無線遙控門鈴的設(shè)計(jì)與制作畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、無線遙控音樂門鈴的設(shè)計(jì)與制作摘 要 隨著人們生活水平的提高和人們對(duì)智能化家居環(huán)境的要求，門鈴已經(jīng)是日常生活中常用的工具，普通的有線門鈴布線長(zhǎng)，維護(hù)麻煩，使用起來已不太方便。因此無線遙控門鈴倍受青睞。本次的研究課題是無線遙控音樂門鈴的設(shè)計(jì)與制作。利用tc4069ubp芯片和各類元器件對(duì)無線遙控音樂門鈴進(jìn)行電路設(shè)計(jì)并完成各元器件的焊接工作，對(duì)組裝好的門鈴進(jìn)行調(diào)試并達(dá)到預(yù)期效果。與傳統(tǒng)門鈴相比，此無線遙控音樂門鈴可靠性、抗干擾更強(qiáng)，使用更方便。關(guān)鍵詞：無線遙控音樂門鈴 TC4069UBP 振蕩 目錄無線遙控音樂門鈴的設(shè)計(jì)與制作- 1 -摘 要- 1 -第一章 無線音樂門鈴的選題背景- 3 -1.1無

2、線遙控音樂門鈴的開發(fā)背景、目的和設(shè)計(jì)要求- 3 -1.2無線遙控音樂門鈴的設(shè)計(jì)思路- 3 -第二章 無線遙控音樂門鈴的工作原理- 4 -2.1 TC4069UBP芯片簡(jiǎn)介- 4 -2.2發(fā)射器原理- 4 -2.3 接收器原理- 5 -第三章 繪制電路圖和印刷電路板- 7 -第四章 制作與調(diào)試- 10 -4.1 元件說明- 10 -4.2 元件清單- 11 -4.3 制作- 13 -4.4 調(diào)試- 14 -第五章 總結(jié)與收獲- 15 -5.1設(shè)計(jì)總結(jié)- 15 -5.2心得體會(huì)- 15 -致謝- 16 -參考文獻(xiàn)- 16 -第一章 無線音樂門鈴的選題背景1.1無線遙控音樂門鈴的開發(fā)背景、目的和設(shè)計(jì)

3、要求背景隨著人們生活水平的提高和居住環(huán)境的改善，人們對(duì)住宅小區(qū)智能型的要求也日益迫切。不管是在城市還是農(nóng)村，現(xiàn)在的人們也越來越喜歡居住大房子，但因居住房間離大門口較遠(yuǎn)，來人敲門不容易聽到，不僅尷尬，更重要的是經(jīng)常耽誤事。為了滿足需要，各種無線門鈴應(yīng)運(yùn)而生，報(bào)警門鈴，音樂門鈴，感應(yīng)門鈴等。隨著社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展，無線遙控技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛。無線門鈴的使用已闊至鄉(xiāng)村，其提供的方便可想而知。目的和設(shè)計(jì)要求1設(shè)計(jì)目的：能夠熟悉無線音樂門鈴的組成、工作原理，提高讀整機(jī)電路圖及電路板圖的能力。通過對(duì)無線音樂門鈴的安裝、焊接及調(diào)試，掌握無線音樂門鈴的生產(chǎn)工藝流程，提高焊接工藝水平。掌握電子元器件的識(shí)別及質(zhì)量檢

4、驗(yàn)，學(xué)會(huì)故障判斷及排除。2設(shè)計(jì)要求：分析并讀懂無線音樂門鈴電路圖，對(duì)照原理圖看懂接線電路圖。認(rèn)識(shí)電路圖上的符號(hào)，并與實(shí)物相對(duì)照。根據(jù)技術(shù)指標(biāo)測(cè)試各元器件的主要參數(shù)，認(rèn)真細(xì)心地安裝焊接，按照技術(shù)要求進(jìn)行調(diào)試。1.2無線遙控音樂門鈴的設(shè)計(jì)思路無線遙控音樂門鈴是利用電磁波的發(fā)射和接收，因此會(huì)有發(fā)射和接收電路。發(fā)射板要先調(diào)制振蕩產(chǎn)生方波信號(hào)，在經(jīng)高頻振蕩產(chǎn)生正弦波的信號(hào)發(fā)射出去，接收板接信號(hào)以后，通過濾波、選頻等電路選出接收的信號(hào)，在將其濾波、整形、放大，最后利用方波的高電平推動(dòng)音樂芯片使得喇叭發(fā)聲。無線遙控音樂門鈴設(shè)計(jì)流程：調(diào)試振蕩高頻振蕩發(fā)射信號(hào)接收信號(hào) 喇叭發(fā)聲推動(dòng)音樂芯片整形放大 選出信號(hào)第二

