电子工艺实习报告 实用卫生间门控开关电路.docx

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电子工艺实习报告实用卫生间门控开关电路

电子工艺实习报告

题目:

实用卫生间门控开关电路

院系:

机械工程学院

班级:

姓名:

学号:

2009

指导老师:

日期:

2011年7月19号

目录

第一章元器件…………………………………………2

第一节CD4027………………………………………………2

第二节NE555…………………………………………………2

第三节9013三极管…………………………………………2

第四节三端稳压集成电路7805……………………………3

第五节电解电容………………………………………………3

第六节电容……………………………………………………4

第七节电位器…………………………………………………4

第八节发光二极管……………………………………………4

第二章焊接技术………………………………………5

第一节电烙铁的使用………………………………………5

第二节焊锡和助焊剂………………………………………5

第三节焊前处理……………………………………………6

第四节焊接技术应用………………………………………6

第三章电子电路………………………………………7

第一节电子电路原理…………………………………………7

第二节实际中遇到的问题……………………………………7

第三节调试时出现的问题以及解决方法……………………8

第四章体会……………………………………………8

附录………………………………………………………9

电路原理图…………………………………………………………9

手工布线图…………………………………………………………10

参考书籍…………………………………………………………10

电路PCB图………………………………………………………11

第一章元器件

第一节CD4027

J-K主从触发器的单片集成电路。

每个触发器分别提供了J、K、置位、复位、时钟输入和经过缓冲的Q及Q输出信号。

此器件可用作移位寄存器,且通过将Q输出连接到数据输入,可用作计数器和触发器。

在时钟上升沿触发时,加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。

置位和复位与时钟无关,而分别由置位或复位线上的高电平完成。

CD4027提供了14引线多层陶瓷双列直插(D)、熔封陶瓷双列直插(J)、塑料双列直插(P)和陶瓷片状载体(C)4种封装形式。

第二节NE555

NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号,555系列IC的接脚功能及运用都是相容的,只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同;而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC,只需少数的电阻和电容,便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。

第三节9013三极管

9013是一种NPN型硅小功率的三极管它是非常常见的晶体三极管,在收音机以及各种放大电路中经常看到它,应用范围很广,它是NPN型小功率三极管。

也可用作开关三极管。

  

从左往右依次为发射极、基极、集电极

第四节三端稳压集成电路7805

电子产品中,常见的三端稳压集成电路有正电压输出的78××系列和负电压输出的79××系列。

顾名思义,三端IC是指这种稳压用的集成电路,只有三条引脚输出,分别是输入端、接地端和输出端。

它的样子象是普通的三极管,TO-220的标准封装,也有9013样子的TO-92封装。

用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路,使用起来可靠、方便,而且价格便宜。

该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压,如7806表示输出电压为正6V,7909表示输出电压为负9V。

 因为三端固定集成稳压电路的使用方便,电子制作中经常采用。

第五节电解电容

电解电容是电容的一种,金属箔为正极(铝或钽),与正极紧贴金属的氧化膜(氧化铝或五氧化二钽)是电介质,阴极由导电材料、电解质(电解质可以是液体或固体)和其他材料共同组成,因电解质是阴极的主要部分,电解电容因此而得名。

同时电解电容正负不可接错。

电解电容器通常是由金属箔(铝/钽)作为正电极,金属箔的绝缘氧化层(氧化铝/钽五氧化物)作为电介质,电解电容器以其正电极的不同分为铝电解电容器和钽电解电容器。

铝电解电容器的负电极由浸过电解质液(液态电解质)的薄纸/薄膜或电解质聚合物构成;钽电解电容器的负电极通常采用二氧化锰。

由于均以电解质作为负电极(注意和电介质区分),电解电容器因而得名。

第六节电容

电容(或称电容量)是表征电容器容纳电荷本领的物理量。

把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量,叫做电容器的电容。

电容器从物理学上讲,它是一种静态电荷存储介质,它的用途较广,它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。

主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。

第七节电位器

电位器是可变电阻器的一种。

通常是由电阻体与转动或滑动系统组成,即靠一个动触点在电阻体上移动,获得部分电压输出。

一、电位器的作用

调节电压(含直流电压与信号电压)和电流的大小。

二、电位器的结构特点

电位器的电阻体有两个固定端,通过手动调节转轴或滑柄,改变动触点在电阻体上的位置,则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值,从而改变了电压与电流的大小。

第八节发光二极管

发光二极管简称为LED。

由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。

在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。

磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光。

它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能;常简写为LED。

发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。

当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。

不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。

当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。

常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。

LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。

消耗能量较同光效的白炽灯减少80%。

适用性很小,每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境。

第二章焊接技术

第一节电烙铁的使用

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。

电烙铁要用220V交流电源,使用时要特别注意安全。

应认真做到以下几点:

电烙铁插头最好使用三极插头。

要使外壳妥善接地。

使用前,应认真检查电源插头、电源线有无损坏。

并检查烙铁头是否松动。

电烙铁使用中,不能用力敲击。

要防止跌落。

烙铁头上焊锡过多时,可用布擦掉。

不可乱甩,以防烫伤他人。

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。

第二节焊锡和助焊剂

焊接时,还需要焊锡和助焊剂。

焊锡:

