大二暑假北邮机器猫实习报告.doc

北京邮电大学实习报告实习名称电子工艺实习学 院信息与通信工程学院学生姓名李思敏班 级2011211108学 号2011210233实习时间2013.7.62013.7.12实习地点学九301教室实习内容一、 掌握电烙铁的正确使用方法、基本的焊接技术和万用表等常用电子仪表的使用方法；了解常用电子元器件的性能特点、命名、识别及其安装方法。了解和掌握表面贴装工艺（SMT）的基本知识、工艺流程以及各种常用的EDA工具。二、 掌握机器猫的工作原理，学会识别电路原理图与印刷图；学会半导体二极管、电解电容等有极性元件正负极性的区分，色环（四色或五色）电阻、电感标称数值的读取等，并进一步熟练焊接技术。三、 了解并初步掌握一般电子产品的生产制作、调试与装配的基本技能与方法。四、 整机调试与验收，写实习总结报告。学生实习总结（附页，不少于2000字）见附页实习成绩评定遵照实习大纲并根据以下三方面按百分制综合评定成绩：1、思想品德、实习态度、实习纪律等2、技术业务考核、笔试、口试、实际操作等3、实习报告、分析问题、解决问题的能力实习评语:实习成绩:指导教师签名： 实习单位公章年 月 日1. 焊接工艺1.1 焊接工艺的基本知识焊接是使金属连接的一种方法。它利用加热手段，在两种金属的接触面，通过焊接材料的原子或分子的相互扩散作用，使两种金属间形成一种永久的牢固结合。利用焊接的方法进行连接而形成的接点叫焊点。我们实验中主要是PCB板的焊接。PCB板焊接工艺从大类上可以分为机器焊接和手工焊接。机器焊接不是我们学习的重点，仅作了解，机器焊接可使用波峰焊机来进行。如图1.2 焊接工具、焊料、焊剂的类别与作用如图为手工焊接的基本工具示意图，主要工具和材料是烙铁、镊子、螺丝刀、钳子等。本实验采用的烙铁为外热式。如图为焊接材料分类示意图，焊接材料分为焊料和焊剂，焊料主要是焊锡（内含助焊剂），焊剂主要是助焊剂和阻焊剂。下面以列表的形式给出各项材料的作用。项目作用焊接工具烙铁焊接主要工具，用于熔化焊锡吸锡器焊接错误进行拆焊时吸除焊点的焊锡螺丝刀拆装机器猫焊盘放置烙铁和焊锡镊子焊接时夹持焊锡钳子剪裁导线或焊锡等焊接材料焊锡（锡铅合金）固定焊脚，电路板和器件电气连接助焊剂（松香）加速焊锡融化，去除氧化膜，防止氧化等阻焊剂（光固树脂）板上和板层间的绝缘材料1.3 焊接方法实验主要是手工焊接所示的六项基本操作。其中元件的插放主要有卧式和立式两种方式，如图所示。加热焊接推荐的是五步焊接法，所示，实际熟练之后可不必完全遵循。元件插放的两种方式 加热焊接五步法可以按照如图所示的焊接错误示意图检查焊点缺陷。当焊接出现错误时，就需要用到拆焊技术，拆焊的主要步骤如图所示。1.4 焊接技巧和注意事项v 焊接技巧1.焊接顺序：按照先难后易，先低后高，先贴片后插装的顺序进行焊接。2.板面布局：焊接时尽量使元件贴合板子表面，同类元件高度尽量一致，使之美观。3.烙铁使用：烙铁使用前应上锡；焊接时间不宜过长，否则容易烫坏元件，必要时可用镊子夹住管脚帮助散热；焊接完成后，可用酒精清洗残余助焊剂。v 注意事项1.注意电烙铁的正确使用，尤其避免烫坏导线发生触电事故。2.焊接时间不可太长，不可用力使覆铜拱起。3.注意区分有极性元器件的极性。4.尽量避免重复焊接。2. 原理图设计与仿真2.1 Multisim仿真电路 2.2 电路仿真波形3.印制板设计3.1 电路原理图3.2 机器猫的印制板图3. 机器猫的焊接、安装及调试4.1 机器猫的基本工作原理如图所示，机器猫主要由声控检测电路、光控检测电路、磁控检测电路、触发电路、单稳态电路、电机驱动电路和开关组成。声控、光控、磁控检测电路分别由麦克、光敏三极管、干簧管够成，将声、光、磁信号转变为电信号，为单稳态电路提供触发信号。信号经功放放大后驱动电机运转，带动机器猫运动。下面着重分析声控电路的工作原理。当没有声音刺激时，声敏元件麦克呈高阻抗，使得反向截止，电源通过加在的基极上使之截至，的脚输入高电平，处于复位状态，脚输出低电平，电机不工作，机器猫保持静止状态。当有声音刺激时，麦克内部会产生电子密度变化，其电阻变得很小。此时，耦合到的基极上而导通，经过两级放大，使得等元件组成的单稳态电路脚输入从高电平跳变为低电平，触发翻转，脚输出高电平，电动机开始工作，机器猫开始运动，其行走的时间为单稳态触发器的延时时间，可参看图的仿真波形。当的脚输出高电平带动电机工作的同时，导通，将直接加到的基极上使其导通，基极电位变为低电位进而被截止，的脚输入由低电平跳为高电平。处于复位。以上即为声控电路的详细工作原理，光控和磁控检测输出端同声控一样耦合到的脚，不同点在于，由于光控和磁控输出足够驱动，故没有两级放大电路，其余的工作原理与声控相同。