電子線路裝調(diào) 教案 C4能正確裝調(diào)行走機(jī)器人電路

教案課次35課時(shí)4教學(xué)對(duì)象周次課型理實(shí)一體授課日期執(zhí)教者授課地點(diǎn)課題C4-1能正確裝接行走機(jī)器人電路使用教材電子線路裝調(diào)出版社機(jī)械工業(yè)出版社教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能態(tài)度1、理解555定時(shí)器的概念、特點(diǎn)與應(yīng)用2、了解H橋驅(qū)動(dòng)電路1、能快速識(shí)別電路中所用的元器件；2、能合理在電路板上進(jìn)行元件布局，合理整形元件，并能按照工藝規(guī)范安裝元件；3、能按照工藝要求正確完成元器件焊接；4、能正確連接和開啟電源，遵循規(guī)范流程，完成電路基本功能的檢測(cè)；1.養(yǎng)成獨(dú)立分析、思考、解決問(wèn)題的思維習(xí)慣，提高團(tuán)結(jié)互助的合作能力。2.培養(yǎng)學(xué)生交流合作能力、繼續(xù)學(xué)習(xí)能力教學(xué)重點(diǎn)555定時(shí)器的概念、特點(diǎn)與應(yīng)用H橋驅(qū)動(dòng)電路教學(xué)難點(diǎn)555定時(shí)器的概念、特點(diǎn)與應(yīng)用H橋驅(qū)動(dòng)電路教學(xué)資源多媒體課件、電烙鐵、焊料、電工實(shí)訓(xùn)臺(tái)、電路相關(guān)元器件若干、印刷電路板

教學(xué)活動(dòng)流程教學(xué)步驟與內(nèi)容教學(xué)組織形式教學(xué)方法達(dá)成目標(biāo)知識(shí)講授（一）555定時(shí)器1、引腳功能2、控制功能3、特點(diǎn)：4、應(yīng)用;1）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2）多諧振蕩器3）施密特觸發(fā)器班級(jí)授課講授法首先講授555定時(shí)器的引腳功能與控制功能，在理解的基礎(chǔ)上再介紹555定時(shí)器的應(yīng)用電路，為后續(xù)電路調(diào)試作知識(shí)準(zhǔn)備。知識(shí)講授（二）H橋驅(qū)動(dòng)器1、電路2、工作過(guò)程要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使對(duì)角線上的一對(duì)三極管導(dǎo)通。根據(jù)不同三極管對(duì)的導(dǎo)通情況，電流可能從左至右或從右至左流過(guò)電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。班級(jí)授課講授法通過(guò)H橋驅(qū)動(dòng)電路的認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生理解機(jī)器人行走的原理能力訓(xùn)練一：電路裝接前工作1、PCB預(yù)處理檢查印刷電路板正反面，對(duì)于銅箔氧化層進(jìn)行清潔、去氧化。2、元器件清點(diǎn)與檢測(cè)對(duì)照元件清單，檢查電路所需的元器件，觀察元器件有無(wú)損壞。班級(jí)授課練習(xí)法要求：印制板無(wú)劃傷處，整體清潔無(wú)污物，銅箔焊盤平整、光亮。元器件整理規(guī)范擺放，通過(guò)檢測(cè)與清點(diǎn)與板面參數(shù)對(duì)應(yīng)。能力訓(xùn)練二：電路裝接1、元器件整形對(duì)照電路板元器件安裝位置與尺寸，對(duì)元件進(jìn)行合適的整形。2、元器件安裝按照安裝工藝要求，正確安裝元器件。元器件字標(biāo)方向一致，有極性的元器件要保證插裝方向正確，同類元器件安裝高度一致。3、元器件焊接對(duì)照電路板底層，正確焊接元器件并符合焊接工藝要求。所焊接的元器件的焊點(diǎn)適中，無(wú)漏、假、虛、連焊，焊點(diǎn)光滑、圓潤(rùn)、干凈，無(wú)毛刺，焊點(diǎn)基本一致。班級(jí)授課練習(xí)法整形、安裝、焊接的質(zhì)量直接決定了電路板功能能否實(shí)現(xiàn)能力訓(xùn)練三：電路通電調(diào)試1、電源接線：用螺絲刀拆開機(jī)器人身體的后蓋，將撥動(dòng)開關(guān)接到電機(jī)的紅線用烙鐵拆下，然后焊接到電路板上的GB+接口，將電池盒負(fù)極接到電機(jī)上的白線用烙鐵拆下，然后接到電路板上的GB-接口。2、機(jī)器人頭部接線將機(jī)器人頭部的紅線與電機(jī)相連的一端焊下，在這里串聯(lián)一個(gè)二極管1N4148，二極管負(fù)極接機(jī)器人頭部的紅線，正極接到剛拆下頭部紅線的電機(jī)銅片上。3、電動(dòng)機(jī)接線將直流電機(jī)負(fù)極銅片用導(dǎo)線接至電路板上MT1接口，正極銅片用導(dǎo)線接至電路板MT2接口。4、通電測(cè)試：完成安裝后，電池盒放入3節(jié)5號(hào)電池，撥動(dòng)開關(guān)至“ON”的狀態(tài)。機(jī)器人前進(jìn)并伴隨有音樂(lè)、眼睛閃紅光，行走一段時(shí)間后自動(dòng)后退，退行一段時(shí)間后自動(dòng)前進(jìn)，周而復(fù)始。班級(jí)授課練習(xí)法通過(guò)連接線將各模塊電路連接后，再通電測(cè)試基本功能，讓機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)行走功能。課外作業(yè)1、課后作業(yè)1、2、32、總結(jié)技能操作過(guò)程中的注意點(diǎn)教學(xué)后記