焊接电子元件,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。

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。

焊接较大元件或导线时,也可采用焊锡膏。

但它有一定腐蚀性,焊接后应及时清除残留物。

第三节焊前处理

焊接前,应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理。

一、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。

二、元件镀锡

在刮净的引线上镀锡。

可将引线蘸一下松香酒精溶液后,将带锡的热烙铁头压在引线上,并转动引线。

即可使引线均匀地镀上一层很薄的锡层。

导线焊接前,应将绝缘外皮剥去,再经过上面两项处理,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。

第四节焊接技术应用

一、焊接方法

(1)右手持电烙铁。

左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。

焊接前,电烙铁要充分预热。

烙铁头刃面上要吃锡,即带上一定量焊锡。

(2)将烙铁头刃面紧贴在焊点处。

电烙铁与水平面大约成60℃角。

以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。

烙铁头在焊点处停留的时间控制在2~3秒钟。

(3)抬开烙铁头。

左手仍持元件不动。

待焊点处的锡冷却凝固后,才可松开左手。

(4)用镊子转动引线,确认不松动,然后可用偏口钳剪去多余的引线。

二、焊接质量

焊接时,要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。

要保证焊接质量。

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。

第三章电子电路

第一节电子电路原理

SA为常开型干簧继电器。

当卫生间的门关闭时,在磁铁磁力的作用下,SA处于闭合状态。

接通电源后,220V交流电经变压器降压,VD3~VD6整流、C6滤波,由IC3稳压,向电路提供10V的稳定电压。

该电压经C2、R2构成的微分电路,在R2上产生正脉冲电压,使CD4027构成的双稳态电路复位,1脚输出低电平作用的结果使三极管V1发射极输出低电平,可控硅SR1不导通,照明灯不亮。

同时IC11脚的低电平及IC2的3脚的低电平同时加到或门的二个输入端,因此或门输出低电平,可控硅SR2载止,排风扇不转。

此时SA虽然处于闭合状态,但IC1的3脚一直处于高电平,双稳态不能被触发,电路处于稳定的静止状态。

当有人使用卫生间时,只要门一拉开,磁铁离开SA,SA因失去磁力而恢复到常开状态,在下拉电阻R1的作用下,IC1的3脚呈低电平。

当合上门时,SA闭合,有一高电平加到IC1的3脚,使双稳态电路IC1翻转,其输出端1脚由低电平变为高电平,V1的发射极输出高电平,经R4限流使可控硅SR1导通,照明灯亮;同时IC1的1脚的高电平加到或门VD1的正极,V2发射极输出高电平,经R6限流SR2导通,排风扇运行。

这一稳定状态一直保持不变。

当使用完卫生间时,门再次离开门框,SA又恢复到常开位置。

IC1的3脚又处于低电平,但IC1的3脚无正脉冲触发,电路状态保持不变。

当人离开而闭合卫生间门时,SA闭合,IC1的3脚又受到高电平的作用,双稳态发生翻转。

IC1的1脚由高电平跳变到低电平,V1发射极输出低电平,可控硅SR1关断,照明灯熄灭。

IC1的1脚跳变的电平经C3触发单稳态IC2,其3脚输出高电平加到或门VD2的正端,V2仍输出高电平。

此时可控硅SR2仍导通,排风扇继续运行。

当延时结束时,IC2的3脚输出低电平,此时VD1、VD2的正极均为低电平,V2发射极输出低电平SR2关断,排风扇停止运行,电路回到初始原稳定状态,全过程结束。

第二节实际中遇到的问题

一、焊接的注意问题

先焊线,再焊元器件。

这样可以先将电路图大致的位置固定下来,如果遇到问题也可以即使更正。

在焊接导线时,要注意导线与导线之间不可以交叉。

要注意横平竖直,这样既美观,也不容易出差错。

在焊接时要找准位置,不可以错位,否则会影响整个电路功能的实现。

在焊接时,要严格按照焊接技巧,否则会出现虚焊等焊接缺陷,影响整个电路功能的实现,使电路无法正常工作。

二、元器件焊接注意问题

元器件的管脚部位没有塑料的包裹,所以要注意不能与其他导线接触,否则会出现短路等问题。

而且有些元器件管脚较短,在焊接时应该小心。

要将CD4047和NE555的芯片安装在IC插座上,不能直接焊接在电路板上。

而且在安装和拆卸时,要注意不能用力过猛,否则容易扎到手,也容易弄断芯片的管脚。

三、调试时出现的问题以及解决方法

当开始调试时,发现电路没有任何反应,于是就用万用表进行检查,发现有几条导线没有连通,于是检查焊点,发现焊点出现了焊接缺陷。

于是用电烙铁重新焊接,使电路导通。

但导通后调试还是实现不了功能,于是检查电路。

发现PCB图没有任何问题,问题出现在焊接时,有焊点错位,导致电位器没有正确连入电路,导致电路功能无法实现。

于是用吸焊枪将焊点去除,重新定位后焊接,并用万用表进行检测,确保焊点是有效的。

 

第四章体会

通过这次实习,我学会了很多东西。

首先对PCB图的制作有了了解。

绘画电路图的技巧也有了提高。

明白了在实际电路制作中,导线之间不可以交叉,而且导线应该横平竖直。

通过实习,也学会了如何焊接电路。

对电路板的焊接有了了解。

在焊接小板时候,虽然焊接的很辛苦,但掌握了焊接技巧,在后面的焊接电路板时候充分进行的发挥和应用。

也了解到电路板不可以经常用手去摸或者是遇水,否则电路板上的铜片容易被氧化。

在实习中,将《电子技术A》这门课中学到的知识都进行了应用,更加深刻理解了书中的知识。

而且也明白了,很多元件虽然学习时觉得抽象,但在实际生活中却有着广泛的应用。

通过实习,我更加深刻体会了要谨慎,小心的对待电路问题,一个细小的错误都会导致一整个电路出问题。

所以在以后的学习中要避免这些问题。

总之,通过电子工艺实习学会了很多书本中无法学到的一些知识。

获益匪浅。

附录

电路原理图

手工布线图

 

参考书籍

[1]《电子综合性实习教程》.西南交通大学出版社.王英主编.2009

[2]《电子技术基础》.机械工业出版社.李春茂主编.2008

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