北邮电子工艺实习报告机器狗210064申宇飞.docx
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北邮电子工艺实习报告机器狗210064申宇飞
北京邮电大学实习报告
实习名称
电子工艺实习
学院
信息与通信工程学院
学生姓名
申宇飞
班级
2012211103
学号
2012210064
实习时间
9月1日到9月7日
实习地点
学九301教室
实
习
内
容
一、掌握电烙铁的正确使用方法、基本的焊接技术和万用表等常用电子仪表的使用方法；了解常用电子元器件的性能特点、命名、识别及其安装方法。
了解和掌握表面贴装工艺（SMT）的基本知识、工艺流程以及各种常用的EDA工具。
二、掌握机器狗的工作原理，学会识别电路原理图与印刷图；学会半导体二极管、电解电容等有极性元件正负极性的区分，色环（四色或五色）电阻、电感标称数值的读取等，并进一步熟练焊接技术。
三、了解并初步掌握一般电子产品的生产制作、调试与装配的基本技能与方法。
四、整机调试与验收，写实习总结报告。
学生
实习
总结
（附页，不少于2000字）
见附页
实
习
成
绩
评
定
遵照实习大纲并根据以下三方面按百分制综合评定成绩：
1、思想品德、实习态度、实习纪律等
2、技术业务考核、笔试、口试、实际操作等
3、实习报告、分析问题、解决问题的能力
实习评语:
实习成绩:
指导教师签名：
实习单位公章
年月日
1.焊接工艺
1.1焊接工艺的基本知识
焊接是使金属连接的一种方法。
它利用加热或者加压，在两种金属的接触面，通过焊接材料的原子或者分子的互相溶解与扩散作用，使两种金属形成一种永久的牢固结合。
焊接的过程有浸润，扩散，冷却凝固三个阶段的变换
焊接工艺是指焊接过程中的一整套技术规定，包括焊接方法，焊前准备，焊接材料，焊接设备，焊接顺序，焊接操作，工艺参数以及焊接热处理等等
1.2焊接工具、焊料、焊剂的类别与作用
本次实习采用手工焊接的方法对印制板进行焊接。
主要焊接工具是烙铁、镊子、螺丝刀、钳子等，焊料主要是焊锡，焊剂主要是助焊剂和阻焊剂。
1）电烙铁的作用是加热焊料和被焊接金属，形成焊点。
按加热方式可以分成内热式电烙铁，外热式电烙铁等。
焊接材料分为焊料和焊剂，当然，电烙铁烩容量端温度要与焊料的熔点相适应。
要恰当，而且顶
2）焊料是焊接时用于填充到焊缝，堆焊层中的易熔金属材料。
包括焊丝，焊条等。
焊料分为软焊料和硬焊料两种。
锡中加人一定比例的铅和少量其它金属可制成熔点低、流劢性好、对元件和导线的附着力强、机械强度高、导电性好、丌易氧化、抗腐蚀性好、焊点光亮美观的焊料，一般称焊锡。
3）焊剂是指焊接时能够熔化成熔渣或气体，对熔化金属起保护盒冶金物理化学作用的一种物质。
主要是助焊剂和阻焊剂。
一般分为酸性焊剂和碱性焊剂，使用时一定要秉承适量原则。
焊接工具及材料
作用
焊接工具
烙铁
焊接主要工具，用于熔化焊锡
螺丝刀
拆装机器狗
镊子
焊接时夹持焊锡
钳子
剪裁导线或焊锡等
焊接材料
焊锡
固定焊脚，电路板和器件电气连接
助焊剂
加速焊锡融化，去除氧化膜
阻焊剂
板上和板层间的绝缘材料
1.3焊接方法
（1）本实习主要采用手工焊接，采用五步法，当然实际熟练后可不必完全遵循。
1、准备：
清洁被焊元件处的积尘及油污等杂质，让电烙铁头可以触到被焊元器件的焊锡，避免烙铁头伸向焊接处时烫坏其他元器件。