4.2 元器件的识别与测试元器件名称器件识别器件说明与测试电阻注意阻值读数是否正确二极管有白色色环的引脚为负极三极管注意极性，判断NPN和PNP，注意引脚封装电解电容判断极性是否接错光敏三极管两个PN结组成，但基极没有引线；当遇到光照时，C、E两极导通，测量时红表笔接C干簧管由一对磁性材料制造的弹性舌簧组成，密封于玻璃管中；舌簧磁化，当磁场作用时舌簧被吸引力作用接触导通，即电路闭合麦克风注意接外壳的引脚为负极性4.3 机器猫的焊接首先，按照说明和印制板上的标识，焊接各个器件到印制板上。然后，将焊接好基本器件的印制板与机器猫内部的电路进行连接。符号说明如下：名 称代表字符名 称代表字符名 称代表字符电动机M麦克风S红外接收I电 源V干簧管R具体的连接如下：1.电动机：打开机壳，改装电路，将电动机连在电池负极的一端改接至，由电动机正端引线到印制板上的。音乐芯片连电池负极的端改接至，使猫发声。2.：由电池负极引根线到印制板上的。与相连，不用单独再接。3.：由、引两根线、，分别焊接在干簧管两脚，干簧管没有极性。4.接收管：由、引两根线、焊接红外接收管，使用热缩管防短路。注意红外接收管的长腿应接在上。5.部分：屏蔽线两头脱线，用于焊接、和麦克风的两个焊点。4.4 机器猫的组装电路板和各感应部件的放置遵循以下思路：1.在猫后部，贴紧机壳，便于磁感应2.接收管通过钻孔放在猫胸前，便于感受光照3.的放置要求不多，这点由声音的传导性质决定完成了上述步骤后，不能先通电，应先检查元器件焊接及连线是否有误，以免造成短路。检测通过之后，方可进行封装。4.5 机器猫的调试简单测试完成后再组装机壳。装好后，分别进行声控、光控、磁控测试，均有“走停”过程即测试通过。如某部分功能不正常，可拆开机壳，有针对性地检查电路和焊接。一般来讲，基本器件的焊接只要细心仔细不会出现错误，最可能的错误来自于导线连接的错位和器件极性倒置，应重点检查。检查时可使用万用表探测电位加速诊断。5. 实习的总结与心得体会本次实习的任务是改装一个已经能够自主运行的机器猫玩具，使其具有运动后能够自动停止，并且在声、光、磁的刺激下能够运动的功能。过程中，首先，我练习了焊制电路的基本技术，之后学习了如何运用Multisim 10.0软件进行电路仿真，以及如何用Protel 99se软件进行PCB电路板的制作，最后，就是对机器猫的正式改装了。下面，就是我在小学期各个时间段的总结及心得体会。 焊接电路基本技术的练习： 这一阶段，要做的事是练习基本焊接技术，我们进行模拟元件焊接，即用铜线代替元件管脚，总共要完成300个孔线的焊接。首先，老师讲解了当前电子电路的发展状况及焊接方法、注意事项等。焊第一个孔时，我甚至不知道板子该放什么地方才好，因为铜线不好固定，而且我生怕焊锡熔了而发生不可控的状况。在手和板子的摇摇晃晃之间，第一个孔完成了，结果是焊锡过多，而且焊锡也因为受热时间过长而变黑了。一回生二回熟，在焊接完大约有十多个孔后，有了经验的积累，我渐渐掌握了要领，焊出来的焊点也逐渐接近要求。到了最后，我焊接时的状态就已经可以用得心应手来形容了。所以，我认为第一阶段的任务还是比较简单地，主要是考验耐心，只要认真对待焊接时的一举一动，就能掌握焊接的基本技术。 用Multisim 10.0软件进行电路仿真： 和焊接一样，这个软件也是我第一次接触的，但是由于之前有很多软件的学习以及操作经验，而且正如老师说的，这一软件和以前用过的软件的界面大体相同，所以使用这一软件并没有给我造成太多困难。只要仔细放置并设置好元件并且准确连接好导线，这个任务就没问题了。 用Protel 99se软件制作PCB板： 本以为这个过程很简单，因为之前我使用过这个软件进行PCB板的设计，但是结果这却是整个小学期最麻烦的阶段。通过使用软件，我也体会了软件生成PCB板的一些工作机制，之前我以为软件是通过直接读取绘制的原理图来连接PCB中的元件的，但是我不久就发现了矛盾：二极管在原理图中明明是有导线相连的，但是在PCB图中却被孤立出来，即与其他元件毫无关联。后来经过思考研究我发现原理图与PCB关联的桥梁是网络表，由于网络表中的二极管端点无法在PCB图中反映，所以才造成了二极管被“孤立”。 最后，PCB图的制作也并不简单，因为除了需要手动布局外，还要考虑许多细节问题：PCB的参数、线宽、注意保持安全距离、布线后不要随便移动元件等等。过程中，我发现元件的相对位置应该和原理图大致一致，这样得到的布线会比较简洁。 正式改装机器猫：这一阶段的操作与之前的练习是联系紧密的。首先，第一阶段我们练习了焊接技术，所以焊接的速度大大加快；其次，在