电子技术课程设计报告——亚超声遥控开关

电子技术课程设计报告一、概述亚超声遥控开关采用声波转换原理，在60平方米的房间内可随意（无线）遥控电视机、录音机、影碟机、电灯等一切家用电器开关，给你的生活带来极大方便，不起床、不动步，轻轻一按，开关一切。灵敏度很高，产品使用寿命长，性能稳定，能延长各类家电的使用寿命。产品特点：1、接通电源后，轻轻一按气囊，电灯开；再按气囊，电灯关。2、无须像电视遥控器那样对准电灯，只要轻轻一按气囊即可。3、随身携带一只气囊，走到哪里按着气囊灯开关到哪里（一个气囊可一路控制所有电源），实在是方便之至。电气特性：功率小于500W电器，接入电源为220V，输出插座是普遍的220V插座（请看实物）。主机上有指示灯，灯亮代表已接通电源。使用方法：将亚超声遥控开关背面插头插入电源插座，把家用电器插头插入摇控器正面插孔，使用者仅需捏气囊即可控制电源的通与断。采用声波换能原理，您只要轻捏一下气囊即可在一定范围内遥控任何方位的家用电器开关。二、实验目的以及要求实验目的：了解亚超声遥控开关采用的声波转换原理，加强对传感器应用的认识。从电路原理图中了解整流、滤波、稳压过程中各部分原件的作用，在理论学习的基础上从实践中进一步深入了解整流电路、滤波电路、稳压电路等模拟电路知识，摆脱单纯的理论知识学习状态，通过和实际设计的结合锻炼我们综合运用所学的专业基础知识，解决实际问题的能力，提高我们的动手能力以及分析问题的能力。实验要求：锡焊技术是电工、电子工艺的基本操作技能之一，电子元器件是组成电子产品的基础，把电子元器件牢固的焊接到印刷电路板上，是电子装配的重要环节。掌握焊接的基本知识和基本技能是衡量我们掌握电子技术基本技能的一个重要项目，是我们接下来的实习必备的知识储备，也是我们参加工作所必须掌握的技能。通过焊接练习，使同学们熟练掌握电烙铁的正确使用方法，熟悉不同元器件的焊接方法，要求焊点不仅位置正确，还要牢固可靠，形状整洁美观。并能够正确掌握对各种焊接错误（如锡量过少致使接触不良、不牢固，锡量过多导致短路等）的修正方法，为接下来的实习打好相关基础。同时，注意培养自己在工作中耐心细致，一丝不苟的工作作风。三、实验器材及工具介绍亚超声遥控开关教学散件，电烙铁、焊料、焊剂、吸锡器、万用表 、螺丝刀 、剪刀、镊子等工具（见图1、图2）。万用表：是一种多功能、多量程的测量仪表，我们实验室用数字万用表。一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻和音频电平等，有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数（如）。电烙铁：电烙铁是最常用的焊接工具。我们使用30W内热式电烙铁。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，可用钢挫去除表层氧化物，使其露出金属光泽后，重新镀锡，才能使用。 焊料：焊料是用于填加到焊缝、堆焊层和钎缝中的金属合金材料的总称。包括焊丝焊条、钎料等，是一种熔点比被焊金属熔点低的易熔金属。有锡铅焊料、银焊料、铜焊料等，在一般电子产品装配中，主要使用锡铅焊料，俗称为焊锡。焊剂：焊接时，能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护和冶金处理作用的一种物质。又叫做助焊剂，通常是以松香为主要成分的混合物，是保证焊接过程顺利进行和致密焊点的辅助材料。