一手拿焊丝，一手拿烙铁，做好随时焊接的准备。
2、预热：
烙铁尖先放到焊接处，稍微立起可让焊点更容易饱满光滑，注意烙铁尖同时接触焊盘和元件引线，把热量传送到焊接对象上。
3、送焊锡：
焊盘和引线被融化的助焊剂浸湿，除去附着在其表面的氧化层，焊料在焊盘和引线连接处呈光滑的圆锥状，形成理想的无缺焊、虚焊的焊点。
4、移焊锡：
当焊锡丝融化到足够量的时候，迅速移开焊锡丝，小心焊锡不要滴落。
5、完成：
当焊料流动覆盖焊接点，迅速移开电烙铁，避免烙铁对焊点的形状造成影响，出现虚焊。
若所焊部位焊锡过多，可将烙铁头上的焊锡刮掉，注意不要烫伤皮肤，也不要用力甩，避免烫伤他人，用光烙锡头"沾"些焊锡出来。
若焊点焊锡过少、不圆滑时，可以用电烙铁头"蘸"些焊锡对焊点进行补焊。
5、检查焊点：
看焊点是否圆润、光亮、可靠，是否有与周围元器件连焊的现象，检查是否有虚焊现象。
（2）手工焊接对焊点的要求是：
·电连接性能好，有良好导电性；
·有足够的机械强度，保证被焊件受振动或冲击时不脱落、松动；
·光滑圆润清洁，表面有良好光泽。
（3）对元器件焊接要求：
1、电阻器焊接：
按图将电阻器准确装人规定位置。
要求标记向上，字向一致。
装完同一种规格后再装另一种规格，尽量使电阻器的高低一致。
焊完后将露在印制电路板表面多余引脚齐根剪去。
2、电容器焊接：
将电容器按图装人规定位置，并注意有极性电容器其“＋”与“－”极不能接错，电容器上的标记方向要易看可见。
先装玻璃釉电容器、有机介质电容器、瓷介电容器，最后装电解电容器。
3、二极管的焊接：
二极管焊接要注意以下几点：
第一，注意阳极阴极的极性，不能装错；第二，型号标记要易看可见；第三，焊接立式二极管时，对最短引线焊接时间不能超过2S 。
4、三极管焊接：
注意e 、b 、c 三引线位置插接正确；焊接时间尽可能短，焊接时用镊子夹住引线脚，以利散热。
焊接大功率三极管时，若需加装散热片，应将接触面平整、打磨光滑后再紧固，若要求加垫绝缘薄膜时，切勿忘记加薄膜。
管脚与电路板上需连接时，要用塑料导线。
4、集成电路焊接：
首先按图纸要求，检查型号、引脚位置是否符合要求。
焊接时先焊边沿的二只引脚，以使其定位，然后再从左到右自上而下逐个焊接。
对于电容器、二极管、三极管露在印制电路板面上多余引脚均需齐根剪去。
（4）焊接质量不高的原因：
1、焊锡用量不当。
过多，形成焊点的锡堆积，容易导致短路；焊锡过少，不足以包裹焊点，出现虚焊。
2、冷焊。
焊接时烙铁温度过低或加热时间不足，焊锡未完全熔化、浸润、焊锡表面不光滑，还会容易出现杂质和裂缝。
3、焊锡连桥。
指焊锡量过多，造成元器件的焊点之间短路。
严重时可能会烧毁电路。
4、焊剂过量，焊点明围松香残渣或油滴很多。
当少量松香残留时，可以用电烙铁再轻轻加热一下，让松香挥发掉。
5、焊点表面的焊锡有尖锐的部分。
这大多是由于加热温度不足或焊剂过少，或者烙铁离开焊点时角度不当造成的。
（5）拆焊方法
普通元器件的拆焊：
可以用铜编织线进行拆焊或用吸锡电烙铁拆焊。
2.原理图设计与仿真
2.1Multisim仿真电路
2.2电路仿真波形
3.印制板设计
3.1电路原理图
3.2机器狗的印制板图
4.机器狗的焊接、安装及调试
4.1机器狗的基本工作原理
（1）老师讲解的机器狗整体思路
（2）细化后的电路原理
（3）总体原理分析
