電子工藝實(shí)習(xí)機(jī)器貓

1、北京郵電大學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告實(shí)習(xí)名稱電子工藝實(shí)習(xí)學(xué) 院信息與通信工程學(xué)院學(xué)生姓名班 級(jí)學(xué) 號(hào)實(shí)習(xí)時(shí)間實(shí)習(xí)地點(diǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容一、 掌握電烙鐵的正確使用方法、基本的焊接技術(shù)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(diǎn)、命名、識(shí)別及其安裝方法。了解和掌握表面貼裝工藝（SMT）的基本知識(shí)、工藝流程以及各種常用的EDA工具。二、 掌握機(jī)器貓的工作原理，學(xué)會(huì)識(shí)別電路原理圖與印刷圖；學(xué)會(huì)半導(dǎo)體二極管、電解電容等有極性元件正負(fù)極性的區(qū)分，色環(huán)（四色或五色）電阻、電感標(biāo)稱數(shù)值的讀取等，并進(jìn)一步熟練焊接技術(shù)。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。四、 整機(jī)調(diào)試與驗(yàn)收，寫實(shí)習(xí)總

2、結(jié)報(bào)告。學(xué)生實(shí)習(xí)總結(jié)（附頁，不少于2000字）見附頁實(shí)習(xí)成績?cè)u(píng)定遵照實(shí)習(xí)大綱并根據(jù)以下三方面按百分制綜合評(píng)定成績：1、思想品德、實(shí)習(xí)態(tài)度、實(shí)習(xí)紀(jì)律等2、技術(shù)業(yè)務(wù)考核、筆試、口試、實(shí)際操作等3、實(shí)習(xí)報(bào)告、分析問題、解決問題的能力實(shí)習(xí)評(píng)語:實(shí)習(xí)成績:指導(dǎo)教師簽名： 實(shí)習(xí)單位公章年 月 日北京郵電大學(xué)電子工藝實(shí)習(xí)報(bào)告附頁1. 焊接工藝1.1 焊接工藝的基本知識(shí) 焊接是使金屬連接的一種方法。它利用加熱手段，在兩種金屬的接觸面，通過高溫條件下焊接材料的原子或分子的相互擴(kuò)散作用，使兩種金屬間形成永結(jié)牢固的結(jié)合面而結(jié)合成整體。焊接的過程有浸潤、擴(kuò)散、冷卻凝固三個(gè)階段的變化。 焊接工藝是指焊接過程中的一整套技

3、術(shù)規(guī)定。包括焊接方法、焊前準(zhǔn)備、焊接材料、焊接設(shè)備、焊接順序、焊接操作、工藝參數(shù)以及焊后熱處理等。 壓力 基本焊接法 釬焊 電子束焊 電渣 融化 氣焊 手工電弧焊 激光 埋弧焊 電弧 氣體保護(hù)焊 等離子弧焊1.2 焊接工具、焊料、焊劑的類別與作用1.2.1類別 焊接工具：烙鐵、鑷子、螺絲刀、鉗子等。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(shí)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(diǎn)較低，質(zhì)軟，也叫焊镴，如焊錫；硬焊料熔點(diǎn)較高，質(zhì)硬，如銅鋅合金。本次實(shí)習(xí)使用的焊料為焊錫（

4、鉛錫合金）。 焊劑是指焊接時(shí)，能夠熔化形成熔渣和（或）氣體，對(duì)熔化金屬起保護(hù)和冶金物理化學(xué)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(kuò)散劑、溶劑四部分組成。一般可劃分為酸性焊劑和堿性焊可劃分為酸性焊劑和堿性焊劑兩種劑兩種。1.2.2作用材料項(xiàng)目作用焊接工具電烙鐵焊接主要工具，用于熔化焊錫電烙鐵架放置電烙鐵螺絲刀拆裝機(jī)器貓上的螺絲鑷子焊接時(shí)夾持焊錫，刮掉烙鐵上的氧化層鉗子剪裁導(dǎo)線或焊錫等焊料焊錫（錫鉛合金）固定焊腳，電路板和器件電氣連接焊劑助焊劑（松香）加速焊錫融化，去除氧化膜，防止氧化等阻焊劑（光固樹脂）板上和板層間的絕緣材料1.3 焊接方法1.3.1過程： 1.3.2

