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电子大赛试题

遥控电扇控制电路功能说明

一、功能说明

电子式遥控风扇控制电路能在本机或遥控状态下实现调度、定时、风类（正常风、自然风、睡眠风）等控制功能，同时具有模拟冷风控制、蜂鸣输出、按键输入、遥控解码输入等功能。

此外，电子式风扇控制电路可以根据人体接近程度控制继电器的状态。

二、电路功能简介

电子式风扇控制电路由电源、发射电路、接收电路、热释（人体接近）检测电路、风扇电路、继电器控制电路、状态指示电路等组成。

电子式风扇控制电路，用电子式轻触开关和电子定时器，取代了传统的机械式开关和机械定时器。

除了保留原有传统风扇的常风、定时功能外，增加了风类和摆头功能，人体感应控制功能和遥控功能（通过编解码方式）。

因此电子式遥控风扇的出现大大地方便了用户，提高了生活质量。

●K1“开/关”键：

当风扇静止时，此按键为启动按键。

风扇以中风方式启动以增加起动力矩。

三秒钟后恢复至弱风状态运行（初次上电），或以上次关机时所记忆的状态运行。

当风扇在转动时，按此键切断电机电源，风扇停止运行，控制电路恢复为静态状态，并记住关机前的运行模式，待下次再启动此按键开机时，即以上次关机时所记忆的状态运行（定时及睡眠风不会被记忆）。

●K2“定时”键：

该按键用于设定风扇的预置关机时间。

有四段时间指示输出（0.5，1，2，4小时）累加型定时模式（A4）。

当风扇在定时状态运行时，LED的显示会随时间的推移而显示余下的运行时间，以清楚表示风扇尚可运行多长时间才会停止。

●K3“风速”键：

当风扇在运行时，此按键为风速设定键，不断按此键，风扇运行状态将以弱风→中风→强风→弱风→中风……的方式进行循环。

●K4“风类型”键：

选择风扇运行的类型。

当风扇在运行时，不断按此键，风扇运行将以正常风→自然风→睡眠风→正常风→自然风……的方式进行循环。

A）正常风：

风扇以设定的强风、中风或弱风持续地运行。

B）自然风：

芯片内部已设定了不规则的风速运行程序，通过与“风速键”配合操作，可产生强自然风、中自然风、弱自然风，以模仿大自然吹风的效果。

C）睡眠风：

此运行模式下，风扇运行输出风量按一定的时间间隔下降，以免入睡后着凉，其减弱规律如下：

1.当最初设定为强风时，风扇按强自然风运转半小时后，转为中自然风，再过半小时后变为弱自然风，直至预置时间结束，或被关掉为止。

2.当最初设定中风时，风扇按自然风运转半小时后，转为弱自然风，直至预置时间结束，或被关掉为止。

3.当最初设定为弱风时，风扇按弱自然风运转，直至预置时间结束，或被关掉为止。

●K5“水平摆头”键：

当风扇处于运行状态时，此按键可以控制电子摆头运转，当风扇停止时，此按键不动作。

●K6“冷风”键

当风扇运转时，按此键可控制冷风开关。

当风扇停止时，此键不动作。

●蜂鸣器输出：

a）开机时发出“Bi–Bi”声；

b）关机时发出“Bi–”声；

c）其它有效操作（无论从按键操作还是从遥控器接收）发出“Bi”声。

●二位用户编码：

发射电路集成块SC5104的①脚、②脚接地为1（指编码为1），悬空为0（指编码为0）；接收电路D5、D6接二极管为1（指编码为1），空接为0（指编码为0）。

发射电路集成块SC5104的①脚、②脚和接收电路D5、D6是一一对应关系。

三、芯片介绍

1．集成电路SC5104

引脚如图1所示。

SC5104是一块采用CMOS技术，专用于与SC8207配合使用的遥控编码电路。

采用一种特殊的编码技术，在很大程度上增加了其噪声抑制能力。

它最多可有8个输入通道。

SC5104这些高性能的特点，使其在各类风扇以及其它家用电器的遥控控制应用中成为优先选用的器件。

引脚功能说明：

各功能管脚说明

管脚号

符号

功能能

1~2

C1，C2

用户编码选择端：

内置上拉电阻，接地表示“1”，悬空表示“0”。

3~7

K1~K5

遥控按键输入，内置上拉电阻。

VSS

电源负端。

9~11

K6~K8

遥控按键输入，内置上拉电阻。

OSCI

455kHz振荡器振荡输入端。

OSCO

455kHz振荡器振荡输出端。

LED

遥控发射状态LED驱动输出指示。

DOUT

编码数据输出（含38kHz载波讯号）

VDD

电源正端。

图2SC8207管脚图

2．集成电路SC8207

引脚如图2所示。

SC8207是一高性能的电子式风扇控制电路，它含有速度、定时、正常风，自然风，睡眠风等控制功能，同时还将彩灯输出控制、蜂鸣器输出、按键输入、遥控解码输入等功能都集中于一个芯片上。

