实践证明,调节RP2使V2=1/2V6时,温差为零;而V2=V6时最大。
当单刀双掷开关置3,V5较高,通过调节电位器Rp3,可以使电热毯维持在一个较高的温度,适合于很冷天使用。
当单刀双掷开关置1,V5较低,通过调节电位器Rp4,可以使电热毯维持在一个较低的温度,适合于较冷天使用。
4.组装与调试
4.1元件选择
(一) 双向可控硅的选择:
用400V以上小型塑封双向可控硅
(二) 电容的选择:
C1=0.68μF/400v;C2=470uF/50v;C2为铝电解电容
(三) 电阻的选择:
R1=680K;R2=1K;R3=1K;R4=10K;R5=5K;RP1=5K;RP2=10K;RP3=5K;RP4=5K
(四)热敏传感器的选择:
热敏传感器BG1可用耐温的细软线引出,并将其连同管脚接头装入一电容器铝壳内,注入导热硅脂,制成温度探头。
使用时,把该探头放在适当部位即可。
(五)二极管的选择:
发光二极管(LED)、稳压二极管
4.2PCB原理图的制作
PCB原理图制作成功后,领到所需的元件清单。
按照实物图修改PCB图中的封装的大小,焊盘的大小,焊盘内孔大小。
若有不合适的封装,自己做一个。
本设计中电容C1封装没有,用一个九个引脚的芯片封装代替,只用它最两端的两个焊盘。
电源的封装大小不合适,用一个留个引脚的芯片封装代替,也只用它最两端的两个焊盘。
PCB图中导线220V部分采用2.6mm,9V部分采用0.8mm。
焊盘采用1.5mm,内孔都采用09mm,钻孔时可根据实际情况改变其内孔大小。
该电路的设计使用单面板制作。
而制作电路产品要使用印版,腐蚀,钻孔,焊接等技术。
印版要用高温将电路图压印在电路板上,然后在采取腐蚀的过程将电路板上多余的铜腐蚀掉。
然后根据PCB板的焊盘大小钻孔,将元件插进去,焊接。
由于三极管封装太小,导致三个焊盘距离太近,要特别注意其焊接。
4.3制板要点
制作时先将电位器及芯片等控制部分元件焊接完成,二极管等电源部分的元件,等下再焊接。
先在电源接线处接稳压直流电源,然后通过电位器的调节来调节电路对温度的调节作用,记录调节得出的数据,然后根据这个数据标注电位器的温度调节范围。
调试全部完成之后,焊上电源部分的元器件,最后确定结果的正确性,如果有问题再进行更改。
需注意:
焊接时先焊接无极性的阻容元件,电阻采用卧装,电容采用直立装,紧贴电路板,焊接有极性的电解电容、整流二极管、三极管、单向可控硅等元件时需注意极性的正确。
否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。
调试前,先将焊好的电路板对照电路图认真核对一遍,不要有错焊、漏焊、短路等现象发生。
通电后,由于电路板本身由于未隔离交流电,人体不允许接触电路板的任一部分,防止触电,注意安全。
如用万用表检测时,将万需表两表笔接触电路板相应处即可。
焊接工作具体步骤:
着即要进行元件焊接工作,焊接前应准备好焊接工具和材料,清洁被焊件及工作台,进行元器件的插装及导线端得处理,左手拿焊丝,右手握电烙铁,同时进入备焊状态。
电烙铁头放置焊件处加热,焊锡丝在电烙铁对侧,立即送入焊锡丝。
待焊锡在焊点上全部湿润后锡丝移开应略早于电烙铁。
待焊点全部焊接完后,按照电路图用导线将各个焊点连接起来,电路初步就做成了。
此时,电路图初步完成。
4.4故障分析
在调试的过程之中,会遇到电热毯的温度控制不在自己想要的范围之内的问题,这个时候,我们改变rp3和rp4和r5的大小,通过一些比较,最后,来调试出一个最佳的范围。
还有就是感温元件也是一个容易出现问题的部分,这个部分可以通过调节感温元件在电热毯内的位置,根据电热毯的表面人可以感觉到的温度来确定最后的温度调节数据。
最后,要注意电子元器件的工作温度情况,如果某个元件的温度不正常,就有必要通过改进电路来解决元件的过热温度,防止出现元器件的击穿现象以及安全问题。
5.所需元件清单
所需元件如表1
表1所需元件清单
元器件名称
数量
备注
电阻
2
1k
电阻
2
5K、680K各一只