5、原件插放方式： 1.3.3手工焊接方法：1. 準(zhǔn)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(shí)不要施壓；3. 熔化焊料，焊錫絲從烙鐵對(duì)面接觸焊件，將焊絲至于焊點(diǎn)，是焊料融化并潤濕焊點(diǎn)；4. 移開焊錫，當(dāng)融化的焊料在焊點(diǎn)上堆積一定量后，移開錫絲；5. 移開烙鐵，當(dāng)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?fàn)顟B(tài)。1.3.4常見的焊接錯(cuò)誤： 1.3.5拆焊技術(shù)： 1.3.6焊接技巧：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

6、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555集成芯片、三極管、二極管、電解電容等，此類元件不可承受長時(shí)間的高溫。故在焊接這類元件時(shí)每個(gè)引腳焊接時(shí)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(shí)仔細(xì)認(rèn)真，不要焊錯(cuò)元件；6. 焊后處理：剪去多余引線，避免發(fā)生短路；檢查焊點(diǎn)，看是否有虛焊、橋接等現(xiàn)象。2. 原理圖設(shè)計(jì)與仿真2.1 Multisim仿真電路 2.2 電路仿真波形3. 印制板設(shè)計(jì)3.1 電路原理圖3.2 機(jī)器貓的印制

7、板圖4. 機(jī)器貓的焊接、安裝及調(diào)試4.1 機(jī)器貓的基本工作原理機(jī)器貓核心部件主要由聲控檢測電路、光控檢測電路、磁控檢測電路、觸發(fā)電路、單穩(wěn)態(tài)電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和開關(guān)等組成。聲控、光控、磁控檢測電路分別主要由麥克風(fēng)、光敏三極管（紅外接收管）、干簧管構(gòu)成，可將聲信號(hào)、光信號(hào)、磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，以此作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)后，信號(hào)經(jīng)功放單路放大后驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)機(jī)器貓運(yùn)動(dòng)。4.1.1 555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路仿真圖：基本原理：555定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器C1和C2決定，比較器的參考電壓由分壓器提供，在電源和地之間加VCC電壓，并讓VM懸空時(shí)，上比較器C1的參考電壓

8、為2/3VCC，下比較器C2為1/3VCC。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路平時(shí)總是處于一種穩(wěn)定狀態(tài)，在外來觸發(fā)信號(hào)的作用下，它能翻轉(zhuǎn)成新的狀態(tài)。但這種狀態(tài)是不穩(wěn)定的，只能維持一定時(shí)間，因而稱之為暫穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束后，電路能自動(dòng)回到原來狀態(tài)，從而輸出一個(gè)矩形脈沖，由于這種電路只有一種穩(wěn)定狀態(tài)，稱之為“單穩(wěn)電路”。它的暫態(tài)時(shí)間的長短由電路本身的耦合元件RC決定。工作波形單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路 4.1.2 聲敏傳感的兩級(jí)放大電路仿真圖：基本原理：當(dāng)檢測到聲音信號(hào)，K1閉合，通過C1直接耦合到Q1的基極上而導(dǎo)通，并且反向， 再通過C3直接耦合到Q2的基極，即兩級(jí)放大，與通過R10的電壓疊加變成高電平， Q2導(dǎo)通，使得ICI

9、等元件組成的單穩(wěn)態(tài)電路2腳輸入從高電平跳變?yōu)榈碗娖剑琁C1 被觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，3腳輸出高電平，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)開始工作，機(jī)器貓便開始行走了，同時(shí)行 走的時(shí)間將延長到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的延時(shí)時(shí)間。當(dāng)再次接受到聲音信號(hào)時(shí)，機(jī)器貓會(huì) 再次工作且依舊一段時(shí)間后結(jié)束。4.1.3 磁敏傳感和光敏傳感電路仿真圖：基本原理：光敏三極管或干簧管接收到信號(hào)時(shí)，K2或K3閉合，它們可將光信號(hào)、磁信號(hào)轉(zhuǎn)變 為電信號(hào)，使得IC1等元件組成的單穩(wěn)態(tài)電路2腳由高電平跳變?yōu)榈碗娖?，從而IC1 被觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，3腳輸出高電平，電動(dòng)機(jī)開始工作，機(jī)器貓便開始行走了，同時(shí)行走的 時(shí)間將延長到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的延時(shí)時(shí)間。當(dāng)再次接受到光信號(hào)或者磁信號(hào)時(shí)，機(jī)器 貓

