最新无线音乐门铃原理和pcb报告.docx
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最新无线音乐门铃原理和pcb报告
《项目设计》课程报告
无线遥控音乐门铃的设计与制作
题目:
无线音乐门铃
班级:
12通信工程
学号:
1217408000
姓名:
000
指导老师:
0000000000000
2015年5月15日
第一章无线音乐门铃的选题背景
1.1无线遥控音乐门铃的开发背景、目的和设计要求
背景
随着人们生活水平的提高和居住环境的改善,人们对住宅小区智能型的要求也日益迫切。
不管是在城市还是农村,现在的人们也越来越喜欢居住大房子,但因居住房间离大门口较远,来人敲门不容易听到,不仅尴尬,更重要的是经常耽误事。
为了满足需要,各种无线门铃应运而生,报警门铃,音乐门铃,感应门铃等。
随着社会的进步发展,无线遥控技术应用已经十分广泛。
无线门铃的使用已阔至乡村,其提供的方便可想而知。
目的和设计要求
1.设计目的:
能够熟悉无线音乐门铃的组成、工作原理,提高读整机电路图及电路板图的能力。
通过对无线音乐门铃的安装、焊接及调试,掌握无线音乐门铃的生产工艺流程,提高焊接工艺水平。
掌握电子元器件的识别及质量检验,学会故障判断及排除。
2.设计要求:
分析并读懂无线音乐门铃电路图,对照原理图看懂接线电路图。
认识电路图上的符号,并与实物相对照。
根据技术指标测试各元器件的主要参数,认真细心地安装焊接,按照技术要求进行调试。
1.2无线遥控音乐门铃的设计思路
无线遥控音乐门铃是利用电磁波的发射和接收,因此会有发射和接收电路。
发射板要先调制振荡产生方波信号,在经高频振荡产生正弦波的信号发射出去,接收板接信号以后,通过滤波、选频等电路选出接收的信号,在将其滤波、整形、放大,最后利用方波的高电平推动音乐芯片使得喇叭发声。
无线遥控音乐门铃设计流程:
调试振荡→→→→高频振荡→→→→发射信号→→→接收信号↓↓喇叭发声←←←推动音乐芯片←←←整形放大←←←选出信号
第二章无线遥控音乐门铃的工作原理
2.1TC4069UBP芯片简介
TC4069UBP是6反相器。
所谓反相器,就是么相器都有两端,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。
2.2发射器原理
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TC4069UBP和32.768KHz晶体完成,发射器开关按下时,反相器6和5及晶振、电阻等相关元件组成振荡发生器,产生32.768KHz低频信号。
1.调制振荡极
过程:
反相器6的13脚开始为低电平,12脚就是高电平,10脚也为高电平。
10脚的高电平经R2对晶体X1充电,充电电流经R2-X1-反相器4的9脚。
充电时间由X1决定,等效电容为200P,现在也经常用电容代替晶振产生振荡信号。
由于X1的充电,X1上的电压逐渐上升,下正上负,当升至反相器5的翻转电平时,12脚就由原来的高电平转为低电平,10脚也同时转为低电平。
X1开始放电,放电通路为X1-R2-反相器5的10脚。
放电后X1上的电位降低,到一定程度时13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,10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5的10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,此电路中的频率为32.768kHz。
上面的过程在电路实际工作时完成得极快。
2.放大
以上是反相器的5和6用于产生振荡信号,反相器的8脚输出后和其他反相器1、2、3并联使用,构成输出控制,能提供20-30mA的灌入电流,同时也使振荡信号放大。
反相器1、2、3的输出端由反相器的8脚输出端接在发射管Q1的发射极对Q1进行调幅,向外发射电磁波。
3.高频振荡级
Q1、L1、C3和6P电容组成高频振荡器,振荡频率由色环电感L1和C3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,再接在反相器的输出端就使输出受32.768KHz振荡信号调制,通过印刷电感发射信号。
按键每按一次就发射一次。
2.3接收器原理
1.接收信号
Q3、L2、C4、C16为超再生振荡接收器,超再生振荡电路具有自检波功能,可以从自然界中各种各样的波中检出此电路的电磁波。
