电子工艺实习报告 实用卫生间门控开关电路.docx

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电子工艺实习报告实用卫生间门控开关电路

电子工艺实习报告

题目：

实用卫生间门控开关电路

院系：

机械工程学院

班级：

姓名：

学号：

2009

指导老师：

日期：

2011年7月19号

目录

第一章元器件…………………………………………2

第一节CD4027………………………………………………2

第二节NE555…………………………………………………2

第三节9013三极管…………………………………………2

第四节三端稳压集成电路7805……………………………3

第五节电解电容………………………………………………3

第六节电容……………………………………………………4

第七节电位器…………………………………………………4

第八节发光二极管……………………………………………4

第二章焊接技术………………………………………5

第一节电烙铁的使用………………………………………5

第二节焊锡和助焊剂………………………………………5

第三节焊前处理……………………………………………6

第四节焊接技术应用………………………………………6

第三章电子电路………………………………………7

第一节电子电路原理…………………………………………7

第二节实际中遇到的问题……………………………………7

第三节调试时出现的问题以及解决方法……………………8

第四章体会……………………………………………8

附录………………………………………………………9

电路原理图…………………………………………………………9

手工布线图…………………………………………………………10

参考书籍…………………………………………………………10

电路PCB图………………………………………………………11

第一章元器件

第一节CD4027

J－K主从触发器的单片集成电路。

每个触发器分别提供了J、K、置位、复位、时钟输入和经过缓冲的Q及Q输出信号。

此器件可用作移位寄存器，且通过将Q输出连接到数据输入，可用作计数器和触发器。

在时钟上升沿触发时，加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。

置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。

CD4027提供了14引线多层陶瓷双列直插（D）、熔封陶瓷双列直插（J）、塑料双列直插（P）和陶瓷片状载体（C）4种封装形式。

第二节NE555

NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。

第三节9013三极管

9013是一种NPN型硅小功率的三极管它是非常常见的晶体三极管，在收音机以及各种放大电路中经常看到它，应用范围很广,它是NPN型小功率三极管。

也可用作开关三极管。

从左往右依次为发射极、基极、集电极

第四节三端稳压集成电路7805

电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的78××系列和负电压输出的79××系列。

顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。

它的样子象是普通的三极管，TO-220的标准封装，也有9013样子的TO-92封装。

用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。

该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。

　因为三端固定集成稳压电路的使用方便，电子制作中经常采用。

第五节电解电容

电解电容是电容的一种，金属箔为正极（铝或钽），与正极紧贴金属的氧化膜（氧化铝或五氧化二钽）是电介质，阴极由导电材料、电解质（电解质可以是液体或固体）和其他材料共同组成，因电解质是阴极的主要部分，电解电容因此而得名。

同时电解电容正负不可接错。

电解电容器通常是由金属箔（铝/钽）作为正电极，金属箔的绝缘氧化层（氧化铝/钽五氧化物）作为电介质，电解电容器以其正电极的不同分为铝电解电容器和钽电解电容器。

铝电解电容器的负电极由浸过电解质液（液态电解质）的薄纸/薄膜或电解质聚合物构成；钽电解电容器的负电极通常采用二氧化锰。

由于均以电解质作为负电极（注意和电介质区分），电解电容器因而得名。

第六节电容

电容（或称电容量）是表征电容器容纳电荷本领的物理量。

把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。

电容器从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质，它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。

主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。

第七节电位器

电位器是可变电阻器的一种。

通常是由电阻体与转动或滑动系统组成，即靠一个动触点在电阻体上移动，获得部分电压输出。

一、电位器的作用

调节电压（含直流电压与信号电压）和电流的大小。

二、电位器的结构特点

电位器的电阻体有两个固定端，通过手动调节转轴或滑柄，改变动触点在电阻体上的位置，则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变了电压与电流的大小。

第八节发光二极管

发光二极管简称为LED。

由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。

在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。

磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。

它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。

发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。

当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。

不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。

当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。

常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。

LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。

消耗能量较同光效的白炽灯减少80%。

适用性很小，每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。

第二章焊接技术

第一节电烙铁的使用

新烙铁使用前，应用细砂纸将烙铁头打光亮，通电烧热，蘸上松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝，使烙铁头上均匀地镀上一层锡。