电位器
4
3个5K,1个10K
电解电容
1
470uF
无极性电容
1
0.68uF/400V
NE555芯片
1
整流二极管
2
1N4007
发光二极管
2
红光
稳压二极管
1
9V
三极管BG1
1
3AX/pnp
双向可控硅
1
400V
开关
1
单刀双掷
电热丝
插头
1
6.设计报告心得与体会
通过此次课程设计以自行组队的形式,老师命题,学生自行选题,同学们可以组队操作其他的事情,如设计设计总体方案、硬件电路、仿真分析、制板、焊接、调试等工作。
实践性强,同时也可以学到很多东西,我们选的题是日常生活中最常见的电热毯温控器的设计。
作为一名专业学生掌握一个或几个软件同样是必不可少的,由于本次课程设计要求用PROTEL绘制电路图,所以我们还要好好掌握这几个软件。
虽然过去未深入应用它们,但在学习的过程中带着问题去学我发现效率高,记得大一学WORD时觉得有难度,就是因为我们没有把自己放在使用者的角度,单单是为了学而学,这样效率当然不会高。
边学边用这样才会提高效率,让我们在短时间内如何获得我们所要的知识,这是我作本次课程设计的第二大收获。
课程设计我们用到了PROTEL这个新软件,平时未听说过,更不用说是学过了、用过了,可是经过此次课程设计我们更适应应急学习应用软件了,也许时间会让我们忘记我们现在所学的知识,可是我们不会忘记这种学习方法和思想。
在这次课程设计中,我们受益匪浅,在收获知识的同时还收获了阅历,我们通过上网查找大量的资料,请教老师,以及同学队友之间的交流,以及不懈的努力,不仅培养了独自思考、动手的能力同时也培养了我们的团队精神,在其他能力上也有了一定的提升。
更重要的是,使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
7.致谢
本课题在选题及研究过程中得到方智文老师、王道铸老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。
他们严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我们。
从课题的选择到项目的最终完成,方老师和王老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。
方老师和王老师不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,在此谨向方老师和王老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
在制作温度控制开关的过程中,我们也要感谢学校,给我们提供了一个实践的平台,让我们可以在学习理论知识的同时加以运用巩固。
在此,我们还要感谢实验室老师,是她悉心的管理才让我们有一个舒适的试验环境,也感谢她每天提前为我们开门,等到我们都离开再关门。
同时也感谢那些在我们课程设计过程中对我们提供过帮助的人。
以及对我们的设计方案提出过建议和帮助的同学。
我们向你们表示我们最崇高的敬意。
8.参考文献
[1]、康光华主编.《电子技术基础》(数字部分).[M].高等教育出版社,2006P128
[2]、曹国清主编.《数字电路与逻辑设计》.[M].中国矿业大学出版社,2000P13
[3]、历雅萍,易映萍主编.《电子技术课程设计》.[M].高等教育出版社,2001P88
[4]、谢美自主编.《电子线路设计、实验、测试》.[M].华中理工出版社,1998P18
[5]、任致程主编.《经典集成电路400例》.[M].机械工业出版社,2004P79
[6]、方大千,鲍萧伟主编.《实用电子控制电路》.[M].国防工业出版社,2006P122
[7]、文燕,谭鸿主编.《Protel99SE电子电路设计.[M].机械工业出版社,2009P154
[8]、韩振振,李亚伯主编.《数字系统设计方法》.[M].大连理工大学出版社,2005P99
9.附录
图APCB封装图
图BPCB电路打印图
图CPCB3D实物图