无线遥控门铃设计报告

课程设计二·无线遥控门铃

一、课程设计目的

课程设计是通过具有一定功能和应用价值的一个具体产品的设计与制作,或者一个实际项目的开发与应用,使学生受到工程设计、制造工艺、调试检测和撰写技术报告的系统训练,启迪我们的创新思维,培养我们分析问题和解决问题的综合能力。实验对课程设计环节是非常重要的,它是理论联系实际的主要形式,是实施“教学做合一”教学理念的重要手段,也是激发我们创新意识的有效载体,更是训练、培养学生技术应用能力和实际操作技能的根本途径。 通过设计: ·使我们巩固、加深和学习通信电子线路的基础理论、基本知识和技能技能。 ·使我们能正确地选择和使用常用电工仪表、电子仪器及有关实验设计。 ·使我们掌握基本电量及电子元件的测试技术、实验方法和数据的分析处理。 ·使我们能应用已学的理论知识设计简单的应用电路,合理选择元器件构成实用的电子小系统。 ·使我们受到基本的实验技能、系统的工程实践和撰写技术报告的初步训练。 ·培养我们严肃认真、实事求是、独立思考、踏实细致的科学作风,树立创新精神, 养成良好的工作习惯。

二、项目要求:

1. 分析并读懂无线遥控门铃电路图。 2. 对照电路原理图看懂接线电路图。 3. 认识电路图上的符号,并与实物相照。 4. 根据技术指标测试各元器件的数值。 5. 认真细心地安装、焊接。 6. 按照技术要求进行调试。

三、电路原理

无线遥控门铃电路由编码信号发射和接收两部分组成,其可靠性、抗干扰性优于传统门铃,正得到越来越多的广泛应用。传统的门铃都为有线门铃,使用方便,极大地方便了大家的生活。当发射器发射信号时

接收器接到所发射的信号,并将该信号转变为电压值,输入到锁存器里锁存,再通过接收器外围的控制电路控制继电器动作,使部件工作。 当发射器发射信号时接收器接到所发射的信号,并将该信号转变为电压值,输入到锁存器里锁存,再通过接收器外围的控制电路控制继电器动作,使部件工作。发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成。调制级电路由一块廉价的国产IC4069和32.768KHz 晶体完成,IC4069是6反相器。所谓反相器,就是反相器都有两端,输入端是高电平时输出端就转为低电平,输入端是低电平时输出端就为高电平,输入和输出端的电平总是相反。如图1脚和2脚为第一个反相器,本文称为反相器 1,之后称反相器 2、3、„„,总共IC4069有六个。发射器开关按下时,反相器1和2及相关元件组成振荡发生器,产生 32.768KHz低频信号。过程:反相器1的1脚开始为低电平,2 脚就是高电平,4脚也为高 电平。2 脚的高电平经 R2 对晶体X1充电,充电电流经 R2-X1-反相器 2 的 4 脚到负极。充电时间由 X1 决定,等效电容为200P。由于 X1 的充电,X1 上的电压逐渐上升,左正右负,当升至反相器 1 的翻转电平时,2脚就由原来的高电平转为低电平,1脚也同时转为低电平。24 X1 开始放电,放电通路为R2-反相器1的2脚-负极。放电后X1上的电位降低,到一定程度时1脚降为低电平了,输出端又翻转成高电平,再次对X1充电,至此已完成一个充放电过程,即一个振荡周期,4脚输出一次低高变化的电平。之后振荡一直持续下去,反相器2的4脚就会一直输出高低不断变化的电平信号。这个信号的频率由晶体决定,为32.768kHz。 为上面解说的过程在电路实际工作时完成得极快。反相器1和反相器 2 用于产生振荡信号,反相器 3~6 并联使用,构成输出控制,能提供 20-30mA 的灌入电流。反相器 3~6 的输出端接 在发射管 Q1 的发射极对 Q1 进行调幅,向外发射电磁波。 Q1、L1、C3 和 6P 电容组成高频振荡器,振荡频率由印刷电感 L1 和 JC3 及三极管的集电 结电容决定。一般为 200-270MHz。Q1 的发射极 如果直接接在负极时就能产生