这样做，可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。

旧的烙铁头如严重氧化而发黑，可用钢挫挫去表层氧化物，使其露出金属光泽后，重新镀锡，才能使用。

电烙铁要用220V交流电源，使用时要特别注意安全。

应认真做到以下几点：

电烙铁插头最好使用三极插头。

要使外壳妥善接地。

使用前，应认真检查电源插头、电源线有无损坏。

并检查烙铁头是否松动。

电烙铁使用中，不能用力敲击。

要防止跌落。

烙铁头上焊锡过多时，可用布擦掉。

不可乱甩，以防烫伤他人。

焊接过程中，烙铁不能到处乱放。

不焊时，应放在烙铁架上。

注意电源线不可搭在烙铁头上，以防烫坏绝缘层而发生事故。

使用结束后，应及时切断电源，拔下电源插头。

冷却后，再将电烙铁收回工具箱。

第二节焊锡和助焊剂

焊接时，还需要焊锡和助焊剂。

焊锡：

焊接电子元件，一般采用有松香芯的焊锡丝。

这种焊锡丝，熔点较低，而且内含松香助焊剂，使用极为方便。

助焊剂：

常用的助焊剂是松香或松香水（将松香溶于酒精中）。

使用助焊剂，可以帮助清除金属表面的氧化物，利于焊接，又可保护烙铁头。

焊接较大元件或导线时，也可采用焊锡膏。

但它有一定腐蚀性，焊接后应及时清除残留物。

第三节焊前处理

焊接前，应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理。

一、清除焊接部位的氧化层

可用断锯条制成小刀。

刮去金属引线表面的氧化层，使引脚露出金属光泽。

印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后，涂上一层松香酒精溶液。

二、元件镀锡

在刮净的引线上镀锡。

可将引线蘸一下松香酒精溶液后，将带锡的热烙铁头压在引线上，并转动引线。

即可使引线均匀地镀上一层很薄的锡层。

导线焊接前，应将绝缘外皮剥去，再经过上面两项处理，才能正式焊接。

若是多股金属丝的导线，打光后应先拧在一起，然后再镀锡。

第四节焊接技术应用

一、焊接方法

（1）右手持电烙铁。

左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。

焊接前，电烙铁要充分预热。

烙铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。

（2）将烙铁头刃面紧贴在焊点处。

电烙铁与水平面大约成60℃角。

以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。

烙铁头在焊点处停留的时间控制在2～3秒钟。

（3）抬开烙铁头。

左手仍持元件不动。

待焊点处的锡冷却凝固后，才可松开左手。

（4）用镊子转动引线，确认不松动，然后可用偏口钳剪去多余的引线。

二、焊接质量

焊接时，要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。

要保证焊接质量。

焊接电路板时，一定要控制好时间。

太长，电路板将被烧焦，或造成铜箔脱落。

从电路板上拆卸元件时，可将电烙铁头贴在焊点上，待焊点上的锡熔化后，将元件拔出。

第三章电子电路

第一节电子电路原理

SA为常开型干簧继电器。

当卫生间的门关闭时，在磁铁磁力的作用下，SA处于闭合状态。

接通电源后，220V交流电经变压器降压，VD3～VD6整流、C6滤波，由IC3稳压，向电路提供10V的稳定电压。

该电压经C2、R2构成的微分电路，在R2上产生正脉冲电压，使CD4027构成的双稳态电路复位，1脚输出低电平作用的结果使三极管V1发射极输出低电平，可控硅SR1不导通，照明灯不亮。

同时IC11脚的低电平及IC2的3脚的低电平同时加到或门的二个输入端，因此或门输出低电平，可控硅SR2载止，排风扇不转。

此时SA虽然处于闭合状态，但IC1的3脚一直处于高电平，双稳态不能被触发，电路处于稳定的静止状态。

当有人使用卫生间时，只要门一拉开，磁铁离开SA，SA因失去磁力而恢复到常开状态，在下拉电阻R1的作用下，IC1的3脚呈低电平。

当合上门时，SA闭合，有一高电平加到IC1的3脚，使双稳态电路IC1翻转，其输出端1脚由低电平变为高电平，V1的发射极输出高电平，经R4限流使可控硅SR1导通，照明灯亮；同时IC1的1脚的高电平加到或门VD1的正极，V2发射极输出高电平，经R6限流SR2导通，排风扇运行。