L2为铜芯线圈,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L2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。
2.滤波
L1为色环电感,阻止高频信号通过,起到了滤波的作用。
C19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。
3.线性放大
检波、滤波后的调制信号在R14上产生压降,经R3、C7送入反相器4069进行线性放大,这由三个反相器1和2、3和4、5和6管脚完成。
并最终由6号管脚输出信号。
4.选频及整形放大
经三极管放大后的调制信号与发射端(低频32.768KHz)同频,X1在电路中起选频作用,同频率的信号能顺利通过,进一步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。
5.高频放大
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。
Q2的射极接地,集电极接到反相器13脚,由C8,D2,C12,R4和反相器4、5、6组成的电路进一步对信号放大。
最终由反相器8号脚输出信号。
6.声响电路
R21限流,C11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,由反相器8号脚输出来的信号送入到音乐芯片TQ33G中。
本电路采用TQ33G系列有三种声音可选择,双音叮咚,西敏寺,爱丽斯。
K1是乐曲选择开关,音乐信号经Q1放大推动喇叭发出优美的门铃音乐声。
第三章绘制电路图和印刷电路板
图3.1发射板电路图
图3.2接收板电路图
图3.3发射板PCB板
图3.4接收板PCB板
图3.5发射板的pcb板图
图3.6接收板的pcb板图
第四章PCB板的制作
一、PCB板的制作过程
1.打印底稿(喷墨/激光打印胶片,或使用光绘菲林)
2.曝光(太阳光30-180秒;紫外线灯4-5分钟)
3.显影(专用显像剂)
4.蚀刻(用热水化开的三氯化铁液体)
5.钻孔(小电钻)
以下是详细的制作方法及注意事项:
a、原稿制作(用菲林或硫酸纸)
把设计好的电路图用激光(喷墨)打印机以透明的菲林或半透明的硫酸纸打印出来。
注意事项:
1.未曝光部份会被显影剂除去从而露出铜面,而已曝光部分则会被固化。
所以打印原稿时应选择负片打印,即线路要保留的线条的地方是透明的,需要除去铜层的地方是不透明的。
2.线路部份如有透光破洞,请以油性黑笔修补。
3.稿面需保持清洁无污物。
b、曝光
首先去掉感光板的外包装,将打印好的胶片的打印面(碳粉面/墨水面)贴在蓝色感光膜面上,再以两块擦洗干净的玻璃一上一下紧压原稿及感光板,越紧密解析度越好。
玻璃板四周以夹子固定好,防止搬动、翻面时感光板与胶片发生位移。
此过程可以在一般室内环境光线条件下进行,不用担心室内环境光线会造成感光板曝光。
c、显影
1.调制显像剂:
显像剂:
水(1:
100),即1包20g的显影剂配2000毫升水,可显影约8片10x15cm单面感光板(。
显影液无毒无害,可以接触。
2.显像:
膜面朝上将感光板置于显影液中,以毛刷刷洗板面,直到需蚀刻部分露出光亮铜箔,轮廓清晰时即显像完成。
显影时显影液温度控制在33-37℃。
正常曝光的感光板,膜面有较强的附着力,能耐一般刮擦,但操作时也不要用金属物刮擦。
3.水洗:
4.干燥及检查:
为了确保膜面无任何损伤,最好能做到此步骤。
即利用吹风机吹干,短路处请用小刀刮净,断线处用油性笔等修补(这种情况多是由于胶片打印质量不佳或底稿脏污、玻璃面未处理干净引起的)。
注意事项:
1.用矿泉水瓶依比例先调制显像液,随时可倒出使用,但使用过的显像液不能倒回瓶内。
2.显像液越浓,显像速度越快,但过快会造成显像过度(覆膜全面地模糊缩小)。
过稀则显像很慢,易造成显像不足(最终造成蚀刻不完全)。
3.用过的显像液不要倒回。
用过的显像液在24小时后将逐渐自行分解,不会造成环境污染。
4.严防金属物划伤膜面。
d、蚀刻
三氯化铁蚀刻液具有一定的腐蚀性,使用中需注意不要沾到皮肤上。
如不慎入眼,请立即用大量清水冲洗并迅速就医。
一般500g的三氯化铁约调配1000毫升-1200毫升的水,尽量用热水化开,可以避免把细线条蚀刻断。
(1)专业知识限制1.蚀刻机:
用蚀刻机蚀刻时间-新药液约需要1.5~3分钟。
