北郵電子工藝實習報告(機器貓)

1、北京郵電大學實習報告實習名稱電子工藝實習學 院信息與通信工程學院學生姓名班 級 學 號實習時間7.6-7.12實習地點學九301教室實習內(nèi)容一、 掌握電烙鐵的正確使用方法、基本的焊接技術和萬用表等常用電子儀表的使用方法；了解常用電子元器件的性能特點、命名、識別及其安裝方法。了解和掌握表面貼裝工藝（SMT）的基本知識、工藝流程以及各種常用的EDA工具。二、 掌握機器貓的工作原理，學會識別電路原理圖與印刷圖；學會半導體二極管、電解電容等有極性元件正負極性的區(qū)分，色環(huán)（四色或五色）電阻、電感標稱數(shù)值的讀取等，并進一步熟練焊接技術。三、 了解并初步掌握一般電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制作、調(diào)試與裝配的基本技能與方法

2、。四、 整機調(diào)試與驗收，寫實習總結(jié)報告。學生實習總結(jié)（附頁，不少于2000字）見附頁實習成績評定遵照實習大綱并根據(jù)以下三方面按百分制綜合評定成績：1、思想品德、實習態(tài)度、實習紀律等2、技術業(yè)務考核、筆試、口試、實際操作等3、實習報告、分析問題、解決問題的能力實習評語:實習成績:指導教師簽名： 實習單位公章年 月 日北京郵電大學電子工藝實習報告附頁1. 焊接工藝1.1 焊接工藝的基本知識 焊接時利用原子間的擴散與結(jié)合，使分離的金屬材料牢固地連接起來，成為一個整體的過程。 原子之間的擴散與結(jié)合，通常采用加熱、加壓或兩者并用?？梢杂锰畛洳牧希ɑ虿挥茫?，將金屬加熱到熔化狀態(tài)。 焊接工藝是指焊接過程中的

3、一整套技術規(guī)定。包括焊接方法、焊前準備、焊接材料、焊接設備、焊接順序、焊接操作、工藝參數(shù)以及焊后熱處理等1.2 焊接工具、焊料、焊劑的類別與作用 本次實習采用手工焊接方法進行PCB的焊接。焊接工具有烙鐵、鑷子、螺絲刀、鉗子等。電烙鐵的作用是加熱焊料和被焊接金屬，最終形成焊點。按加熱方式可分為內(nèi)熱式、外熱式等，按功能分為防靜電式、吸錫式、恒溫式等。 焊料是焊接時用于填加到焊縫、堆焊層和釬縫中的金屬合金材料的總稱。包括焊絲、焊條、釬料等。焊料分軟焊料和硬焊料兩種，軟焊料熔點較低，質(zhì)軟，也叫焊镴，如焊錫；硬焊料熔點較高，質(zhì)硬，如銅鋅合金。本次實習使用的焊料為焊錫（鉛錫合金）。 焊劑是指焊接時，能夠熔

4、化形成熔渣和（或）氣體，對熔化金屬起保護和冶金物理化學作用的一種物質(zhì)，又稱助焊劑或阻焊劑，一般由活化劑、樹脂、擴散劑、溶劑四部分組成。一般可劃分為酸性焊劑和堿性焊劑兩種。作用：清除焊件表面的氧化膜，保證焊錫浸潤。1.3 焊接方法手工焊接方法：1. 準備施焊，檢查焊件、焊錫絲、烙鐵，保持焊件和烙鐵頭的干凈；2. 加熱焊件，用烙鐵頭加熱焊件各部分，加熱時不要施壓；3. 熔化焊料，焊錫絲從烙鐵對面接觸焊件，將焊絲至于焊點，是焊料融化并潤濕焊點；4. 移開焊錫，當融化的焊料在焊點上堆積一定量后，移開錫絲；5. 移開烙鐵，當焊錫完全潤濕后，迅速移開烙鐵，在焊錫凝固前保持焊件為靜止狀態(tài)。本次實習采用的焊接