10、會(huì)再次工作且依舊一段時(shí)間后結(jié)束。4.1.4 功率放大電路仿真圖：基本原理：將前一級(jí)的輸入信號(hào)功率放大，驅(qū)動(dòng)后面發(fā)動(dòng)機(jī)來使機(jī)器貓正常工作。4.1.5 反饋回路仿真圖：基本原理：當(dāng)IC1的3腳輸出高電平可以帶動(dòng)電機(jī)工作的同時(shí)，D2被導(dǎo)通，將直接加到Q3的 基極上，Q3被導(dǎo)通，進(jìn)而Q2被截止，IC1的2腳輸入由低電平跳為高電平，3腳輸 出低電平，不能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，IC1處于復(fù)位狀態(tài)。該電路的功能為反饋，使貓不能一 直行走，一段時(shí)間就停下了。4.2 元器件的識(shí)別與測試元器件名稱元器件的識(shí)別 元器件的測試電阻本次所用電阻為五色環(huán)電阻，按照棕紅橙黃綠藍(lán)紫灰白黑從19,0的順序，前三位為有效阻值，第四位為有效

11、位數(shù)，第五位為允許偏差（皆為1%），讀數(shù)識(shí)別二極管正向?qū)?，反向截止。極性標(biāo)志是否正確（注：有色環(huán)的一邊為負(fù)極）三極管判斷極性及類型： 8050、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(gè)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(dāng)遇到光照時(shí)，C、E兩極導(dǎo)通。測量時(shí)紅表筆接C。干簧管（舌簧開關(guān)）由一對(duì)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(xì)間隙,觸點(diǎn)鍍有一層貴金屬，使開關(guān)具有穩(wěn)定的特性和延長使用壽命。當(dāng)恒磁鐵

12、或線圈產(chǎn)生的磁場施加于開關(guān)上時(shí),開關(guān)兩個(gè)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(dǎo)通，即電路閉合。一旦磁場力消除，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(fēng)（聲敏傳感器）是把外界勝場中的聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器。用萬用表電阻檔黑表筆接麥克風(fēng)正極，紅表筆接負(fù)極，吹一吹麥克風(fēng)，電阻應(yīng)有明顯變化，反接則電阻變化很小。連接駐極體話筒可以使用雙股電線，用屏蔽線能有效減小噪音。4.3 機(jī)器貓的焊接電 動(dòng) 機(jī)名 稱代表字符名 稱代表字符名 稱代表字符電動(dòng)機(jī)M麥克風(fēng)（聲控）S紅外接收（光控）I電 源V干簧管（磁控）R1. 電動(dòng)機(jī)：打開機(jī)殼，電動(dòng)

13、機(jī)（黑色）已固定在機(jī)殼底部。電動(dòng)機(jī)負(fù)極與電池負(fù)極有一根連線，改裝電路，將連在電池負(fù)極的一端焊下來，改接至線路板的“電動(dòng)機(jī)”（M），由電動(dòng)機(jī)正端引一根線J1到印制板上的“電動(dòng)機(jī)”（M）。音樂芯片連接在電池負(fù)極的那一端改接至電動(dòng)機(jī)的負(fù)極，使其在貓行走的時(shí)候才發(fā)出叫聲。2. 電源：由電池負(fù)極引一根線J2到印制板上的“電源”（V）。“電源”（V）與“電機(jī)”（M）相連，不用單獨(dú)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(yīng)貼緊機(jī)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、J

14、6搭焊到紅外接收管的兩個(gè)管腿上，其中一條管腿套上熱縮管，以免短路，導(dǎo)致打開開關(guān)后貓一直走個(gè)不停。紅外接收管放在貓眼睛的一側(cè)并固定住。應(yīng)注意的是：紅外接收管的長腿應(yīng)接在“I”上。5. 聲控部分：屏蔽線兩頭脫線，一端分正負(fù)（中間為正，外圍為負(fù)）焊到印制板上的S、S；另一端分別貼焊在麥克風(fēng)（聲敏傳感器）的兩個(gè)焊點(diǎn)上，但要注意極性，且麥克易損壞，焊接時(shí)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(jī)發(fā)生危險(xiǎn)。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(jī)器貓的組裝1.將干簧管在貓后部，貼緊機(jī)殼，便于磁感應(yīng)；2.

