机器猫的组装与仿真.

1、机器猫的组装与仿真一、实验目的本产品具有机、电、声、光、磁结合的特点，通过制作本产品完成从仿真到安装实践的 全程训练过程。由学生完成从电路原理仿真验证，到元器件检测、焊接、安装、测试产品的 全过程，达到培养同学们工程实践能力的目的。二、产品主要特点该产品是声控、光控、磁控机电一体化机器猫电动玩具。主要工作原理：利用555构成的单稳态触发器，在三种不同的控制方法下，均给以低电平触发，促使电机转动，从而达 到了机器猫停走的目的。即：拍手即走、光照即走、磁铁靠近即走，但都只是持续一段时间 后就停会下，再满足其中一条件时将继续行走。三、工作原理1. 基本框图2. 555构成的单稳态触发电路的工作原理5

2、55定时器的功能主要由两个比较器 Ci和C2决定，比较器的参考电压由分压器提供，在 电源和地之间加 Vcc电压，并让Vm悬空时，上比较器 Ci的参考电压为2/3Vcc，下比较器 C2 为 1/3Vcc。单稳态触发器特点:两个工作状态：稳态和暂稳态在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间后，在自动 返回稳态。暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。£a单稳态触发电路b工作波形1稳态时，无触发信号：V =1 （-Vcc即可，VC2 =1）3Vci =1若通电后Q =0t Td导通t Vc =0 t Q =0保持乂2 =12若通电后Q

3、=1 > TD截止> C充电至Vc =2VCC3VC1 =1T VC1 =0T Q =0T td导通 T c放电 T 丿 C1 T Q=0保持VC2=1触发时V只要Vi降至-Vcc,则Vc1 一1 ； Q =1,Td截止一；C开始充电3Vc2 = 021当Vc充至2VCC时（假定此时VI已经回到高于1VCc）33则FC1 °T q=o,Td导通T c开始放电至0Vc1 一 1Q=0保持2=1VC2=1暂稳态输出的宽度Vcc 0twRCIncc-RCl n3Vcc - 2 Vcc3tw =RCI n3 1.1RC3. 机器猫工作原理R4R5L R10I R61M4JK1M

4、110K10KQ1C11(1UFS1麦克风DR2150KC6220UF4D11N4001VCC4.5V©9014IC16C3Q2C59014D丄C2R310nF150K丰70UFIC15551N4148R94.7KQ58050DD2+ C447UFQ39014干簧管四、焊接与安装：（1）元器件检测全部元器件安装前必须进行测试（见下表1）（2）印制板焊接按图8所示位置，将元器件全部卧式焊接（参见下图）注意二极管、三极管及电解电容的极性。（a）三极管（b）电解电容（c）二极管、电阻图10表1兀器件名称测 试内 容 及 要 求电阻阻值是否合格二极管正向导通，反向截至。极性标志是否正确（注：

5、有色环的一边为负极性）三极管判断极性及类型:»8050、9014(D)为 NPN型B值大于200。电解电容负正极性是否正是否漏电漏电流小极性正确光敏三极管（红外接收管）由两个PN结组成，它的发射极具有光敏特性。 它的集电极则与普通晶体管一样，可以获得电 流增益，但基极一般没有引线。光敏三极管有 放大作用，如右图所示。当遇到光照时，C、E两极导通。测量时红表笔接 C。光敏三极管干簧管（舌簧开关）由一对磁性材料制造的弹性舌簧组 成，密封于玻璃管中，舌簧端面互叠 留有一条细间隙，触点镀有一层贵金 属，使开关具有稳定的特性和延长使 用寿命。当恒磁铁或线圈产生的磁场 施加于开关上时，开关两个舌

6、簧磁化，干簧管传感器负麦克风若生成的磁场吸引力克服了舌簧的弹性产生的阻力，舌簧被吸引力作用 接触导通，即电路闭合。一旦磁场力消除，舌簧因弹力作用又重新分开, 即电路断开。我们所用的干簧管属常开型。麦克风（声敏传感器）是将感应到的声音或振动转化为 电信号，外围负，用屏蔽线焊接。五、整机装配与调试在连线之前，应将机壳拆开，避免烫伤及其他损害，并保存好机壳和螺钉。 注意：电机不可拆！/参考下列步骤进行连线：电动机+ lz（J1J6的长度参考材料单）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（声控）S红外接收（光控）I电源V干簧管（磁控）R(M )， 电动机：打开机壳，电动机（黑色）已固定在机

7、壳底部。电动机负极与电池负极有一 根连线，改装电路，将连在电池负极的一端焊下来，改接至线路板的“电动机- 由电动机正端引一根线J1到印制板上的“电动机+” （M + ）。音乐芯片连接在电池负极的那 一端改接至电动机的负极，使其在猫行走的时候才发出叫声。 电源：由电池负极引一根线 J2到印制板上的“电源一” （V）。“电源+” （V + ）与 “电机+” （M +）相连，不用单独再接。 磁控：由印制板上的“磁控+、一” （R+、R ）引两根线J3、J4,分别搭焊在干簧管（磁敏传感器）两腿，放在猫后部，应贴紧机壳，便于控制。干簧管没有极性。 红外接收管（白色）：由印制板上的“光控+、一”（1 +、

8、I）弓I两根线J5、J6搭焊 到红外接收管的两个管腿上，其中一条管腿套上热缩管，以免短路，导致打开开关后猫一直 走个不停。红外接收管放在猫眼睛的一侧并固定住。应 注意的是：红外接收管的长腿应接在“I ” 上。 声控部分：屏蔽线两头脱线，一端分正负（中间为正，外围为负）焊到印制板上的S +、S-;另一端分别贴焊在麦克风（声敏传感器）的两个焊点上，但要 注意极性，且麦克易 损坏，焊接时间不要过长。焊接完后麦克安在猫前胸。 通电前检查元器件焊接及连线是否有误，以免造成短路，烧毁电机发生危险。尤其注 意在装入电池前测量“电源一” （V）。“电源+”间是否短路，并注意电池极性。静态工作点参考值:代号型号静态参考电压EBCQ190140V0.5V4VQ29014D0V0.6V3.6VQ390140V0.4V0.5VQ490140V0V4.5VQ58050D0V0V4.5VIC15551 : 0V2： 3.8V3: 0V4: 4.5V5: 3V6: 0V7: 0V8： 4.5V组装：简单测试完成后再组装机壳，注意螺钉不宜拧