《傳感器技術(shù)應(yīng)用（雙色）》項目2 敲擊式電子門鈴制作

電子與信息技術(shù)專業(yè)傳感器技術(shù)項目二敲擊式電子門鈴制作任務(wù)1項目任務(wù)書在日常生活中，人們可以通過門鈴提示音知道有客人來訪，因此門鈴給人們的日常生活帶來了便利，成為居家常用電子設(shè)備之一。敲擊式門鈴是一種新型電子門鈴，當有客人來訪時，不需要按鈕，只要用手輕輕敲擊房門，室內(nèi)的電子門鈴就會發(fā)出“叮咚”聲。2.1.1項目描述任務(wù)1項目任務(wù)書根據(jù)給定的元器件、印刷電路板和電路圖，按照電子產(chǎn)品制作工藝，通過焊接、組裝和調(diào)試，制作一個敲擊式門鈴。2.1.2項目任務(wù)任務(wù)2信息收集2.2.1壓電式傳感器1.壓電效應(yīng)某些電介質(zhì)，當沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r，其內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個表面上便產(chǎn)生符號相反的電荷，當外力去掉后，恢復(fù)到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱壓電效應(yīng)。任務(wù)2信息收集2.2.1壓電式傳感器2.壓電材料壓電材料（piezoelectricmaterial）是受到壓力時會在兩端面間出現(xiàn)電壓的晶體材料，即具有壓電效應(yīng)的電介物質(zhì)。材料化學成分靈敏度d/10·N-1使用溫度/℃靈敏度溫度系數(shù)/℃用途石英晶體SiO22.312000.0001標準高精度傳感器壓電陶瓷PZT200～5005000.001工業(yè)用或高靈敏度傳感器高分子壓電材料PVDF100～1000100較差廉價振動傳感器、水聲傳感器、5GHz以上超聲傳感器任務(wù)2信息收集2.2.2壓電式傳感器測量電路1.壓電元件的等效電路任務(wù)2信息收集2.2.2壓電式傳感器測量電路2.壓電元件的測量電路（1）電荷放大器（2）電壓放大器任務(wù)2信息收集2.2.3壓電式傳感器的應(yīng)用1.玻璃破碎報警裝置玻璃破碎報警裝置它利用壓電式傳感器對振動敏感的特性來感知玻璃受撞擊和破碎時產(chǎn)生的振動波。當有人重擊玻璃時，玻璃破碎發(fā)出幾千赫茲至幾十千赫茲的振動，粘貼在玻璃上的高分子壓電薄膜傳感器感受到這一振動，傳感器把振動轉(zhuǎn)換成電壓輸出，輸出電壓經(jīng)放大、濾波、比較等處理后輸出報警信號，驅(qū)動報警執(zhí)行機構(gòu)工作。任務(wù)2信息收集2.2.3壓電式傳感器的應(yīng)用2.壓電式加速度傳感器它是利用某些物質(zhì)如石英晶體的壓電效應(yīng)，在加速度計受到振動時，質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當被測振動頻率遠低于加速度計的固有頻率時，則力的變化與被測加速度成正比。任務(wù)2信息收集2.2.3壓電式傳感器的應(yīng)用3.壓電式聲表面波傳感器壓電式聲表面波傳感器是基于壓電材料的逆壓電效應(yīng)工作的。外加交變電場通過逆壓電效應(yīng)的耦合作用，在壓電體中激發(fā)起各種形式的彈性波。當外加電場的頻率與彈性波在壓電體中傳播時的機械諧振頻率一致時，壓電體便進入機械振動狀態(tài)，成為壓電振子。任務(wù)2信息收集2.2.3壓電式傳感器的應(yīng)用4.壓電式超聲波傳感器壓電式超聲波發(fā)送器實際上是利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)制成的。壓電式超聲波接收器是利用壓電效應(yīng)制成。任務(wù)3項目實施2.3.1框圖敲擊式門鈴由傳感器電路、延時電路、低頻放大電路和聲音輸出電路組成。任務(wù)3項目實施

2.3.2壓電陶瓷片工作原理：在兩片銅制圓形電極中間放入壓電陶瓷介質(zhì)材料，當在兩片電極上接通交流音頻信號時，壓電片會根據(jù)信號頻率發(fā)生震動而產(chǎn)生相應(yīng)的聲音。制作方法：將一根導(dǎo)線焊接到銅片上，另一根導(dǎo)線焊接到壓電陶瓷片上。測試方法：萬用表的量程開關(guān)撥到直流電壓2.5V檔，左手拇指與食指捏住壓電陶瓷片的兩面，右手持萬用表的表筆，紅表筆接金屬片，黑表筆橫放在陶瓷表面上，左手稍用力壓一下，隨后又松一下，萬用表的指針先向右擺，接著回零，隨后向左擺一下。任務(wù)3項目實施2.3.3電路原理圖

電路包括傳感器電路、低頻放大電路、延時電路和聲音輸出電路四部分組成。任務(wù)3項目實施2.3.4敲擊式門鈴制作1．設(shè)備及元器件設(shè)備及元器件要求如表2-3所示。2.元器件識別與檢測（1）根據(jù)元器件清單，清點組件；（2）識別色環(huán)電阻、記錄阻值，并使用萬用表對電阻進行檢測；（3）使用萬用表對電容器、三極管進行檢測；（4）識別集成電路NE555；（5）識別并檢測壓電陶瓷片和揚聲器；任務(wù)3項目實施2.3.4敲擊式門鈴制作3．焊接組裝（1）焊接前準備①按照工藝要求對元器件引腳進行整形處理；②對照原理圖和印刷電路板圖，查找元器件在印刷電路板上的位置。

（2）焊接工藝要求①電阻器臥式貼板焊接；②電容器和三極管立式貼板焊接；③集成電路采用插座貼板焊接；④壓電陶瓷片的連接導(dǎo)線焊接牢固；⑤焊接時應(yīng)注意揚聲器極性連接正確。⑥將二根6cm長單芯導(dǎo)線，兩頭剝約4mm掛錫；⑦焊點光亮，不能虛焊、連焊、錯焊、漏焊、銅箔脫落，同時還要注意用錫要適量。焊完之后，將引腳剪掉，焊板上保留焊點高度0.5-1mm。任務(wù)3項目實施2.3.4敲擊式門鈴制作4．電路調(diào)試（1）調(diào)試準備①電路焊接完成后，再次檢查各元件焊接位置是否正確、有無虛焊和連焊等。②將集成電路NE555按標志方向插入集成電路插座。③將兩根6cm導(dǎo)線一端焊接到印刷電路板電源正、負端。④把穩(wěn)壓電源輸出電壓調(diào)整為9V，將印刷電路板上的電源線接至穩(wěn)壓電源正、負端。⑤再次檢查連接是否正確。（2）電路調(diào)試①接通+9V電源；②敲擊壓電陶瓷片周圍，揚聲器發(fā)聲，電路工作正常；③若敲擊壓電陶瓷片周圍，揚聲器不發(fā)聲，請檢查電路，排除故障。（3）故障排除任務(wù)4項目考核考

核

內(nèi)

容為其他組相應(yīng)項目評分1、元器件檢測：對照清單正確清點檢測。(20分)2、電路板焊接：(1)元件布局合理，焊接正確；（30）(2)焊點圓、滑、亮。（