5、章 無線遙控音樂門鈴的工作原理2.1 TC4069UBP芯片簡(jiǎn)介TC4069UBP是6反相器。所謂反相器，就是么相器都有兩端，輸入端是高電平時(shí)輸出 端就轉(zhuǎn)為低電平，輸入端是低電平時(shí)輸出端就為高電平，輸入和輸出端的電平總是相反。2.2發(fā)射器原理發(fā)射器由調(diào)制振蕩級(jí)和高頻振蕩級(jí)兩級(jí)組成。調(diào)制級(jí)電路由一塊TC4069UBP和32.768KHz晶體完成，發(fā)射器開關(guān)按下時(shí)，反相器6和5及晶振、電阻等相關(guān)元件組成振蕩發(fā)生器，產(chǎn)生32.768KHz低頻信號(hào)。1.調(diào)制振蕩極過程：反相器6的13腳開始為低電平，12腳就是高電平，10腳也為高電平。10腳的高電平經(jīng)R2對(duì)晶體X1充電，充電電流經(jīng)R2-X1-反相器4的

6、9腳。充電時(shí)間由X1決定，等效電容為200P，現(xiàn)在也經(jīng)常用電容代替晶振產(chǎn)生振蕩信號(hào)。由于X1的充電，X1上的電壓逐漸上升，下正上負(fù)，當(dāng)升至反相器5的翻轉(zhuǎn)電平時(shí)，12腳就由原來的高電平轉(zhuǎn)為低電平，10腳也同時(shí)轉(zhuǎn)為低電平。X1開始放電，放電通路為X1-R2-反相器5的10腳。放電后X1上的電位降低，到一定程度時(shí)13腳降為低電平了，輸出端又翻轉(zhuǎn)成高電平，再次對(duì)X1充電，至此已完成一個(gè)充放電過程，即一個(gè)振蕩周期，10腳輸出一次低高變化的電平。之后振蕩一直持續(xù)下去，反相器5的10腳就會(huì)一直輸出高低不斷變化的電平信號(hào)。這個(gè)信號(hào)的頻率由晶體決定，此電路中的頻率為32.768kHz。上面的過程在電路實(shí)際工作時(shí)

7、完成得極快。2.放大以上是反相器的5和6用于產(chǎn)生振蕩信號(hào)，反相器的8腳輸出后和其他反相器1、2、3并聯(lián)使用，構(gòu)成輸出控制，能提供20-30mA的灌入電流，同時(shí)也使振蕩信號(hào)放大。反相器1、2、3的輸出端由反相器的8腳輸出端接在發(fā)射管Q1的發(fā)射極對(duì)Q1進(jìn)行調(diào)幅，向外發(fā)射電磁波。3.高頻振蕩級(jí)Q1、L1、C3和6P電容組成高頻振蕩器，振蕩頻率由色環(huán)電感L1和C3及三極管的集電結(jié)電容決定。一般為200-270MHz。Q1的發(fā)射極如果直接接在負(fù)極時(shí)就能產(chǎn)生等幅高頻波，再接在反相器的輸出端就使輸出受32.768KHz振蕩信號(hào)調(diào)制，通過印刷電感發(fā)射信號(hào)。按鍵每按一次就發(fā)射一次。2.3 接收器原理1.接收信號(hào)