机器狗电路可以分成四部分：
1第一部分是LM555以及R6，C2,C5组成的单稳态触发器。
利用555构成的单稳态触发器，在三种不同的控制方法下，均给以低电平触发，促使电机转动，从而达到机器狗停走的目的，但都只是持续一段时间就停下了，再任意满足其中一个条件就又继续行走。
555定时器的功能主要由两个比较器C1和C2决定，比较器的参考电压由分压器提供。
单稳态触发器平时总是处于一种稳定状态，在外来低电平作用下，它能翻转成新状态。
但这种状态是不稳定的。
只能维持一段时间，所以称为暂态。
具体的来说就是，若触发输入电压施加在555的2脚电压小等于1/3Vcc，触发器发生翻转，电路进入暂态，3脚输出高电平。
此后电源通过电阻R6向电容C5充电，当Vc5上升到2/3Vcc是，触发器复位，3脚输出低电平，电路恢复稳态。
单稳态触发器特点：
1、两个工作状态：
稳态和暂稳态
2、在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间后，在自动返回稳态。
3、暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度幅度无关。
2第二部分是LED发光管，红外线接受管和干簧管组成的光和磁传感器。
光控磁控电路比较简单，红外接收管或干簧管被触发的时候，将光信号、磁信号转变为电信号，使得LM555单稳态电路2脚由高电平跳变为低电平，触发器状态翻转，3脚输出高电平，电动机开始工作，机器狗便开始行走了，同时行走的时间将延长到单稳态触发器的延时时间。
若光信号、磁信号延续，使得光敏接收管和干簧管连续不断地受到光信号、磁信号的作用，则IC1的2脚会不断得到触发，且3脚持续输出高电平，这时该电路将一直驱动电机M1工作，机器狗会持续行走，直到光信号或磁信号消失为止。
3第三部分是，麦克以及Q1,Q1组成的声控触发器。
声控电路比较复杂，当没有声音时，麦克呈高阻抗，Q1，Q2均截止，Q2的集电极为高电平，555的2脚输入高电平，处于稳态，3脚输出低电平，电机不工作。
当有声音时，麦克电阻变得很小。
此时，Q1的基极上而导通，经过两级放大，555的2脚输入从高电平跳变为低电平，状态翻转为暂态，2脚输出高电平，电动机开始工作。
同时D2被导通，将直接加到Q3的基极上，Q3被导通，Q2被截止，IC1的2脚输入由低电平跳为高电平。
单稳态触发电路又处于稳态。
4第四部分是Q4，Q5以及电机驱动电路。
这部分电路完全受到控制电路的控制，在接通的情况下驱动电机使机器狗行走和摇头。
4.2元器件的识别与测试
（1）电容
①电容的分类:
⏹电容按照极性分类:
一般分为有极性电容和无极性电容;
⏹电容按照封装分类:
一般分为插件电容和贴片电容;
⏹电容按照材质分类:
一般分为铝电解\陶瓷电容\涤纶电容\钽电容\聚酯薄膜电容等;
在ＰＣＢ板上，电容一般用字母Ｃ来表示（如Ｃ１）
在电路中电容的标识：
——||——
②电解电容属于有极性电容,插件时应该注意区分正负极;
正负极的区分:
在未剪脚之前,可以清楚的按引脚的长度区分,脚长的一端为正极,脚短的一端为负极;在剪腿之后,可以看外观区分,电容包装上面白色标‘－’号的一端为负极
3其他无极性电容无正负极差别，注意上面的容值标识即可。
（2）电阻
1电阻的分类:
电阻是一种无极性元件，一般按照以下方式分类：