教案課次36課時(shí)4教學(xué)對(duì)象周次課型理實(shí)一體授課日期執(zhí)教者授課地點(diǎn)課題C3-2能正確調(diào)試行走機(jī)器人電路使用教材電子線路裝調(diào)出版社機(jī)械工業(yè)出版社教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能態(tài)度1、熟悉行走機(jī)器人電路的組成2、理解行走機(jī)器人電路的工作原理1、能說(shuō)出行走機(jī)器人電路工作原理；2、能完成行走機(jī)器人單元功能的調(diào)試與參數(shù)測(cè)定；3、能完成行走機(jī)器人整體調(diào)試與參數(shù)測(cè)定；4、能自行解決調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題；1.養(yǎng)成獨(dú)立分析、思考、解決問(wèn)題的思維習(xí)慣，提高團(tuán)結(jié)互助的合作能力。2.培養(yǎng)學(xué)生交流合作能力、繼續(xù)學(xué)習(xí)能力教學(xué)重點(diǎn)行走機(jī)器人電路的組成行走機(jī)器人電路的工作原理教學(xué)難點(diǎn)行走機(jī)器人電路的工作原理教學(xué)資源多媒體課件、電工實(shí)訓(xùn)臺(tái)、行走機(jī)器人電路電路板、示波器、萬(wàn)用表

教學(xué)活動(dòng)流程教學(xué)步驟與內(nèi)容教學(xué)組織形式教學(xué)方法達(dá)成目標(biāo)知識(shí)講授（一）行走機(jī)器人電路的組成本電路可分為正、負(fù)穩(wěn)態(tài)電路和直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路兩部分。正、負(fù)穩(wěn)態(tài)電路由555定時(shí)器和RC充放電電路組成，用來(lái)提供直流電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制信號(hào)。直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路由H型全橋式電路構(gòu)成，主要用來(lái)控制電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)行走機(jī)器人前進(jìn)、后退的功能。1、正、負(fù)穩(wěn)態(tài)電路：正、負(fù)穩(wěn)態(tài)電路由555定時(shí)器、W2、R13、C5、C3、W1、R6、C1、C2組成，其中W2、R13、C5構(gòu)成正穩(wěn)態(tài)的延時(shí)電路，調(diào)節(jié)W2可以調(diào)節(jié)C5充電的時(shí)間，從而控制正穩(wěn)態(tài)時(shí)間。W1、R6、C1構(gòu)成負(fù)穩(wěn)態(tài)的延時(shí)電路，調(diào)節(jié)W1可以調(diào)節(jié)C1放電的時(shí)間，從而控制負(fù)穩(wěn)態(tài)時(shí)間。正穩(wěn)態(tài)時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，機(jī)器人前進(jìn)；負(fù)穩(wěn)態(tài)時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)，機(jī)器人后退。2、直流電機(jī)正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路：直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路采用的是應(yīng)用最廣泛的H型全橋式電路，驅(qū)動(dòng)電路由VT1、R7、VT3、R10、VT5、VT7、VT2、R12、VT4、R9、VT6、VT8組成，這種驅(qū)動(dòng)電路可以很方便實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)運(yùn)行。其中VT5、VT7為一組，VT6、VT8為另一組，兩組的狀態(tài)互補(bǔ)，一組導(dǎo)通則另一組必須關(guān)斷。當(dāng)VT5、VT7導(dǎo)通時(shí)，VT6、VT8關(guān)斷，電機(jī)兩端加正向電壓，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)；當(dāng)VT6、VT8導(dǎo)通時(shí)，VT5、VT7關(guān)斷，電機(jī)兩端加反向電壓，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的反轉(zhuǎn)。