大学生设计竞赛基础硬件1

物理系,2011年7月19,“我们能做到的仅仅是领着学生入门而已，能指出一个大致正确的方向、不误人子弟已属难得。后来，能成为高手的，不是我们培训，而是他们自己艰辛努力实现的”。,我本人和辅导教师想说的话：,五暑期培训具体安排,9、暑期培训须知,1、服从安排，按指定的培训地点参加培训或实验。不允许自选实验室。2、按时参加培训活动，不得早退或迟到，有事情离开半小时之内给负责同学请假，超过半小时给老师请假，外出给刘书记请假禁止外出游泳洗澡。3、安全第一，熟悉安全用电常识，遵守安全用电规则，保证自身安全。4、熟悉仪器、仪表性能和使用方法，确保仪器、仪表安全。爱护公物，（电脑、电源、仪器；通用工具等）；损坏大件仪器将追究责任，按相关规定赔偿，通报批评。5、公私分明，人、我分明，洁身自爱，以八荣八耻为准则要求自己。6、实验室实行工具借用制度，丢失损坏将按原价赔偿。鼓励个人购置常用小工具（万用表、烙铁、偏口钳、镊子、剥线钳等）。7、实验室实行器件责任领取制度，只有每小组组长才有器件领取权，领取器件要登记造册，器件丢失或损坏将视器件价值和类型不同执行不同的赔偿制度。8、各培训实验室坚持一天三次点名（刷卡）制度，迟到和旷课积累到一定数量将不得继续参加培训和竞赛。,五暑期培训具体安排,11、培训地点人员分配,五暑期培训具体安排,11、培训地点人员分配,分配原则：09级的7组同学在414室；（张福安）09和10级的10组在413室；（张秀梅）10级的7组同学在410室；（葛汝明）,讲授题目-跟我学设计,讲授约10讲左右，引导设计入门。,电子设计竞赛基本技能与要点,了解掌握常用器件特性和应用范围（略）,掌握基本制作技能,电路设计要点,设计入门（重点）,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,一、了解掌握常用器件特性和应用范围（略）,电阻器,电容器,电感和变压器,二极管,三极管,场效应管,晶闸管（可控硅）,干簧管,继电器,石英晶体,光电耦合器,电声器件,显示器件,集成器件,交流、直流、步进电机,推荐书：全国大学生电子设计竞赛-技能训练第二版48元百度搜索：常用电子元器件符号,二、掌握基本制作技能,焊接技术,拆卸技能,绘图制板,连线安装,仪器使用,参数测量,推荐书：全国大学生电子设计竞赛-技能训练第二版48元网站：成志电子制作网,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,1、常用焊接工具,烙铁头,外热式电烙铁,内热式电烙铁,快热电烙铁,936式焊台,附助工具,附助工具,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,二、掌握基本制作技能-良好的焊功,2、焊接常识新烙铁使用前，应用细砂纸将烙铁头打光亮，通电烧热，蘸上松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝，使烙铁头上均匀地镀上一层锡。这样做，可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。旧的烙铁头如严重氧化而发黑，可用钢挫挫去表层氧化物，使其露出金属光泽后，重新镀锡，才能使用。焊接过程中，烙铁不能到处乱放。不焊时，应放在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁头上，以防烫坏绝缘层而发生事故。使用结束后，应及时切断电源，拔下电源插头。冷却后，再将电烙铁收回工具箱。烙铁功率冬天应为30W，夏天应为20W。,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,二、掌握基本制作技能-良好的焊功,4、焊前处理清除焊接部位的氧化层可用断锯条制成小刀。刮去金属引线表面的氧化层，使引脚露出金属光泽。印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后，涂上一层松香酒精溶液。旧元件镀锡将绝缘外皮剥去，再将引线蘸一下松香酒精溶液，把带锡的热烙铁头压在引线上，并转动引线即可。经过上面两项处理，才能正式焊接。若是多股金属丝的导线，打光后应先拧在一起，然后再镀锡。,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,二、掌握基本制作技能-良好的焊功,3、焊锡和助焊剂（1）焊锡：一般采用有松香芯的焊锡丝。