《傳感器技術(shù)應(yīng)用（雙色）》項(xiàng)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(xiàng)目二敲擊式電子門鈴制作任務(wù)1項(xiàng)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(dāng)有客人來訪時(shí)，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(huì)發(fā)出“叮咚”聲。2.1.1項(xiàng)目描述任務(wù)1項(xiàng)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(gè)敲擊式門鈴。2.1.2項(xiàng)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(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r(shí)，其內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上便產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷，當(dāng)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(shí)會(huì)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(jià)振動(dòng)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(cè)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(cè)量電路2.壓電元件的測(cè)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(bào)警裝置玻璃破碎報(bào)警裝置它利用壓電式傳感器對(duì)振動(dòng)敏感的特性來感知玻璃受撞擊和破碎時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)波。當(dāng)有人重?fù)舨Ａr(shí)，玻璃破碎發(fā)出幾千赫茲至幾十千赫茲的振動(dòng)，粘貼在玻璃上的高分子壓電薄膜傳感器感受到這一振動(dòng)，傳感器把振動(dòng)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(bào)警信號(hào)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警執(zhí)行機(jī)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(jì)受到振動(dòng)時(shí)，質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當(dāng)被測(cè)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于加速度計(jì)的固有頻率時(shí)，則力的變化與被測(cè)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(dāng)外加電場的頻率與彈性波在壓電體中傳播時(shí)的機(jī)械諧振頻率一致時(shí)，壓電體便進(jìn)入機(jī)械振動(dòng)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(shí)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(xiàng)目實(shí)施2.3.1框圖敲擊式門鈴由傳感器電路、延時(shí)電路、低頻放大電路和聲音輸出電路組成。任務(wù)3項(xiàng)目實(shí)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(dāng)在兩片電極上接通交流音頻信號(hào)時(shí)，壓電片會(huì)根據(jù)信號(hào)頻率發(fā)生震動(dòng)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(cè)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(xiàng)目實(shí)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(shí)電路和聲音輸出電路四部分組成。任務(wù)3項(xiàng)目實(shí)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(shí)別與檢測(cè)（1）根據(jù)元器件清單，清點(diǎn)組件；（2）識(shí)別色環(huán)電阻、記錄阻值，并使用萬用表對(duì)電阻進(jìn)行檢測(cè)；（3）使用萬用表對(duì)電容器、三極管進(jìn)行檢測(cè)；（4）識(shí)別集成電路NE555；（5）識(shí)別并檢測(cè)壓電陶瓷片和揚(yáng)聲器；任務(wù)3項(xiàng)目實(shí)施2.3.4敲擊式門鈴制作3．焊接組裝（1）焊接前準(zhǔn)備①按照工藝要求對(duì)元器件引腳進(jìn)行整形處理；②對(duì)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(shí)應(yīng)注意揚(yáng)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(diǎn)光亮，不能虛焊、連焊、錯(cuò)焊、漏焊、銅箔脫落，同時(shí)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(diǎn)高度0.5-1mm。任務(wù)3項(xiàng)目實(shí)施2.3.4敲擊式門鈴制作4．電路調(diào)試（1）調(diào)試準(zhǔn)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(biāo)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(fù)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(fù)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(yáng)聲器發(fā)聲，電路工作正常；③若敲擊壓電陶瓷片周圍，揚(yáng)聲器不發(fā)聲，請(qǐng)檢查電路，排除故障。（3）故障排除任務(wù)4項(xiàng)目考核考

核

內(nèi)

容為其他組相應(yīng)項(xiàng)目評(píng)分1、元器件檢測(cè)：對(duì)照清單正確清點(diǎn)檢測(cè)。(20分)2、電路板焊接：(1)元件布局合理，焊接正確；（30）(2)焊點(diǎn)圓、滑、亮。（