管脚说明

管脚号

符号

功能

遥控接收信号输入

OFF

“关机”键或“开/关机”键输入及LED扫描输出端

TIMER

“定时”按键输入及LED扫描输出端

SPEED

“风速”按键输入及LED扫描输出端

MODE

“风类型”按键输入及LED扫描输出端

COM1

用户编码C2选择端及LED扫描公共端

COM2

用户编码C1选择端及LED扫描公共端

COM3

LED扫描公共端

SW1

“水平摆头”按键输入及用户编码选择二极管连接端

SW2

“冷风”键输入

A4K版本）

SHO2

冷风电机驱动/垂直摆头驱动

SHO1

水平摆头驱动输出

STR

强风驱动输出

MED

中风驱动输出

LOW

弱风驱动输出

VDD

电源正端

BUZ

蜂鸣器驱动输出

OSCO

455kHz振荡器输入输出端

OSCI

VSS

电源负端

3．集成电路LM324

LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图3所示。

它内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。

11脚接负电源，4脚接正电源。

图3LM324电路符号与管脚图

4．热释放传感器

热释放传感器管脚俯视图如图4所示，它是一种检测人体发射红外线而输出电信号的传感器。

遥控电扇控制电路技能竞赛试题

一、电路元件识别、筛选与测试（10分）

准确清点和检查全套装配材料数量和质量，进行元器件的识别与检测，筛选确定元器件，检测过程中填写下表。

元器件

识别及检测内容

配分

评分标准

得分

电阻器

2支

色环（最后一位为误差）

标称值（含误差）

每支1分

共计2分

识别错不得分

橙红黄橙棕

蓝绿黑红银

电容器

1支

数码标志

容量值（µf）

1分

识别错不得分

473

发射管

1支

A、K间电阻值（红表笔接A，黑表笔接K在所用测量表型中打√）

1分

检测错不得分

LH1

数字表指针表

光敏电阻

1支

RG1

两管脚电阻值（在所用测量表型中打√）

每项1分

共计2分

检测错不得分

比赛室内光线情况下

数字表指针表

无光（挡光）情况下

数字表指针表

晶体振荡器

1支

测量阻值

测量挡位

1分

检测错1项，不得分

继电器

1支

画出继电器外形俯视示意图

标出公共端、线圈和常开、常闭管脚

每项1分

共计3分

检测错不得分

BLY

二、电路板焊接（10分）

要求电子产品的焊点大小适中，无漏、假、虚、连焊，焊点光滑、圆润、干净，无毛刺；引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥头长度符合工艺要求，芯线完好，捻头镀锡。

疵点：

少于5处扣1分；

5~10处扣3分；

10~20处扣5分。

20处以上扣10分。

得分

评卷人

三、电子产品装配（10分）

1．装配工艺（7分）

要求印制板插件位置正确，元器件极性正确，元器件、导线安装及字标方向均应符合工艺要求；接插件、紧固件安装可靠牢固，印制板安装对位；无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。

装配不符合工艺要求：

少于5处扣1分；5~10处扣3分；

10~20处扣5分；20处以上扣7分。

2．选择正确位置安装（3分）

在PCB板中有3处位置需要选择安装。

得分

评卷人

四、电子电路的调试（40分）

1．调试并实现遥控电扇控制电路基本功能（20分）

●电源及接收电路工作正常（4分）

●键盘及指示电路工作正常（2分）

●电机驱动、继电器驱动负载电路工作正常（5分）

●热释检测电路工作正常（5分）

●发射电路工作正常（4分）

2．检测（10分）

（1）发射电路和接收电路需自行编码（焊接完成）

工位号为奇数的考生将编码设置为01；工位号为偶数的考生将编码设置为10。

注：

发射电路集成块SC5104的①脚、②脚接地为1（指编码为1），悬空为0（指编码为0）；接收电路D5、D6焊接二极管为1（指编码为1），不焊接为0（指编码为0）。

发射电路集成块SC5104的①脚、②脚分别与接收电路D5、D6对应。

（2）在主控电机电路中，电机工作在弱风档时，且电机回路中的电流约为16.4mA（测试T16、T44），此时，R25取（91Ω、120Ω、150Ω、200Ω）；电机工作在中风档时，且电机回路中的电流约为18.8mA（测试T16、T44），此时，R26取（10Ω、33Ω、51Ω）；电机工作在强风档时，电机回路中的电流约为mA（测试T16、T44）。