焊剂的功能部分可分为三个： 1、去除焊接面的氧化物，降低焊料熔点和表面张力，尽快达到钎焊温度。 2、保护焊缝金属在液态时不受周围大气中有害气体影响。 3、使液态钎料有合适流动速度以填满钎缝。图1 元件清单图2 亚超声遥控开关四、实验电路原理分析亚超声遥控开关分为遥控发射器和接收电路两部分。发射器为带有哨嘴的橡胶气囊。当用手挤压气囊时，囊内空气急速通过哨嘴，可以发出频率为1620kHz的亚超声波作为控制源（见图3）；接收电路在开关盒子内部，核心器件是压电陶瓷接收器，它将接收到的接近超声频的亚超声信号转换成电信号。电路由选频放大电路、滤波电路、整流电路和稳压电路组成。（接收电路原理图 见图4）。（见图3A）220V是市电交流电源经电容C8降压,D2、D3、D4、D6桥式整流,电容C1滤波,得到约12V直流电压,为整个遥控接收电路提供电源。C8并联的R3为C8的放电电阻。压电陶瓷片Y,将接收到的亚超声振动能转化为对应频率的电能。经以Q3为核心的固定偏置共射电路放大,并经并联谐振回路L1、C7选频, 图3遥控发射头橡胶气囊图4接收电路原理图以排除其他声频的干扰,防止误动作。按图示参数,不难算了选频频率约为20kHz。该脉冲经C4耦合,由Q5放大。D1是为防止Q5发射结反向击穿而设的保护二极管。Q5放大输出的信号,经R8、C3积分电路延时后,作为控制计数器翻转的脉冲。以Q2、Q4为核心,加上R6、R7、R9、R10、R11、R12、C5、C6、D5组成双稳态计数器，每经R8过来一个脉冲,计数器翻转一次,使Q4的集电极输出轮流为高低电平状态。当Q4集电极为高电平时,Q1饱和导通,继电器J通过发光管LED接通。LED点亮,J常开触点J1吸合,输出端通电。再次按动遥控头后,Q2、Q4组成的双稳电路翻转,Q4集电极电位变低,Q1截止,LED熄灭,继电器J工作线圈失去电流,触点J1释放,开关输出端断电。五、实验的具体步骤1、焊接与安装 焊接时按下列步骤进行，只有完成了上一步才能进行下一步，一般先焊装低矮、耐热原件。若有需要与印刷电路板紧固的大型元件，或与面板上孔、槽相嵌装的元件，也需给予特别的注意，具体焊装步骤：a）清查元件的数量（依据元件清单）与质量，对不合格的元件应及时更换。b）确定元件的安装方式、安装高度，一般它由该器件在电路中的作用、印刷电路板与外壳间的距离以及该器件两个安装孔的距离（依据印制板图）所决定。c）对器件的引脚弯曲成型处理，成型时不得从引脚根部弯曲。d）插装：根据元件位号对号插装，不可插错，对又极性的元器件（如二极管、三极管、电解电容等）的脚，插孔时应特别小心。e）焊接：各焊点加热时间及用锡量要适当，对耐热性差的元器件应使用工具辅助散热。防止虚焊、错焊，避免因种种原因而造成短路。f）焊后处理：剪去多余引脚线，检查所有焊点，对缺陷进行修补。g）；盖后盖上螺钉：盖后盖前需要检查所有元件是否正确到位；变压器是否落在安装槽内导线不可紧靠铁芯；是否有导线压住螺钉孔或散露在盖外。图6 焊接好的电路底板2、安装提示a）注意所有与印刷电路板嵌装元件的高度与孔的配合（如发光二极管的圆顶部应与面板孔相平，面板与拨动开关K1是否灵活到位）；b）三极管V1、V2、V3采用横装，焊接时引脚稍留长一些；c）由于空间不够，C1、C2、C3 、C41、C5卧装；d）从变压器及印刷电路板上焊出的引线长度应适当，导线不可伤及铜芯，多股芯线剥头后有松散现象，需要拧紧导线防止烫锡、插孔及焊装。e）为了便于焊接，可根据具体情况采用分类，分片焊装。f）由于本电路工作频率低，总增益又不是太大，不易发生自激。