这种焊锡丝，熔点较低，而且内含松香助焊剂，使用极为方便。（2）助焊剂：常用的助焊剂是松香或松香水（将松香溶于酒精中）。使用助焊剂，可以帮助清除金属表面的氧化物，利于焊接，又可保护烙铁头。,5、焊牢焊好要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。要保证焊接质量。好的焊点应是锡点光亮，圆滑而无毛刺，锡量适中。锡和被焊物融合牢固。不应有虚焊和假焊。虚焊是焊点处只有少量锡焊住，造成接触不良，时通时断。假焊是指表面上好像焊住了，但实际上并没有焊上，有时用手一拔，引线就可以从焊点中拔出。焊接电路板时，一定要控制好时间。太长，电路板将被烧焦，或造成铜箔脱落。从电路板上拆卸元件时，可将电烙铁头贴在焊点上，待焊点上的锡熔化后，将元件拔出。,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,二、掌握基本制作技能-良好的焊功,1、基本工具：,拆卸原则：以不损坏器件和电路板为目的,手动吸锡器,电动吸锡器,936焊台,热风枪,电动吸锡器,编织线吸锡器,医用针头,二、掌握基本制作技能-拆卸技能,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,家电、仪表维修、焊接错误均需拆卸器件，常言说：焊上容易卸下难；需有专用工具和掌握一定的拆卸方法才可安全拆卸。,a、吸锡器吸锡拆卸法。待焊点锡融化后吸入细锡器内，全部引脚的焊锡吸完后集成块即可拿掉。,二、掌握基本制作技能-拆卸技能,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,手动吸锡器,电动吸锡器,电动吸锡器,c、电烙铁毛刷配合拆卸法拆卸集成块时先把电烙铁加热，待达到溶锡温度将引脚上的焊锡融化后，趁机用毛刷扫掉溶化的焊锡。使集成块的引脚与印制板分离。,b、医用空心针头拆卸法取医用8至12号空心针头几个。使用时针头的内经正好套住集成块或被拆器件的引脚为宜。拆卸时用烙铁将引脚焊锡溶化，及时用针头套住引脚，然后拿开烙铁并旋转针头，等焊锡凝固后拔出针头。这样该引脚就和印制板完全分开。所有引脚如此做一遍后，集成块就可轻易被拿掉。,二、掌握基本制作技能-拆卸技能,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,医用针头,外热式电烙铁,内热式电烙铁,d、屏蔽线内的编织线（或多股铜线）吸锡拆卸法使用前先将屏蔽线内的编织线或多股铜芯线沾上松香酒精溶液，待电烙铁烧热后将多股铜芯丝放到集成块引脚上加热，这样引脚上的锡焊就会被铜丝吸附，吸上焊锡的部分可剪去，重复进行几次就可将引脚上的焊锡全部吸走。,二、掌握基本制作技能-拆卸技能,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,编织线吸锡器,e.热风枪拆卸法电源开关打开后，根据需要选择不同的风咀，然后把热风温度和风量调节合适，待预热温度达到所调温度时即可使用。注意：针对不同封装的集成线路，更换不同型号的专用风咀。针对不同焊点大小，选择不同温度风量及风嘴距板的距离。,二、掌握基本制作技能-拆卸技能,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,热风枪,根据拆卸要求不同，可自制不同的热风枪吹风口,3掌握安全准确的原则，不测坏电路，不扩大故障，小心、小心、再小心。,二、掌握基本制作技能绘图制板（专题介绍）,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,二、掌握基本制作技能连续安装（略）,二、掌握基本制作技能仪器使用（实践中自己摸索）,二、掌握基本制作技能参数测量,1一般不借用他人的万用表，测电流绝对禁止把档位打在电压档上。测交流电压禁止打在电阻档上。2熟悉仪器仪表功能和测试方法后方可使用仪器。,三、电路设计要点,会看（读）电路图,会仿电路图,从小制作入手,从基本功能开始,逐步完善设计要求,组装调试,故障排查,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,A看懂电路连接图B分析电路原理,A模仿原理图制作BPCB抄板技术,四、设计入门,(一)单元电路设计方法1、执行（开关）器件的应用-干簧管,干簧管继电器具有结构简单、体积小巧、灵敏度高、重量轻、功耗小、可靠性高等优点。