等幅高频波,再按一次就发射一次。Q3、L3、C4、C5 为超再生振荡接收器,L3 为绕制线圈,在直径 5mm 的骨架上绕制,用 0.51 漆包线绕 3 圈,骨架中间用铜芯调节。当 L3 的振 荡频率与发射端相同时,谐振,Q3 的超再生信号就受发射端的调幅信号控制,L4 为扼流线,接在反相器的输出端就使输出受32.768KH 振荡信号调制,通过印刷电感发射信号。按键每圈,阻止高频信号通过。超再生振荡电路具有自检波功能,检波后的调制信号在 R4上产生压降,经R5、C9 送入 IC2 进行放大,整形再放大,这由三个反相器13和12、11和10、1和2完成,C11 滤波滤除检波后的高频杂波,使用检波后的有用信号信噪比最大。经三极放 大后的调制信号与发射端(低频 32.768KHz)同频, X2 在电路中起选频作用,同频率的信 号能顺利通过, 免除了许多不需要的各种外界信号的干扰, 选频后的信号送入 Q2 放大整形, 该信号的幅度还较低,经最后两级开路反相放大后输出等幅方波信号。R11 限流,C12 滤波, 对方波进行平滑滤波,并有数十毫秒的延时,也能消除外界尖脉冲对触发电路的干扰,K是乐曲选择开关,音乐信号经 Q4 放大推动喇叭发出优美的门铃音乐声。电路原理图如下:

四、组装过程

1. 焊接技巧

(1)材料:松香、焊锡。焊接时最常用的焊料是焊锡。松香焊剂是一种可靠的焊剂,它在电路维修和电子制作中应用广泛。(2)工具:电烙铁 (3)注意:防止虚焊漏焊 (4)方法:元件处理(清点元件,并对元器件的相关数值进行测量,标注)(5)焊接元器件时按器件的大小,由小到大、由低到高,焊接时要控制焊接温度和时间。

2.元件识别 :

(1)电阻 色环标注法使用最多,现举例如下:代号:R ,单位 : 1M Ω =1000K Ω =1000000Ω。没有极性。 四色环电阻 ,五色环电阻(精密电阻)

颜色 银色 金色 黑色 棕色 红色 橙色 黄色 绿色 蓝色 紫色 灰色 白色

有效数字 / / 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

倍数 x0.01 x0.1 0 x10 x100 x1000 x10000 x100000 x1000000 x10000000 x100000000 x1000000000

允许偏差 ±10 ±5 / ±1 ±2 / / ±0.5 ±0.2 ±0.1 / /

(2)电容 代号:C。 电容分直标法、色标法和数标法 3 种。 电容的基本单位用法拉(F)表示,其它单位还有:毫法(mF)、微法(uF)、纳法(nF)、皮法(pF)。没有极性,没有数字标示。 单位:1UF=1000NF=1000000 PF。

(3)电感,排阻 代号:L。如:L6 表示编号为 6 的电感。 电感线圈是将绝缘的导线在绝缘的骨架上绕一定的圈数制成。直流可通过线圈,直流电 阻就是导线本身的电阻,压降很小;当交流信号通过线圈时,线圈两端将会产生自感电动势, 自感电动势的方向与外加电压的方向相反,阻碍交流的通过,所以电感的特性是通直流阻交 流,频率越高,线圈阻抗越大。电感在电路中可与电容组成振荡电路。电感一般有直标法和

色标法,色标法与电阻类似。如:棕、黑、金、金表示 1uH(误差 5%)的电感。 电感的基本单位为:亨(H) 换算单位有:1H=103mH=106uH。

(4)排阻 排阻——代号:RN。最常见为 8PIN。

(5)极性元件识别:

二极管:二极管的识别,小功率二极管的 N 极(负极) ,在二极管外表大多采用一种色 圈标出来,有些二极管也用二极管专用符号来表示 P 极(正极)或 N 极(负极) ,也有采用 符号标志为“P” “N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别, 、 长脚为正,短脚为负。 三级管:晶体三极管(简称三极管)是内部含有 2 个 PN 结,并且具有放大能力的特殊 器件。其中三极分别为基极、集电极、发射极。它分 NPN 型和 PNP 型两种类型,这两种类 型的三极管从工作特性上可互相弥补,所谓 OTL 电路中的对管就是由 PNP 型和 NPN 型配对 使用。电话机中常用的 PNP 型三极管有:A92、9015 等型号;NPN 型三极管有:A42、9014、 9018、9013、9012 等型号。 电解电容:代号:E/C;极性:本体上标有“+”“-”字样。一般黑色记号边为负极。