这一稳定状态一直保持不变。

当使用完卫生间时，门再次离开门框，SA又恢复到常开位置。

IC1的3脚又处于低电平，但IC1的3脚无正脉冲触发，电路状态保持不变。

当人离开而闭合卫生间门时，SA闭合，IC1的3脚又受到高电平的作用，双稳态发生翻转。

IC1的1脚由高电平跳变到低电平，V1发射极输出低电平，可控硅SR1关断，照明灯熄灭。

IC1的1脚跳变的电平经C3触发单稳态IC2，其3脚输出高电平加到或门VD2的正端，V2仍输出高电平。

此时可控硅SR2仍导通，排风扇继续运行。

当延时结束时，IC2的3脚输出低电平，此时VD1、VD2的正极均为低电平，V2发射极输出低电平SR2关断，排风扇停止运行，电路回到初始原稳定状态，全过程结束。

第二节实际中遇到的问题

一、焊接的注意问题

先焊线，再焊元器件。

这样可以先将电路图大致的位置固定下来，如果遇到问题也可以即使更正。

在焊接导线时，要注意导线与导线之间不可以交叉。

要注意横平竖直，这样既美观，也不容易出差错。

在焊接时要找准位置，不可以错位，否则会影响整个电路功能的实现。

在焊接时，要严格按照焊接技巧，否则会出现虚焊等焊接缺陷，影响整个电路功能的实现，使电路无法正常工作。

二、元器件焊接注意问题

元器件的管脚部位没有塑料的包裹，所以要注意不能与其他导线接触，否则会出现短路等问题。

而且有些元器件管脚较短，在焊接时应该小心。

要将CD4047和NE555的芯片安装在IC插座上，不能直接焊接在电路板上。

而且在安装和拆卸时，要注意不能用力过猛，否则容易扎到手，也容易弄断芯片的管脚。

三、调试时出现的问题以及解决方法

当开始调试时，发现电路没有任何反应，于是就用万用表进行检查，发现有几条导线没有连通，于是检查焊点，发现焊点出现了焊接缺陷。

于是用电烙铁重新焊接，使电路导通。

但导通后调试还是实现不了功能，于是检查电路。

发现PCB图没有任何问题，问题出现在焊接时，有焊点错位，导致电位器没有正确连入电路，导致电路功能无法实现。

于是用吸焊枪将焊点去除，重新定位后焊接，并用万用表进行检测，确保焊点是有效的。

第四章体会

通过这次实习，我学会了很多东西。

首先对PCB图的制作有了了解。

绘画电路图的技巧也有了提高。

明白了在实际电路制作中，导线之间不可以交叉，而且导线应该横平竖直。

通过实习，也学会了如何焊接电路。

对电路板的焊接有了了解。

在焊接小板时候，虽然焊接的很辛苦，但掌握了焊接技巧，在后面的焊接电路板时候充分进行的发挥和应用。

也了解到电路板不可以经常用手去摸或者是遇水，否则电路板上的铜片容易被氧化。

在实习中，将《电子技术A》这门课中学到的知识都进行了应用，更加深刻理解了书中的知识。

而且也明白了，很多元件虽然学习时觉得抽象，但在实际生活中却有着广泛的应用。

通过实习，我更加深刻体会了要谨慎，小心的对待电路问题，一个细小的错误都会导致一整个电路出问题。

所以在以后的学习中要避免这些问题。

总之，通过电子工艺实习学会了很多书本中无法学到的一些知识。

获益匪浅。

附录

电路原理图

手工布线图

参考书籍

[1]《电子综合性实习教程》.西南交通大学出版社.王英主编.2009

[2]《电子技术基础》.机械工业出版社.李春茂主编.2008