5、方法示意圖如下：2.原理圖設計與仿真2.1 Multisim仿真電路 2.2 電路仿真波形分別按下k1,k2,k3時對應的波形如下：3.印制板設計3.1 電路原理圖3.2 機器貓的印制板圖4.機器貓的焊接、安裝及調(diào)試4.1 機器貓的基本工作原理機器貓是聲控、光控、磁控開關與點擊一體化電動玩具。主要工作原理：利用555芯片定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，在三種不同的控制方法下，均給以低電平觸發(fā)，促使電機轉(zhuǎn)動，從而達到了機器貓走兩步叫兩聲停的目的。即：光照胸前傳感器走、麥克風接收到聲音走、磁鐵靠近走，但都只是持續(xù)一段時間后就停下，直到再滿足其中以條件時將繼續(xù)行走。 機器貓核心電路主要由光控檢測電路、聲控檢

6、測電路、磁控檢測電路、觸發(fā)電路、單穩(wěn)態(tài)電路、電機驅(qū)動電路和開關等組成。光控電路主要由紅外接收管進行信號傳輸，聲控電路主要由麥克風進行信號傳輸、磁控電路主要由干簧管進行引號傳輸。這些器件可將光信號、聲信號、磁信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，以此作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555芯片的觸發(fā)信號。芯片觸發(fā)后，信號經(jīng)功放單路放大后驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，從而帶動機器貓運動。機器貓的運行流程圖如下： 聲控工作原理： 當聲敏元件麥克風（Multisim仿真電路中由K1代替）沒有接收到聲音時，其導電率很低，并呈高阻抗，使得Q1反偏截止，電源通過R10加在Q2的基極上Q2截至，IC1的2腳輸入高電平，處于復位狀態(tài)，3腳輸出低電平，則電機（Mul

7、tisim仿真電路中由燈泡X1代替）不工作，機器貓保持靜止狀態(tài)。當麥克風接收到聲音時，內(nèi)部會產(chǎn)生變化而導致其電阻變小。此時聲音信號產(chǎn)生的脈沖信號通過C1直接耦合到Q1的基極上使之導通，信號經(jīng)過共射后被反向放大。再通過C3直接耦合到Q2的基極，和經(jīng)過R10的電壓疊加變成高電平，促使Q2導通，使得555芯片與其他元件構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路的2腳從高電平跳變?yōu)榈碗娖剑@使得555芯片被觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，3腳輸出高電平，使D1導通，此時電動機開始工作。也就是說機器貓開始行走并發(fā)出叫聲，持續(xù)時間與觸發(fā)器延時時間相同。當555芯片的3腳輸出高電平時，電機被帶動工作，D2導通，電壓通過R10直接加到Q3的基極上，Q3導通

8、，集電極產(chǎn)生負電壓使得Q2反偏，又重新使得555芯片的2管腳回到高電平，555芯片在一個單位延遲時間后不再被觸發(fā)。但是當聲音信號持續(xù)不斷的被麥克風接收，此時555芯片的2腳會不斷被觸發(fā)， 3腳持續(xù)輸出高電平，此時電機始終處于工作狀態(tài)，機器貓一直邊走邊叫知道聲音信號消失為止。光控工作原理： 當紅外接收管（Multisim仿真電路為K2代替）接收到強光照射時被激發(fā)，可將此光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺酝瑯釉硎沟?55芯片被的2腳電位發(fā)生跳變，由高電平跳變?yōu)榈碗娖剑酒挥|發(fā)后3腳輸出電平反轉(zhuǎn)，D1導通，使得電機開始工作。也就是說機器貓開始行走并發(fā)出叫聲，持續(xù)時間與觸發(fā)器延時時間相同。當其接收到持續(xù)的光照