3.实施焊接

(1)焊接之前应先将被焊工件加热可融化温度, 为了便于热传导, 烙铁头上沾上少许焊料, 同时要掌握好烙铁头的角度。尽可能增加与被焊工件的接触面积。 (2)当焊接点达到适当温度时,利用焊料由低温到高温流动特点,焊料应填充在焊点上距 电烙铁加热部位最远的地方。切忌直接接触烙铁头来熔化焊料,将焊料简单的堆附在焊接 点上。这样做有可能掩盖了因被焊工件温度不够或氧化严重而造成的虚、假焊。有些导线 和元件看上去较光亮,实际上表面仍有一层氧化层,直接焊上后形成焊锡包住引脚,看上 去是一个封闭的焊点,也很可能形成虚焊。 (3)在焊接点上的焊料熔化后,应将仅靠在焊接点上的烙铁头根据焊接点的形状移动,以使熔化的焊料在助焊剂的帮助下充分浸润被焊工

件表面,渗入被焊面的缝隙。 (4)在焊接时,有人习惯用烙铁头作为运载焊锡的工具,这是不正确的。因为手工焊接通 常是用有焊剂的焊料,若烙铁头先接触焊料,并作为运载工具,那么焊剂在高温下早就分解挥发,使焊接时已处于无焊剂状态,容易产生焊接缺陷。焊接时要一手拿烙铁,一手拿焊锡丝,边加热边提供焊料。 (5)如果停止填充焊料后仍继续加热,就会使已形成的焊料流淌,助焊剂完全挥发,从而 造成焊点面积太大、表面粗糙、拉尖,失去光泽;如果填充焊料时过早离开电烙铁,加热 时间太短,则温度不够,焊点不能充分浸润,造成松香焊,虚焊等不完全焊接。 (6)当烙铁离开焊点后,应让其自然冷却,严禁用嘴吹或其它强制冷却方法,以免发生焊 锡烫伤的危险或被焊物因外力而改变位置。 4.焊后处理 当焊接结束后,应检查有无漏焊、错焊(极性焊反) 、短路、虚焊等现象,清理 PCB板上的残留物如:锡渣、锡碎、元件脚等。

六、调试过程

发射调整:装上9v电池,用万用表测发射电流(电流表跨接再 s 两端) ,应在3到8mA间,若用手触摸 C2 两端时电流应大幅升高,说明已起振。 接收调整:装上电池,测量接收整机电流小于 lmA ,按下发射机开关 S 不放,将发射机放在待调的接收机附近,用无感起子微调 L2 如果调到某点,门铃发出声音,就说明接收机和发射机的频率大致相同;反之微调 L2 直到距离最远即可。

七、心得体会

遥控门铃是课程设计的第二个任务,之前已经掌握焊接的方法与技巧,虽然之前在书本里对设计中一些器件有了了解,但是当我知道要亲手制作遥控门铃时,心里还是有一点紧张。从老师手中接过所发的元器件,我先把电路板上的电路图认真看了一遍,然后开始焊接。课程设计中的困难不少,这次电路的元件很多,很密,比之前的话筒在难度上提高了不少,每焊一个元器件都要仔细观察不能焊错,尤其是集成电路,缺口

要与焊接面相对应,集成电路焊接时不能长时间烫热,否则很容易坏掉,完成焊接后,再三调试后,门铃终于响起,在门铃响起那一刹那,我内心的激动与成就感不是言语所能形容的。东西虽不是很贵重,但里面有我汗水的浇灌,我会好好珍惜自己的劳动成果。实践出真知。通过这次的课程设计,我受益匪浅,发现自己书本上的知识还不是很牢靠,而且书本上的知识绝不能少,尤其是在调试时,不能只对照别人的进行查错,主要是根据原理来一一排查,所以我会在以后的学习中好好掌握书本上的知识。


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