（3）调整电位器RP2使得T36在室内光线下输出低电平，并不受热释电路信号的控制；若遮住光敏电阻T36输出又受热释电路信号控制。

测试此时T35的电压为V。

（4）在热释红外检测电路中，U3D（LM324）用作（差分放大器/同相放大器/反相放大器/比较器）；若要提高热释灵敏度，RP1的阻值应变（大/小）。

3．调试（10分）

利用仪器，检测接收板测试点T3、T28、T42的信号，记录波形参数并填写下表：

（1）当手接近热释红外传感器时，记录接收板测试点T28的波形，并估计T28的频率。

（2分）

T28：

记录示波器波形

T28频率

频率：

（2）当按下发射板按键K3时，测试并记录接收板测试点T3的波形参数。

（4分）

T3：

记录示波器波形

示波器

时间档位：

幅度档位：

峰峰值：

（3）测试接收板测试点T42的波形并记录参数（4分）

T42：

记录示波器波形

示波器

电子计数器

毫伏表

时间档位：

幅度档位：

峰峰值：

频率读数：

测量挡位：

测量值：

得分

评卷人

五、电子产品维修

根据正确的原理图对照PCB板（有错误），通过分析找出错误，填写下表：

错误位置

错误元件编号

错误类型

热释（人体接近）检测电路

主控板外围电路

电机驱动电路

指示电路

六、原理图与PCB板（20分）

多功能安检门电路功能说明

一、功能说明

多功能安检门电路主要由红外编码发射电路（红外发射板）和红外（解码）接收电路、控制部分及各单元电路组成。

编码和解码芯片分别采用PT2262-IR和PT2272-M4，发射和接收地址编码设置必须完全一致才能配对使用。

红外发射电路将编码后的地址码、数据码、同步码随同38KHz红外载波一起发射出去；接收电路接收到有效信号，经过解码、处理后变成所需的电信号（当接收到发送过来的信号时，解码芯片PT2272-M4的VT脚输出一个正脉冲，与此同时，相应的数据管脚输出高电平），控制运放波形发生报警电路、声光控灯电路、金属检测报警电路、开关门指示电路几个单元电路。

二、电路功能简介

用红外发射板发射红外信号，按下红外编码发射电路的不同按键（K1、K2、K3、K4）主板接收到相应的信号后，实现相应功能：

●按下K1键盘：

开关门指示电路用发光二极管LED5和LED6指示门的状态:

绿灯亮代表门开，红灯亮代表门关闭。

●按下K2键盘：

金属检测报警电路工作，实时检测有没有金属，如有金属则发出音乐报警声。

再次按下K2键盘可以消除报警。

●按下K3键盘：

振动检测报警电路工作，实时检测有没有振动，如有振动则控制电路给运放波形发生报警电路供电发出报警声。

再次按下K3键盘可以消除报警。

●按下K4键盘：

控制LED2灯亮并延时一段时间模拟门灯的亮灭。

声光控灯电路也可控制LED2的亮灭，但只有在光暗的情况下才能通过声音控制LED2灯亮。

此外，通过按下控制部分电路中的K4、K3、K2、K1，也可以同样实现上述对应功能。

三、元器件介绍

1.集成电路PT2262-IR/PT2272-M4

PT2262-IR和PT2272-M4是通用配对编、解码芯片，PT2262-IR/PT2272-M4最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空、接高电平、接低电平），任意组合可提供531441种地址码。

编码芯片PT2262-IR发出的编码信号由：

地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272-M4接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平。

PT2262-IR的管脚图如图1所示，管脚说明如表1所示；PT2272-M4的管脚图如图2所示，管脚说明如表2所示。

图1PT2262管脚图图2PT2272-M4管脚图

表1PT2262-IR管脚说明

名称

管脚

说明

A0-A11

1～8、10～13

地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”、“1”、“f”（悬空）。

D0-D5

7～8、10～13

数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉。

Vcc

电源正端（＋）。

Vss

电源负端（－）。

编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效。

OSC1

振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率。

OSC2

振荡电阻振荡器输出端。

Dout

编码输出端（正常时为低电平）。

表2PT2272-M4管脚说明

名称

管脚

说明

A0-A11

1～8、10～13

地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”，“1”，“f”（悬空），必须与2262一致，否则不能解码。

D0-D5

7～8、10～13

地址或数据管脚，当作为数据管脚时，只有在地址码与2262一致，数据管脚才能输出与2262数据端对应的高电平，否则输出为低电平，锁存型只有在接收到下一数据才能转换。