●从封装分类：
可分为插件电阻和贴片电阻；
●从材质分类：
可分为碳膜电阻／水泥电阻等
●从功率分类：
可分为大功率和小功率．（1/8W,1/4W,1/2W,1W,2W,5W,10W）
●按功能分类可为﹕普通电阻﹑热敏电阻﹑压敏电阻﹑光敏电阻﹑可变电阻（电位器）等等﹒
在ＰＣＢ板上，电阻一般用字母Ｒ表示，（如Ｒ２１）
在电路中电阻的标识：
颜色
棕
红
橙
黄
绿
蓝
紫
灰
白
黑
金
银
数字
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0.1
0.01
误差
±%
1
2
/
/
0.5
0.2
0.1
/
/
/
5
10
注：
误差色环如没有颜色则误差范围为20%
2五环电阻
第一条色环：
阻值的第一位数字；
第二条色环：
阻值的第二位数字；
第三条色环：
阻值的第三位数字；
第四条色环：
阻值乘数的10的幂次数；
第五条色环：
误差（常见是棕色，误差为1%）
（可见，四色环电阻误差为5-10%，五色环常为1%，精度提高了）
电阻色环图
（3）二极管
1分类
二极管是一种有极性元件，一般分为普通二极管﹑稳压二极管﹑发光二极管﹑光敏二极管等﹒
在ＰＣＢ板上，用字母Ｄ和ＺＤ表示
在电路中的符号：
②二极管的极性区分：
在管体上有白圈（黑圈或蓝圈）的一端，是负极。
（4）三极管
①三极管，是一种有极性元件，它有三个脚，分别为：
基极（Ｂ），集电极（Ｃ），发射极（Ｅ），在ＰＣＢ板上一般用字母Ｑ表示，如Ｑ１１．
2三极管的插件极性区分：
在管体上有弧度的一端，对应ＰＣＢ板丝印弧度垂直插入．
（5）光敏三极管
1正负极区分：
长管脚为E极，具有光敏特性，注意在机器狗实验中该管脚接PCB板的V-端。
2光敏三极管有放大作用，当遇到光照，C、E两极导通。
（6）干簧管
无正负极区别，由一对磁性材料制造的弹性舌簧组成，密封于玻璃管中，舌簧端面互叠留有一条细间隙,触点镀有一层贵金属，使开关具有稳定的特性和延长使用寿命。
当恒磁铁或线圈产生的磁场施加于开关上时,开关两个舌簧磁化，若生成的磁场吸引力克服了舌簧的弹性产生的阻力，舌簧被吸引力作用接触导通，即电路闭合。
一旦磁场力消除，舌簧因弹力作用又重新分开。
（7）驻极体麦克风
有线连接外壳的一端为负极，是将感应到的声音或振动转化为电信号，外围负，用屏蔽线焊接。
4.3机器狗的焊接
名称
代表字符
名称
代表字符
名称
代表字符
电动机
M
麦克风（声控）
S
红外接收（光控）
I
电源
V
干簧管（磁控）
R
①电动机：
打开机壳，电动机（黑色）已固定在机壳底部。
电动机负极与电池负极有一根连线，改装电路，将连在电池负极的一端焊下来，改接至线路板的“电动机－”（M－），由电动机正端引一根线J1到印制板上的“电动机＋”（M＋）。
音乐芯片连接在电池负极的那一端改接至电动机的负极，使其在狗行走的时候才发出叫声。
②电源：
由电池负极引一根线J2到印制板上的“电源－”（V－）。
“电源＋”（V＋）与“电机＋”（M＋）相连，不用单独再接。
③磁控：
由印制板上的“磁控＋、－”（R＋、R－）引两根线J3、J4，分别搭焊在干簧管（磁敏传感器）两腿，放在狗后部，应贴紧机壳，便于控制。
干簧管没有极性。
④红外接收管（白色）：
由印制板上的“光控＋、－”（I＋、I－）引两根线J5、J6搭焊到红外接收管的两个管腿上，其中一条管腿套上热缩管，以免短路，导致打开开关后狗一直走个不停。