8、Q3、L2、C4、C16為超再生振蕩接收器，超再生振蕩電路具有自檢波功能，可以從自然界中各種各樣的波中檢出此電路的電磁波。L2為銅芯線圈，在直徑5mm的骨架上繞制，用0.51漆包線繞3圈，骨架中間用銅芯調(diào)節(jié)。當(dāng)L2的振蕩頻率與發(fā)射端相同時(shí)，諧振，Q3的超再生信號(hào)就受發(fā)射端的調(diào)幅信號(hào)控制。2.濾波L1為色環(huán)電感，阻止高頻信號(hào)通過，起到了濾波的作用。C19濾波濾除檢波后的高頻雜波，使用檢波后的有用信號(hào)信噪比最大。3.線性放大檢波、濾波后的調(diào)制信號(hào)在R14上產(chǎn)生壓降，經(jīng)R3、C7送入反相器4069進(jìn)行線性放大，這由三個(gè)反相器1和2、3和4、5和6管腳完成。并最終由6號(hào)管腳輸出信號(hào)。4.選頻及整形放大

9、經(jīng)三極管放大后的調(diào)制信號(hào)與發(fā)射端（低頻32.768KHz）同頻， X1在電路中起選頻作用，同頻率的信號(hào)能順利通過，進(jìn)一步免除了許多不需要的各種外界信號(hào)的干擾，選頻后的信號(hào)送入Q2放大。5.高頻放大該信號(hào)的幅度還較低，經(jīng)最后兩級(jí)開路反相放大后輸出等幅方波信號(hào)。Q2的射極接地，集電極接到反相器13腳，由C8,D2,C12,R4和反相器4、5、6組成的電路進(jìn)一步對(duì)信號(hào)放大。最終由反相器8號(hào)腳輸出信號(hào)。6.聲響電路R21限流，C11濾波，對(duì)方波進(jìn)行平滑濾波，并有數(shù)十毫秒的延時(shí)，也能消除外界尖脈沖對(duì)觸發(fā)電路的干擾，由反相器8號(hào)腳輸出來的信號(hào)送入到音樂芯片TQ33G中。本電路采用TQ33G系列有三種聲音可

10、選擇，雙音叮咚，西敏寺，愛麗斯。K1是樂曲選擇開關(guān)，音樂信號(hào)經(jīng)Q1放大推動(dòng)喇叭發(fā)出優(yōu)美的門鈴音樂聲。 第三章 繪制電路圖和印刷電路板圖3.1 發(fā)射板電路圖 圖3.2 接收板電路圖圖3-3 發(fā)射板PCB板圖3-4 接收板PCB板第四章 制作與調(diào)試4.1 元件說明1.電阻在焊接之前，可以使用色環(huán)識(shí)別法或者數(shù)字萬用表測(cè)量測(cè)出元件清單中電阻的阻值并記錄，在誤差允許的范圍內(nèi)最后使用電阻。色環(huán)電阻每種顏色代表的數(shù)值如下表：黑棕紅橙黃綠藍(lán)紫灰白01234567892.電解電容和瓷片電容和電阻一樣，電容在焊接之前也要使用數(shù)字萬用表進(jìn)行測(cè)量。在安裝電解電容時(shí)要求電容的管腳長(zhǎng)度要適中，要正確判斷管腳的正，負(fù)極，否

11、則不能完成實(shí)現(xiàn)接收功能。判斷方法：正級(jí)管腳長(zhǎng)，負(fù)級(jí)管腳短。并且電解電容要緊貼電路板立式安裝焊接，太高就會(huì)影響后蓋的安裝。瓷片電容和電解電容一樣，要求其管腳的長(zhǎng)度要合適。在焊接瓷片電容時(shí)不必考慮它的正負(fù)極性。3.發(fā)光二極管和喇叭二極管在使用之前要先對(duì)它檢驗(yàn)，利用二極管的單向?qū)щ娦钥此欠衲軌蛘９ぷ?。發(fā)光二極管主要用來進(jìn)行發(fā)射端和接收端開關(guān)的指示，當(dāng)開關(guān)打開時(shí)發(fā)光二極管亮，反之則不亮。為使二極管正好露出頭，當(dāng)電路基本焊接好后，適當(dāng)和外殼比較，使其管腳的長(zhǎng)度正好適合其露出頭。焊接時(shí)要注意二極管的正負(fù)極。把喇叭放好后，可用電烙鐵將其周圍的塑料靠近喇叭的邊緣燙下去把喇叭壓緊，以免其松動(dòng)不穩(wěn)。4.TC4