Vcc

电源正端（＋）。

Vss

电源负端（－）。

DIN

数据信号输入端。

OSC1

振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率。

OSC2

振荡电阻振荡器输出端。

解码有效确认，输出端（常低）解码有效变成高电平（瞬态）。

2.集成电路CD4013、CD4011

CD4013是双D触发器，其管脚图及功能表如图3所示。

CD4011是与非门，其管脚图如图4所示。

图3CD4013管脚图及功能表图4CD4011管脚图

3.音乐芯片

音乐芯片管脚如图5所示。

图5音乐芯片管脚图图6LM358管脚图

4.集成电路LM358

LM358管脚图如图6所示。

其直流电压增益约为100dB；单电源供电范围为3~30V，双电源为±1.5~±15V。

5.压电陶瓷蜂鸣片

压电陶瓷蜂鸣片是利用压电效应原理工作的，当对其施加交变电压时它会产生机械振动；反之，对其施加机械作用力时它也会产生电压信号。

因此，可以将压电陶瓷蜂鸣片变通作为振动传感器使用。

压电陶瓷蜂鸣片受到机械作用力时产生的电压信号很微弱，作振动传感器使用一般应连接电压放大器。

多功能安检门电路技能比赛试题

得分

评卷人

一、元件选择（识别、筛选与测试）

准确清点和检查全套装配材料数量和质量，进行元器件的识别与检测，筛选确定元器件，检测过程中填写下表。

元器件

识别及检测内容

配分

评分标准

得分

电阻器

2支

色环（最后一位为误差）

标称值（含误差）

每支1分

共计2分

识别错不得分

红红黄橙棕

蓝灰黑棕银

电容器

1支

数码标志

容量值（µf）

1分

识别错不得分

472

无源蜂鸣器

1支

两极间电阻值（在所用测量表型中打√）

1分

检测错不得分

LS1

数字表指针表

柱极话筒

1支

两管脚电阻值（在所用测量表型中打√）

共计1分

检测错不得分

BM1

数字表指针表

蜂鸣片

1支

测量阻值

测量挡位

1分

检测错1项，不得分

自锁开关检测与识别

1支

开关按键未按下时，画出开关外形俯视示意图，标出组别、公共、常开、常闭管脚

每项1分

共计4分

检测错不得分

得分

评卷人

二、电路板焊接（15分）

疵点：

少于5处扣1分；

5~10处扣3分；

10~20处扣5分。

20处以上扣15分。

得分

评卷人

三、电子产品装配（15分）

2．装配工艺（10分）

装配不符合工艺要求：

少于5处扣1分；5~10处扣3分；

10~20处扣5分；20处以上扣15分。

得分

评卷人

四、电子电路的调试（40分）

调试实现“多功能检测门”的各项功能：

●红外接收电路、解码电路工作正常

●控制电路工作正常

●振动检测电路、运放波形发生报警电路工作正常

●声光控灯电路工作正常

●金属检测报警电路工作正常

（1）红外发射板发射红外信号，对红外发射电路和红外接收电路通过焊接完成编码，考生必须将编码设置为工位号后三位数（用二进制表示，高位悬空）。

并能在短距离内可靠接收到发射信号。

（2）在发射电路中（见电路功能简介中的图7），R1起作用；发射电路采用（调幅/调频/调相/脉时/FSK/ASK/PSK）调制方式。

（3）在控制电路中，R20、R28应选用阻值的电阻，其在电路中起作用；D11、D12在电路中起的作用相当于数字电路的门电路。

（4）在振动检测电路中，振动信号检测是用放大电路，振动检测电路的开机延时是由电容和电阻组成，驱动报警延时时间长短由电容和电阻决定。

（5）在运放波形发生报警电路中，DW1、DW2起作用；电阻R15在该电路中起作用；电容C2在在该电路中起（微分/积分/滤波）作用。

调节电位器RP1，T1端输出信号

的（幅度/占空比/频率/相位）会改变。

（6）在声光控灯电路中，R21在电路中起作用；图中U3A的连接方式相当于数字电路的

门电路；R23在电路中起作用；U3C、U3D和C13、R29，构成典型的电路。

（7）在金属检测报警电路中电感线圈L1和L2需自己制作，电感线圈的绕制方法：

直径为4CM，密绕，用双面胶粘牢以防散开；L1、L2分别绕1圈和16圈，中间抽头为公共端。

4CM标尺长度如下（1:

1）：

4CM标尺

（8）利用仪器设备检测各测试点的信号，记录波形参数并填写下表：

1）按下发射板上的按键K1，测试发射板芯片U1的17脚和主板测试点T5的波形并记录参数。

发射板芯片U1的17脚：

记录示波器波形

示波器

T5：

记录示波器波形

示波器

峰峰值为：

频率为：

2）使运放波形发生报警电路工作时，测试测试点T1、T2的波形并记录参数。

T1：

记录示波器波形

示波器

T2：

记录示波器波形

示波器

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