班級(jí)授課講授法采用化整為零的方法，引導(dǎo)學(xué)生分別認(rèn)識(shí)與分析各功能部分電路知識(shí)講授（二）行走機(jī)器人電路的工作原理初始狀態(tài)電容C1兩端的初始電壓為0，小于1/3VCC，3腳輸出高電平。此時(shí)W2、R13、C5構(gòu)成正穩(wěn)態(tài)的延時(shí)電路，電源通過(guò)W2、R13向C5充電（調(diào)節(jié)W2可以改變C5達(dá)到觸發(fā)電平的時(shí)間）。因?yàn)檎€(wěn)態(tài)時(shí)MT2端為高電平對(duì)C1充滿了電，2腳一直處于高電平，當(dāng)C5兩端電壓達(dá)到2/3VCC時(shí)，進(jìn)入另一個(gè)穩(wěn)態(tài)，即負(fù)穩(wěn)態(tài)，3腳輸出低電平，放電管導(dǎo)通，C5兩端電壓瞬間被拉為低電平。當(dāng)555定時(shí)器進(jìn)入負(fù)穩(wěn)態(tài)后MT2變?yōu)榈碗娖?，此時(shí)C1通過(guò)W1、R6、R14對(duì)地放電。調(diào)節(jié)W1可以調(diào)節(jié)放電的時(shí)間，當(dāng)C1兩端的電壓降到1/3VCC時(shí)，555定時(shí)器進(jìn)入正穩(wěn)態(tài)，如此循環(huán)，分別調(diào)節(jié)W2、W1可以控制正、負(fù)穩(wěn)態(tài)電路的延時(shí)時(shí)間。當(dāng)NE555處于正穩(wěn)態(tài)時(shí)，控制信號(hào)為高電平，經(jīng)R5加到VT1基極，因?yàn)閂T1為NPN管，故VT1導(dǎo)通，VT1集電極被拉為低電平，再經(jīng)過(guò)R7加到VT3的基極，VT3導(dǎo)通，從而VT5、VT7導(dǎo)通，電流通過(guò)MT2經(jīng)過(guò)電機(jī)后流經(jīng)MT1，電機(jī)正轉(zhuǎn)，機(jī)器人前進(jìn)，W2可控制電機(jī)正轉(zhuǎn)的時(shí)間。當(dāng)NE555處于負(fù)穩(wěn)態(tài)時(shí)，控制信號(hào)為低電平，通過(guò)R4加到VT2上，VT2、VT4、VT6、VT8導(dǎo)通，電流通過(guò)MT1經(jīng)過(guò)電機(jī)后流經(jīng)MT2，電機(jī)反轉(zhuǎn)，機(jī)器人后退，W1可控制電機(jī)反轉(zhuǎn)的時(shí)間。發(fā)聲、閃燈電路經(jīng)過(guò)二極管VD4供電，正轉(zhuǎn)時(shí)MT2為高電平，VD4導(dǎo)通，發(fā)聲、閃燈電路有電壓正常工作，機(jī)器人發(fā)聲、眼睛閃光；反轉(zhuǎn)時(shí)MT2為低電平，VD4截止，發(fā)聲、閃燈電路無(wú)電壓停止工作，機(jī)器人不發(fā)聲、眼睛不閃光。班級(jí)授課講授法在模塊功能了解的基礎(chǔ)上，在整體分析電路工作原理能力訓(xùn)練一：電路基本功能的檢測(cè)撥動(dòng)開關(guān)至“ON”，觀察行走機(jī)器人電路的基本功能。班級(jí)授課練習(xí)法要求：實(shí)現(xiàn)電路功能正常：機(jī)器人前進(jìn)并伴隨有音樂(lè)、眼睛閃紅光，行走一段時(shí)間后自動(dòng)后退，退行一段時(shí)間后自動(dòng)前進(jìn)，周而復(fù)始。能力訓(xùn)練二：模塊功能調(diào)試1、正、負(fù)穩(wěn)態(tài)電路的電壓測(cè)定（1）調(diào)節(jié)W2，用示波器測(cè)量電容C5兩端電壓和555定時(shí)器的輸出電壓，觀察并分析可調(diào)電阻W2對(duì)電容C5充電時(shí)間、555定時(shí)器輸出電壓的影響，并記錄在表C4-2-2中；（2）調(diào)節(jié)W1，用示波器測(cè)量電容C1兩端電壓和555定時(shí)器的輸出電壓，觀察并分析可調(diào)電阻W1對(duì)電容C1放電時(shí)間、555定時(shí)器輸出電壓的影響，并記錄在表C4-2-2中；（3）調(diào)節(jié)W1、W2，使正穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間為10s、負(fù)穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間為5s，將電容C1兩端電壓、電容C5兩端電壓和555定時(shí)器輸出電壓的波形記錄在表C4-2-3中。2、直流電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路電壓測(cè)定用示波器觀察電機(jī)兩端電壓（MT2端到MT1端電壓），將正穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間為10s,負(fù)穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間為5s的波形記錄在