12、069UBP六相反相器我們此次的設(shè)計(jì)采用的是TC4069UBP集成塊來作發(fā)射和接收主電路。TC4069UBP是6反相器。所謂反相器，就是用6個(gè)非門構(gòu)成的集成塊。輸入端是高電平時(shí)輸出端就轉(zhuǎn)為低電平，輸入端是低電平時(shí)輸出端就為高電平，輸入和輸出端的電平總是相反?？偣睺C4069UBP有六個(gè)。值得注意的是，管腳號(hào)和每個(gè)非門的輸入輸出管腳的關(guān)系4.2 元件清單1.發(fā)射板元件清單表4-1發(fā)射板清單發(fā)射板清單元件名稱規(guī)格用量位號(hào)線路板0802R1塊集成電路TC406UBP1塊IC1發(fā)光二極管方燈1只D1晶振32.768KHZ1只X1三級(jí)管9018H1只Q1色環(huán)電阻10UH1只L1開關(guān)MS1181只SW1電

13、阻470R1只R4電阻10K1只R3電阻47K1只R1電阻1M1只R2瓷片電容4P1只C2瓷片電容6P1只C1瓷片電容12P1只C3瓷片電容222P1只C4電池極片0802R1套螺絲PT2*4MM3個(gè)螺絲PA3*10MM3個(gè)彈弓1個(gè)塑膠1套電池23A 12V1只2.接收板元件清單表4-2 接收板清單接收板清單元件名稱規(guī)格用量位號(hào)線路板08021塊集成電路TC4068UBP1塊U1門鈴ICTQ33G1塊U2發(fā)光二極管3綠色1只D1晶振32.768KHZ1只X1三級(jí)管9018H1只Q3三級(jí)管9014C1只Q2三級(jí)管90151只Q1二極管1D41483只D2.D5.D6銅芯線圈2T51只L2色環(huán)電阻

14、10UH1只L1開關(guān)SK-23D06 EG61只K1電阻1R1只R9電阻100R1只R21電阻560R1只R19電阻4.7K1只R20電阻5.6K1只R3電阻6.8K1只R1電阻10K2只R15.R18電阻47K1只R17電阻120K1只R14電阻270K1只R16電阻1M3只R2.R4.R5瓷片電容4P2只C4.C16瓷片電容27P1只C8瓷片電容102P3只C5.C9.C17瓷片電容222P2只C7.C10瓷片電容104P3只C12.C13.C14電解電容1UF1只C19電解電容220UF1只C15電池極片08021套導(dǎo)線50MM2只SP+ SP-導(dǎo)線100MM1支B+導(dǎo)線100MM1支B

15、-跳線1條J螺絲BT2.6*4MM4個(gè)螺絲BT2.6*8MM2個(gè)喇叭80.5W1只塑膠1套說明書1份4.3 制作.安裝工藝及焊接注意事項(xiàng) 1、元器件的裝插焊接應(yīng)遵循先小后大，先輕后重，先低后高，先里后外的原則，這樣有利于裝配順利進(jìn)行。 2、在瓷介電容、電解電容及三極管等元件立式安裝時(shí)，引線不能太長(zhǎng)，否則降低元器件的穩(wěn)定性；但也不能過短，以免焊接時(shí)因過熱損壞元器件。一般要求距離電路板面2mm，并且要注意電解電容的正負(fù)極性，不能插錯(cuò)。 3、集成電路的焊接：TC4096為雙列14腳扁平式封裝，在焊接時(shí)，首先要弄清引線腳的排列順序，并與線路板上的焊盤引腳對(duì)準(zhǔn)，核對(duì)無誤后，先焊接1、14腳用于

