用表进一步测量和记载。焊接时需注意，确定精度的色环的那头应放在右侧或下边。 7在焊接三极管前，需对三极管经行测量以确定三极管的各极 。5、 总结 我对赛车是比较感兴趣的，恰好本次开放性实验的课题中有遥控赛车的组装及调试，让我可以亲手完成对赛车的组装，也让我了解到更多有关赛车的知识，我感觉受益匪浅。 说起来，自从上次历时一周完成万用电表的组装后就没有再接触到焊接了，再次进行焊接时却没有了当初的紧张。虽然焊接技术不是很好，但也没有出现虚焊漏焊的情况，也能够对焊接中出现的一些小问题进行自主的处理。另外，对于电阻电感等元器件的识别我也不存在大的问题，懂得读取元件上的参数信息，同时能够利用仪表进行电阻的区分。幸亏当时打的基础，如今才能在短短的半天内完成对赛车的组装。虽说这次实验并不困难，可过程中仍然出现了不少问题，归根到底还是自己不够细心，缺少冷静。今后必须加强自己做事的细心程度，培养遇事冷静的能力，这样才能更好地应对问题，避免或解决问题。通过这次实验，我再次熟悉了有关焊接的知识技能，加强了自己发现并解决问题的能力。此外还发现了自己存在的问题，方便了今后针对性地改善自身不足。总之受益良多。我觉得自己对这种开放性实验越来越有兴趣了，很有意思的感觉。可以从中学到不少知识，而且锻炼了自己的动手实践能力，实验成果也能成为一种对自己的激励。暗自期待下一次机会。【附录1】元件清单序号名称规格型号数量位号1集成块SM61351块IC2集成块座 16脚插座1块IC3三极管90145只VT1 VT6 VT7 VT8 VT94三极管80504只VT2 VT3 VT4 VT55三极管85504只VT10 VT11 VT12 VT136稳压管 3.6V1只WY7可调电感 1只L18固定电感5.6H1只L29电阻1004只R15 R16 R17 R1810电阻220 560各1只R14 R111电阻1k4只R10 R11 R12 R1312电阻2.2k3只R4 R6 R713电阻10k1只R314电阻270k2只R2 R91