9、時，會一直行走知道光信號消失為止。當555芯片的3腳輸出高電平時，電機被帶動工作，D2導通，電壓通過R10直接加到Q3的基極上，Q3導通，集電極產(chǎn)生負電壓使得Q2反偏，又重新使得555芯片的2管腳回到高電平，555芯片在一個單位延遲時間后不再被觸發(fā)。磁控工作原理： 當干簧管（Multisim仿真電路為K3代替）接收到磁信號被激發(fā)，可將此磁信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，以同樣原理使?55芯片被的2腳電位發(fā)生跳變，由高電平跳變?yōu)榈碗娖?，芯片被觸發(fā)后3腳輸出電平反轉(zhuǎn)，D1導通，使得電機開始工作。也就是說機器貓開始行走并發(fā)出叫聲，持續(xù)時間與觸發(fā)器延時時間相同。當其接收到持續(xù)的光照時，會一直行走知道光信號消失為止

10、。當555芯片的3腳輸出高電平時，電機被帶動工作，D2導通，電壓通過R10直接加到Q3的基極上，Q3導通，集電極產(chǎn)生負電壓使得Q2反偏，又重新使得555芯片的2管腳回到高電平，555芯片在一個單位延遲時間后不再被觸發(fā)。4.2 元器件的識別與測試所有的元器件在安裝焊接之前，必須進行檢查和測試。如下表所示：元器件名稱測試內(nèi)容及要求圖示電阻本次所用電阻為五色環(huán)電阻，按照黑棕紅橙黃綠藍紫灰白從09的順序，前三位為有效阻值，第四位為有效位數(shù)，第五位為允許偏差（皆為1%），讀數(shù)識別二極管正向?qū)ǎ聪蚪刂?。查看極性標志是否正確（有白色色環(huán)的引腳為負極）三極管判斷極性及類型：BCE管腳分布以及判斷8050、

11、9014(D)為NPN型值大于200電解電容用萬用表檢查是否漏電、極性是否正確光敏三極管（紅外接收管）由兩個PN結(jié)組成，它的發(fā)射極具有光敏特性。它的集電極則與普通晶體管一樣，可以獲得電流增益，但基極一般沒有引線。光敏三極管有放大作用，如右圖所示。當遇到光照時，C、E兩極導通。測量時紅表筆接C干簧管（舌簧開關）由一對磁性材料制造的彈性舌簧組成，密封于玻璃管中，舌簧端面互疊留有一條細間隙,觸點鍍有一層貴金屬，使開關具有穩(wěn)定的特性和延長使用壽命。當恒磁鐵或線圈產(chǎn)生的磁場施加于開關上時,開關兩個舌簧磁化，若生成的磁場吸引力克服了舌簧的彈性產(chǎn)生的阻力，舌簧被吸引力作用接觸導通，即電路閉合。一旦磁場力消除

12、，舌簧因彈力作用又重新分開，即電路斷開。我們所用的干簧管屬常開型麥克風（聲敏傳感器）是把外界勝場中的聲信號轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器。用萬用表電阻檔黑表筆接麥克風正極，紅表筆接負極，給予聲信號，電阻應有明顯變化。用屏蔽線能有效減小噪聲4.3 機器貓的焊接 在完成上述所有步驟后，即可開始機器貓控制電路印刷電路板的焊接。焊接時應遵循以下注意事項：1. 先低后高，先小后大。先焊接高度較低、尺寸較小的元件，再焊接高度較高、尺寸較大的元件，避免先焊大元件而小元件不便于焊接的情況；2. 元器件可采用臥式焊接和立式焊接兩種焊接方法。電阻、二極管均采用臥式焊接法，電容、三極管均采用立式焊接法；3. 注意怕熱元件，如

13、555集成芯片、三極管、二極管、電解電容、麥克風等，此類元件不可承受長時間的高溫。故在焊接這類元件時每個引腳焊接時間最好在45秒，不可過長；4. 注意區(qū)分極性元件和芯片方向，如電解電容、二極管、三極管等極性元器件的引腳屬性、555集成芯片的放置方向；5. 焊接時仔細認真，不要焊錯元件；6. 焊后處理：剪去多余引線，避免發(fā)生短路；檢查焊點，看是否有虛焊、橋接等現(xiàn)象。焊接好印制板后，先對機器貓進行測試，保證機器貓能正常工作，然后拆殼，將印制板與機器貓內(nèi)部的電路進行連接。1. 電動機：打開機殼，電動機（黑色）已固定在機殼底部。電動機負極與電池負極有一根連線，改裝電路，將連在電池負極的一端焊下來，改接