红外接收管放在狗眼睛的一侧并固定住。
应注意的是：
红外接收管的长腿应接在“I－”上。
⑤声控部分：
屏蔽线两头脱线，一端分正负（中间为正，外围为负）焊到印制板上的S＋、S－；另一端分别贴焊在麦克风（声敏传感器）的两个焊点上，但要注意极性，且麦克易损坏，焊接时间不要过长。
焊接完后麦克安在狗前胸。
⑥通电前检查元器件焊接及连线是否有误，以免造成短路，烧毁电机发生危险。
尤其注意在装入电池前测量“电源－”（V－）。
“电源＋”间是否短路，并注意电池极性。
4.4机器狗的组装
①干簧管放在狗后部，贴紧机壳，便于磁感应
②红外接收管通过钻孔放在狗胸前，便于感受光照
③麦克的放置要靠近上部，避免电机的噪声影响麦克风
完成了上述步骤后，不能先通电，应先检查元器件焊接及连线是否有误，以免造成短路。
检测通过之后，方可进行封装。
4.5机器狗的调试
组装好后，到老师那边拿电池装入机器狗进行测试。
分别以为声音，光，和磁铁进行测试，均有“走——停”过程，则机器狗测试通过。
如果测试不通过，则回去检查电路连线，看哪里导线连接的错位和器件极性倒置，找出问题的，改正然后再测试
5.实习的总结与心得体会
这门电子工艺实习的课程任务是做一个具有声控、磁控、光控功能的机器狗玩具。
其实我一听到时要做这个任务时就很高兴，因为正好可以给几个侄子送礼物，不过做的过程中也确实充满了老师所说的趣味性。
它不同于以往的理论学习的呆板，充满了动手实践的挑战性和乐趣，仿真、焊接、机器狗的拆卸与组装都别有一番趣味。
在第一堂课中，我们通过老师讲解了解到了现代制版技术、SMT的基础知识、工业化生产流程。
然后就开始做练习版的焊接，由于上个学期在做扩音机电路实验时，就对焊接有所接触，所以在焊接了几个点之后就可以比较熟练的焊接了，但是以前没有注意过虚焊这个问题，通过焊接板的练习，发现有时候还是会发生虚焊的现象。
而接下来的Multisim仿真应该是最为简单的，毕竟这是一个我们接触过的软件，一会儿就完成了电路图的绘制，并仿真成功。
第三天使用protel99SE设计PCB板。
这个感觉是这次实习最难得部分，因为以前没有接触过这个软件，借助了老师提供的参考资料，用的老师做好的虚拟机，也参考了一部分网上的资料，还是比较顺利地完成了任务。
感觉里面的手动布局有些繁琐，而自动布局的结果又不太美观。
最后一天的安排是机器狗的焊接。
我对电阻的色环识别完全忘记了，第一步就先通过个数的不同排除了几个电阻，可是剩下三组都是两个的电阻，所以只好通过向同学请教，学会了如何通过色环分辨电阻阻值，顺利完成了这一步。
以后我会强化自己在元件识别方面的能力。
组装过程我按照说明书上面的讲解，一步一步的焊接，完成了安装，但是发现狗不走，检查了好几次，才发现有一根电动机的线焊错了位置，改正后，狗才正常行走。
总之，通过这次的实习，我初步了解了电子工艺的知识，并学会了protel软件的使用，同时提高了自己的动手实践能力。
但是也注意到，自己的细心程度有待提高，如果仔细读说明书，实习会完成的更为顺畅，而且这次实习过程中出现问题的同学，都是线焊错了位置或者器件的方向有问题，所以在电子工艺实习中，细心是极为重要的。
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