对元件要求不高，比如二极管选用较为常见的1N4001-PNP，三极管可以选用9012-NPN三极管可以选用9013等。只要元件性能良好，安装无误，基本上一装即可。图7 制作完成的成品图内部图8 制作成品图外貌六、实验结果及检修总装完毕后，按原理图、印刷电路板装配图及工艺要求检查整机安装情况，着重检查变压器连线及印刷电路板上相连导线或有无短路及缺陷，一切正常时后方可接通电源开始检测。将亚超声遥控开关背面插头插入电源插座，把用电器（实验室灯泡）插头插入摇控器正面插孔，使用者仅需捏气囊即可控制电源的通与断。主机上有LED指示灯，灯亮代表已接通电源，灯灭代表断开电源。检修实例：例1在接收到发射器的遥控指令后，LED指示灯VD7和受控灯泡同时快速连续闪烁，并能听到继电器衔铁颤抖时产生的机械噪音，1秒钟之后，颤声停止，受控灯泡和LED指示灯VD7同时熄灭。这种故障常常发生在遥控开关的电源电路中，当市电电压低于180V或降压电容器的容量C1不足时，均会因直流电源不足以向整机提供所需的工作电流，而造成驱动电路和继电器难以顺利进入正常的吸合状态，表现为吸持不牢、似吸非吸等。经测市电正常，于是将C1拆下，测得其容量为0.32F，电容量已明显减小。换上一只0.47F / 400V的涤纶电容器，故障排除。此外，如果C2失效（无容量）也会导致与本例相同的故障现象。例2在每次遥控开灯时，指示灯VD7和受控灯泡都要闪烁数次之后方能进入稳定的发光状态。在触发脉冲产生电路中，R3为VT2的集电极负载电阻，从R3输出触发信号；C5为防止误解发。本例为C5失效，用一只2.2F / 16V的电解电容器代换后，故障消除。实践证明，c5的取值范围一般在0.473.3f之间比较得当。一般来说，容量选得较大时，遥控开关的响应时间比较长些，反之较短。七、实验心得体会通过一个星期电子技术课程设计学习，使我们对电子工艺的理论和应用有了初步的系统了解。了解到焊普通元件与电路元件的技巧、印制电路板图的设计制作与工艺流程、亚超声遥控开关的工作原理与组成元件的作用等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义。同时对自己的动手能力也是个很好的实践和锻炼。让我们自己动手，掌握一定操作技能并亲手设计、制作、组装与调试，将基本技能训练，基本工艺知识和创新启蒙有机结合，培养我们的实践能力和创新精神。焊接，无疑是电子制作中极为关键的一环。焊接的质量影响着整个作品的整体质量和性能，有些焊接错误会导致不可估量的恶劣影响，甚至可能会使整个作品报废。所以，什么地方该焊，改用多少焊锡等都要考虑好，并时刻注意。实验中在焊接练习的时候，刚开始手总是抖得厉害，慢慢焊多了才渐渐熟练，特别是在焊点很近的地方也能焊的很好，比较美观。这个过程，能让你更深刻体会到“孰能生巧”这一成语的直观反映。同时在实践过程中还发现不要让电烙铁挨着板子太长时间，大概5秒之后必须拿开，否则很容易将板子焊坏。如果你的电烙铁头变黑，在用松香清洗干净之后，要上锡，这点很重要，影响着焊接点的美观，同时很容易忽视。焊接环境空气流动不宜过快，切忌在风扇下焊接，以免影响焊接温度。焊接过程中不能振动或移动工件，以免影响焊接质量。最后还会发现在焊接之前还应该考虑好元件的大小，占用空间大小等问题，是否要采用卧式，不然焊完后又会发现盖不上盖子，又要重来。总之，这次电子技术课程设计让我对执着和耐心又有了更深的认识。 最后我要感谢和我在一起设计、焊接、安装、调试，