15、接收管通過鉆孔放在貓胸前，便于感受光照；3.將麥克風(fēng)放置在緊貼機(jī)器貓的上部，使之不受發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的干擾，且可以方便的接受外部 的聲音信號(hào)；4. 簡單測試3項(xiàng)功能后后再組裝機(jī)殼，即：磁鐵靠近即走、光照即走、拍手即走，注意螺 釘不宜擰得過緊，以免塑料外殼損壞。裝好后，分別進(jìn)行聲控、光控、磁控測試、均有 “走停”過程即算合格。4.5 機(jī)器貓的調(diào)試1. 死貓現(xiàn)象：即出現(xiàn)開關(guān)打開后，貓既不走也不叫的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況的原因可能是PCB 板以及機(jī)器貓的焊接過程中出現(xiàn)斷路的情況。這時(shí)候要檢查電路是否正確，是否有漏焊、 虛焊等狀況，以及檢查焊接線是否牢固，然后更改錯(cuò)誤后繼續(xù)進(jìn)行測試。2. 瘋貓現(xiàn)象：即出現(xiàn)開關(guān)打

16、開后，貓一直叫無法停下的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況的原因可能是麥 克風(fēng)放置的位置距離發(fā)動(dòng)機(jī)距離過近，是麥克風(fēng)一直接受聲音信號(hào)，無限循環(huán)，導(dǎo)致“瘋 貓”現(xiàn)象，需要將麥克風(fēng)移至離發(fā)動(dòng)機(jī)較遠(yuǎn)的地方。3.檢查電路板的時(shí)候，注意檢查是否有短路的情況?？梢酝ㄟ^萬用表檢查有錯(cuò)誤的地方出現(xiàn) 等位點(diǎn)，即出現(xiàn)了短路。5. 實(shí)習(xí)的總結(jié)與心得體會(huì) 為期7天的小學(xué)期順利結(jié)束，本次電子工藝實(shí)習(xí)需要完成的機(jī)器貓的制作，通過本次實(shí)習(xí)，學(xué)會(huì)了很多東西，學(xué)會(huì)完成了一整套制作機(jī)器貓的流程，包括4大部分：焊接工藝學(xué)習(xí)、Multisim 10電子電路仿真、Protel 99 SE印制電路板設(shè)計(jì)仿真、機(jī)器貓的焊接制作。在本次的實(shí)習(xí)中，學(xué)會(huì)了如何

17、設(shè)計(jì)一個(gè)智能的機(jī)器貓，學(xué)會(huì)了如何設(shè)計(jì)電路以及如何將理論電路運(yùn)用到實(shí)際的工廠制作，學(xué)會(huì)了如何真正制作一個(gè)可以投入市場的成品，學(xué)會(huì)了如何運(yùn)用EDA軟件測試實(shí)際的電路的功能，鍛煉了自己思考問題的能力，鍛煉的動(dòng)手的能力，鍛煉了運(yùn)用軟件的能力，受益匪淺。 在第一天看到老師展示我們即將做的產(chǎn)品以及該機(jī)器貓的功能，看到后十分興奮，最興奮的是當(dāng)老師說做完后的機(jī)器貓成品留給自己，更加提高了我的興趣。第一項(xiàng)就是焊接練習(xí)板上的300多個(gè)焊點(diǎn)，前10個(gè)大概有點(diǎn)歪歪扭扭的，后來想到滴完焊錫后用手扶正原件，這樣焊接出來的焊點(diǎn)就很規(guī)整了，且線要盡量剪短，為了避免以后搭電路會(huì)出現(xiàn)短路的情況，細(xì)節(jié)會(huì)打敗成功。整體電路板焊的十分

18、工整，覺得前期熟練程度已經(jīng)達(dá)到。 第二項(xiàng)任務(wù)是使用MULTISIM10.0軟件繪制原理圖，這個(gè)軟件功能比較成熟，且比較好理解，在網(wǎng)上查閱了一些資料后就開始進(jìn)行畫圖，整體比較順利，有一些小細(xì)節(jié)：1、開關(guān)尋找的比較麻煩，最開始是在Basic->SWITCH里尋找，沒找到，最后在Electro_Mechanical->MOMENTARY_SWITCHES里找到相應(yīng)正確的元件。2、仿真圖最開始會(huì)有一個(gè)自動(dòng)的類似觸發(fā)開關(guān)形成的圖案，但是還有按動(dòng)任一一個(gè)開關(guān)就形成了，最終發(fā)現(xiàn)這個(gè)軟件很智能，自動(dòng)修正了一些參數(shù)，最終在Interactive Simulation Settings中的Initial conditions改為Automatically detemine initial conditions，使得電路圖正確。 第三項(xiàng)任務(wù)是Prote