广泛应用于自动控制系统的诸多领域，如机械、汽车、电子、电力、石油、化工、办公自动化等，实验室主要用于智能车测速,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,跟我学设计-电子设计竞赛基本技能与要点,(一)单元电路设计方法1、执行（开关）器件的应用-霍尔器件,霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器，它具有灵敏度高，线性度好，稳定性高、体积小和耐高温等特点。广泛应用于测速电路。,注意事项：1、霍尔电流传感器本身已经存在滤波电路，输出无须再加装滤波，可直接供单片机的05V的AD采集或比较器直接参与比较，信号非常稳定，而且抗干扰能力也很强，直接判断，编辑命令即可.2、霍尔电流传感器反应速度一般在7微妙，根本不用考虑单片机循环判断的时间.,霍尔器件-接口电路,霍尔器件-转速测量硬件设计,(一)单元电路设计方法1、执行（开关）器件的应用,继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。,-继电器,固态继电器是由微电子电路，分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。,(一)单元电路设计方法1、执行（开关）器件的应用,-固态继电器,固态继电器有三部分组成:输入电路，隔离(耦合)和输出电路。按输入电压的不同类别，输入电路可分为直流输入电路，交流输入电路和交直流输入电路三种。有些输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容，正负逻辑控制和反相等功能。固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路，交流输出电路和交直流输出电路等形式。交流输出时，通常使用两个可控硅或一个双向可控硅，直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管。,利用光电效应做成的开关叫光电开关。,将发光器件与光电器件按一定方向装在两个或同一个检测头内。当有光照或（被检测物体）接近时，光电器件接收到对射光或反射光后便有信号输出，形成光电开关。,(一)单元电路设计方法1、执行（开关）器件的应用,-光电开关,光电开关硬件设计安装示意图,光电开关电路设计原理图,光电开关电路设计原理图,光电开关电路设计原理图,光电开关电路设计原理图,(一)单元电路设计方法1、执行（开关）器件的应用-单双向可控硅（晶闸管）,晶闸管俗称可控硅，有单向可控硅和双向可控硅之分,国产单向可控硅的型号命名一般用3CTXXX或KPXXX表示的为多。如3CT105、3CT064、KP20等。双向可控硅的命名则一般用3CTSXXX、或BCRXXX等。,晶闸管的作用,整流,开关,可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流;动作反应极快，在微秒级内开通、关断；无触点运行，无火花、无噪音；效率高，成本低、寿命长、可靠性好。在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中得到广泛的应用。,单向可控硅的特性：1可控整流特性：2阳极（A）和控制极（G）同时接正向电压时，呈现导通状态3在直流状态下，一旦触发导通，控制电压便失去了对它的控制作用，不论有没有控制电压，也不论控制电压的极性如何，将一直处于导通状态。要想关断，只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向。4在交流状态下，导通状态可受控于触发信号。,控制极（G）,阳极（A）,阴极(k),单向可控硅,双向可控硅,单向可控硅的特性：1可控整流特性：2当G极和T2极相对于T1，的电压均为正时，T2是阳极，T1是阴极。可控硅可导通3在直流状态下，一旦触发导通，控制电压便失去了对它的控制作用，不论有没有控制电压，也不论控制电压的极性如何，将一直处于导通状态。要想关断，只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向。4在交流状态下，导通状态可受控于触发信号。5双向晶闸管的T1和T2不能