16、固定IC，然后再重復(fù)檢查，確認(rèn)后再焊接其余腳位。由于IC引線腳較密，焊接完后要檢查有無虛焊，連焊等現(xiàn)象，確保焊接質(zhì)量。.步驟：1、按材料清單清點(diǎn)全套零件，并負(fù)責(zé)保管。2、用萬用表檢測(cè)元器件，電阻可以用萬用表測(cè)量，也可以讀出來。3、對(duì)元器件引線或引腳進(jìn)行鍍錫處理。注意：鍍錫層未氧化（可焊性好）時(shí)可以不再處理。4、檢查印制板的銅箔線條是否完好，有無斷線及短路，特別要注意板的邊緣是否完好。5、焊接元器件焊接是安裝電路的基礎(chǔ)，我們必須重視他的技巧和注意事項(xiàng)。焊錫之前應(yīng)該先插上電烙鐵的插頭，給電烙鐵加熱。焊接時(shí)，焊錫與電路板、電烙鐵與電路板的夾角最好成45度，這樣焊錫與電烙鐵夾角成90度。焊接時(shí)，焊錫與

17、電烙鐵接觸時(shí)間不要太長(zhǎng)，以免焊錫過多或是造成漏錫；也不要過短，以免造成虛焊。元件的腿盡量要直，而且不要伸出太長(zhǎng)，以1毫米為好，多余的可以剪掉。焊完時(shí)，焊錫最好呈圓滑的圓錐狀，而且還要有金屬光澤。4.4 調(diào)試發(fā)射電路和接收電路的安裝完成后，要認(rèn)真檢查電路有無錯(cuò)焊,漏焊，短路等不正?，F(xiàn)象，并及時(shí)更正。然后先測(cè)試近距離的實(shí)驗(yàn)，在近距離多次按下發(fā)射器按鍵，如果門鈴能夠發(fā)聲，說明電路基本正常。這時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)距離實(shí)驗(yàn)，本電路的遙控距離應(yīng)該可以達(dá)到20到30米。如果只在近距離發(fā)聲或者不發(fā)聲則應(yīng)該檢查相關(guān)電路。第五章 總結(jié)與收獲5.1設(shè)計(jì)總結(jié) 從基本元器件的認(rèn)識(shí)到焊接技術(shù)的練習(xí)，再到產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在每一步的操作過程中

18、，都會(huì)學(xué)到很多新的知識(shí)。一方面鞏固了自己的基礎(chǔ)，充實(shí)了自己的理論知識(shí)，更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了芯片的工作原理及具體的使用方法。同時(shí)也鍛煉了自己的實(shí)踐能力，并且在此過程中還鍛煉了自己在制作產(chǎn)品上的邏輯思維，知道了要設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品需要什么必備條件和設(shè)計(jì)該產(chǎn)品時(shí)候的邏輯步驟。5.2心得體會(huì)本次設(shè)計(jì)為我提供了一個(gè)深入學(xué)習(xí)、探索的機(jī)會(huì)，成為課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)我主要學(xué)到了如下幾點(diǎn)： 1. 在開始動(dòng)手之前，提前做好準(zhǔn)備工作，要把芯片的功能弄清楚以及如何拓展，只有把基本知識(shí)學(xué)懂以后才能順利完成設(shè)計(jì)。 2. 耐心分析，解決問題。設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的過程中我們會(huì)遇到一些困難這是很正常的事，我們應(yīng)該堅(jiān)持不懈，不輕言放棄。不能一遇到問題就慌了，要耐心的分析并解決問題。3. 團(tuán)隊(duì)合作，不懂就問。這次的課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作，有時(shí)候當(dāng)我們遇到問題時(shí)很難自己去找到原因所在，就需要找別人幫忙，無形中培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神，不懂得問題也請(qǐng)教了老師，團(tuán)隊(duì)合作，不懂就問才能更好的解決問題。 致謝 經(jīng)過一個(gè)多月的實(shí)踐，反復(fù)修改完成了這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，也遇到了不少問題，最終在同學(xué)和指導(dǎo)老師張世平的幫助下解決了問題順利完成。馬上就要畢業(yè)了，我的大學(xué)生活就要結(jié)束了。在這三年里我學(xué)到不少東西，不管是知識(shí)上還是處事上都受益匪淺