细线条小于0.5mm,必须使用蚀刻机。
2.水洗:
蚀刻完成后,将板从三氯化铁溶液中取出,使用清水将板两面冲洗干净。
(二)DIY手工艺品的“热卖化”3.干燥:
注意事项:
(3)心态问题1.小心勿伤及膜面。
2.将感光板放入蚀刻液内约2秒钟后拿出来检视,即可检查出显像结果成功与否。
年轻有活力是我们最大的本钱。
我们这个自己动手做的小店,就应该与时尚打交道,要有独特的新颖性,这正是我们年轻女孩的优势。
显像不足补救方法:
从蚀刻液中拿起感光板,此时非线路部分的铜箔应变为粉红色,如有些地方应变而未变则表示该处显像不足。
补救方法为:
用清水洗净后再放入显像液中再显像,然后再检视(显影时间应适当减少)。
3.显影后,残留的感光膜可用脱膜剂浸泡去除(此脱膜剂具强腐蚀性,使用中要更加小心)。
4.蚀刻液越浓越慢,太稀也慢。
(二)大学生对DIY手工艺品消费态度分析二、PCB制版过程中的问题、原因
1.在制作发射板时候PCB板曝光显影不清晰
原因:
1、油墨印的太薄或油墨的稀释剂加的太多2、预烤烤箱温度不稳定、时间太长或者闷板(即时间到了以后没有及时讲板出炉)3、曝光能量过高或曝光机能力均匀性不好4、底片的遮光率不够5、显影压力、速度、药水浓度不正确。
加拿大beadworks公司就是根据年轻女性要充分展现自己个性的需求,将世界各地的珠类饰品汇集于“碧芝自制饰品店”内,由消费者自选、自组、自制,这样就能在每个消费者亲手制作、充分发挥她们的艺术想像力的基础上,创作出作品,达到展现个性的效果。
2.蚀刻出来的板子有的地方导线断了,有的地方还没有腐蚀好
1、荣晓华、孙喜林《消费者行为学》东北财经大学出版社2003年2月原因:
1.蚀刻的时候没有改变板子与蚀刻液的接触位置,使其腐蚀不均匀。
2.蚀刻液有的时间多久。
3.手动打孔,打的空不均匀,有些空位置打的不对
原因:
主要人为原因
第五章心得总结
经过此次Altium Designer课程设计实习,基本达到了对Altium Designer软件有初步认识和熟悉,并掌握了使用Altium Designer软件进行电路图的设计和绘制的方法。
首次接触Altium Designer软件时,对各个元件的查找和对元件库的管理和添加是第一个难点,其次就是对于绘制原理图的一些细节把握还不够到位,比如在绘制原理图元件时要注意元件一般的尺寸大小,不能太大也不能太小了,还有元件管脚电气属性的设置的方法。
原理图的绘制完成后便是修改名称和添加元件库了。
这些基本方法都掌握后, 就可以绘制一些基本的原理图了, 绘制图形要注意元件的摆放和整体的布局,绘制的原理图要求美观,清晰。
绘制完原理图之后便是学习制作 PCB 的封装了。
元器件封装是Altium Designer较难也很关键的一步,制作 PCB 要以元件实物的型号和大小为依据,实物元件的种类繁多,所以要以具体情况具体要求来制作 PCB 封装。
PBC封装尺寸的大小更注重在管脚的距离上,管脚距离的大小决定了实物元件能否安装在电路板上。
要从原理图生成 PCB 就要保证每个元件都有对应的封装,不仅大小要对应,符号也要一一对应。
在上海,随着轨道交通的发展,地铁商铺应运而生,并且在重要商圈已经形成一定的气候,投资经营地铁商铺逐渐为一大热门。
在人民广场地下的迪美购物中心,有一家DIY自制饰品店--“碧芝自制饰品店”特别需要注意的是,当某个元件在库中找不到与之对应的封装号时,我们应该在库中自己绘制出其封装形式。
在这些步骤都完成后就可以从原理图生成 PCB 图了,当然刚开始做的时候错误是在所难免的,但通过自己的努力练习,并向老师和同学请教,找到错误的根源所在,及时改正,最终完成了设计任务。
当然,最后检查的时候,必须保证从原理图生成 PCB 时要保证每个元件都是正确的,保证每个元件都被导入了,而没有遗漏。
(1)价格低最后一步是布局和布线。
由于初学原因,采用的电脑自动布线。
在此期间,老师给我指出了诸多错误及不合理之处,所以,以后自己要多从手动布线方面多下功夫,不断提高自己的布线技巧。
300元以下□300~400元□400~500□500元以上□在实际制版的过程中我们也遇到很多这样那样的问题。
从刚开始的打印到最后的钻孔,在我们小组三人的合作之下还是完成了。
由于第一次做实物的原因,我们的作品存在这样那样的问题。
最后,通过此次课程设计,使我领悟到了学习掌握Altium Designer对于将来学习与工作的重要性,同时也使我认识到自己所学知识和操作技能的欠缺,在将来的学习中需要更加努力,不断学习,才能有所提高!