14、至線路板的“電動機”（M），由電動機正端引一根線J1到印制板上的“電動機”（M）。音樂芯片連接在電池負極的那一端改接至電動機的負極，使其在貓行走的時候才發(fā)出叫聲。2. 電源：由電池負極引一根線J2到印制板上的“電源”（V）?！半娫础保╒）與“電機”（M）相連，不用單獨再接。3. 磁控：由印制板上的“磁控、”（R、R）引兩根線J3、J4，分別搭焊在干簧管（磁敏傳感器）兩腿，放在貓后部，應貼緊機殼，便于控制。干簧管沒有極性。4. 紅外接收管（白色）：由印制板上的“光控、”（I、I）引兩根線J5、J6搭焊到紅外接收管的兩個管腿上，其中一條管腿套上熱縮管，以免短路，導致打開開關后貓一直走個不停。紅外接

15、收管放在貓眼睛的一側(cè)并固定住。應注意的是：紅外接收管的長腿應接在“I”上。5. 聲控部分：屏蔽線兩頭脫線，一端分正負（中間為正，外圍為負）焊到印制板上的S、S；另一端分別貼焊在麥克風（聲敏傳感器）的兩個焊點上，但要注意極性，且麥克易損壞，焊接時間不要過長。焊接完后麥克安在貓前胸。6. 通電前檢查元器件焊接及連線是否有誤，以免造成短路，燒毀電機發(fā)生危險。尤其注意在裝入電池前測量“電源”（V）?！半娫础遍g是否短路，并注意電池極性。4.4 機器貓的組裝 電路板和各感應部件的放置遵循以下思路：1. 干簧管放在貓后部，貼緊機殼，便于磁感應2. 紅外接收管通過鉆孔放在貓胸前，便于感受光照3. 麥克應放置在

16、遠離電動機的地方，避免電動機工作時產(chǎn)生的噪聲對電路的干擾4.5 機器貓的調(diào)試 簡單測試完成后再組裝機殼。裝好后，分別進行聲控、光控、磁控測試，三個過程均有“走、-停”過程即測試通過。如某部分功能不正常，應該拆開機殼，有針對性地檢查電路和焊接。一般來講，除了焊接過程產(chǎn)生的諸如虛焊等問題外，最可能的錯誤來自于導線連接的錯位和器件極性倒置，應重點檢查。檢查時可使用萬用表探測電位加速診斷。此外，還有可能是元件參數(shù)錯誤導致的問題。5.實習的總結(jié)與心得體會七天的小學期在昨天下午（7.10）算是基本完成，相比預期提前了兩天。在這5天的實習了，讓我受益匪淺。首先是對于焊接技術這項初次接觸的技術有了一定的了解和

17、掌握，其次是對multisim軟件，protel軟件這兩個電子信息工程常用的軟件的基本操作都有了一定的認識和熟悉。整個電子工藝實習分為四個學習階段，分別是焊接工藝的學習、multisim電路仿真、protel電路原理圖設計以及印制電路板設計、元器件檢測、電路焊接、安裝控制電路版、安裝和調(diào)試機器貓的全過程。通過這四個階段的學習，提高了我的動手能力，對于簡單電路的分析能力，也提升了我對于電子產(chǎn)品的興趣。在整個實習過程中，也遇到過許多困難。比如第一階段的練習焊接的過程中，由于缺乏焊接經(jīng)驗，在焊接時出現(xiàn)過兩個點焊在了一起的情況，也出現(xiàn)過虛焊的情況。不過隨著焊接點數(shù)的增多，逐漸摸清了焊接的門道，在后邊的焊接中也算是順風順水。其次是protel軟件的應用，實際上老師給的攻略已經(jīng)是非常的全面了，把所有可能遇到的問題都以直接給出答案或是暗示點明了。然而由于對于軟件的不熟悉，還是遇到了一些問題。比如在做PCB版的放置元件時，由于在net文件中