武汉理工大学电子电工实习.docx
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武汉理工大学电子电工实习
目录
1安全用电常识1
1.1安全用电的重要性1
1.2安全常识1
2常用仪表与工具2
2.1主要工具2
2.2主要仪器仪表及使用3
3手工焊接工艺4
3.1焊接原理4
3.2焊接工具及材料4
3.3焊接方法及步骤5
3.3.1新烙铁在使用前的处理方法6
3.3.2操作方法6
3.3.3操作步骤6
3.3.4焊接注意事项7
3.3.5焊接中常见错误与解决方案7
3.3.6焊接后的检查8
3.3.7焊点质量标准8
3.3.8拆除焊点的方法8
3.3.9电子元件焊接装配8
4常用电子元件的识别与测量9
4.1电阻器9
4.2二极管10
4.3三极管11
4.4电容12
4.5发光二极管LED13
4.6蜂鸣器13
4.7555芯片14
5555声光报警器的制作14
5.1报警器原理图14
5.2原理分析15
5.2.1电源模块15
5.2.2555振荡模块16
5.2.3声光报警模块16
5.3元件参数及检测17
5.4报警器手工布置设计图19
5.5产品调试与测试结果19
5.6成品展示20
6流水彩灯音乐盒的制作21
6.1流水灯电路原理21
6.2音乐播放22
6.3元件参数及检测22
6.4木质音乐盒的制作23
6.5产品展示24
6.6产品调试与检测25
7、居家电路的设计与安装25
7.1实习目的25
7.2实习内容25
7.3居家常用电工元器件26
7.3.1自动空气开关26
7.3.2白炽灯与灯座26
7.3.3电度表26
7.3.4开关插座27
7.4原理图及线路图27
7.5实物展示28
8实习心得29
1安全用电常识
1.1安全用电的重要性
在电子装焊调试中，要使用各种电子仪器设备，同时在居家电气设计项目中还要接触危险的高电压，如果不掌握必要的安全知识，操作中缺乏足够的警惕，就可能导致电子元器件的损坏，设备损耗以及人身安全的危险。
不慎触电甚至可直接导致人员伤残、死亡。
所以必须在了解触电对人体的危害和造成触电原因的基础上，掌握一些安全用电知识，做到防患未然。
安全用电知识即是关于如何预防用电事故及保障人身、设备安全的知识。
1.2安全常识
1安全电压：
安全电压是指人体不戴任何防护设备时,触及带电体不受电击或电伤，一般可以认为是36V。
2安全电流：
人体的安全电流：
男生≤9mA；女生≤6mA。
3绝缘电阻≥5MΩ
4触电的急救：
a.迅速处理。
触电后，1min内处理的90%可获救，6min开始救治，只有10%有良好效果，而12min后才开始救治者，救活的可能性极小。
b.抢救方法得当。
急救的第一步是使触电者迅速脱离电源，第二步是抓紧时间进行现场救护：
（1）第一步脱离电源中，注意两点：
①重要的是立刻切断电源，特别注意必须切断火线。
②注意使用绝缘物与带电体隔离，如木棍、竹竿、鞋子等。
（2）第二步的现场急救中，注意使触电者平躺，安静休息；严重者需要采取人工呼吸法与胸外心脏压挤法，切忌用冷水泼和打强心针。
5安全因素及安全防护接通电源前的检查：
任何新的或搬运过的以及自己不了解的用电设备，不要冒失地拿起插头就在电源上插，要记住“四查而后插”。
四查为：
一查电源线有无破损；
二查插头有无外漏或内部松动；
三查电源线插头两级有无短路，同外壳（如果设备是金属外壳）有无通路；
四查设备所需的电压值是否于供电电压相符。
6检修、调试电气、电子设备的注意事项：
（1）检修前，一定要了解检修对象的电气原理，特别是电源系统。
（2）不要以为断开电源开关就没有触电危险。
只有拔下插头，并对仪器内的高电压大容量电容器放电处理后，才是安全的。
（3）不要随便改动仪器设备的电源线。
实验室应使用空气开关并配备必要的漏电保护器；电气设备和大型仪器需接地良好，对线路老化等隐患要定期检查并及时排除。
（4）接线板不能直接放在地上，不得多个接线板串联。
（5）电源插座需固定；不使用损坏的电源插座；空调应有专门的插座。
（6）工作人员离开实验室或遇突然断电，应关闭电源，尤其要关闭加热电器的电源开关。
7洗手后或出汗潮湿后，不要带电作业，尽可能用单手操作。
2常用仪表与工具
2.1主要工具：
本次电子电工实习主要进行555声光报警器，音乐盒的制作及三相电机常用控制电路所用到的工具主要有：
（1）十字起，一字起：
主要用来拆卸、紧固各种螺钉及其他零件；
（2）剪刀：
主要用于剪去焊接后集成电路板上过长的引脚；
（3）斜口钳：
斜口钳主要用于剪切导线，元器件多余的引线，还常用来代替一般剪刀剪切绝缘套管、尼龙扎线卡等。
另外还有镊子等用于紧固和拆卸各种螺钉，安装或拆卸原件，如下图。
2.2主要仪器仪表及使用
本次实习使用的主要仪表为指针式万用表如图2.1
指针式万用表:
A功能：
主要用于测量直流电流、直流电压、交流电压以及各种电子元件的电阻等；
图2.1指针式万用表
B.万用表使用注意事项：
1、万用表使用应水平放置，测量前应注意调零,尤其是测电阻时每次换挡都必须重新调零。
2、在测电流、电压时，不能带电换量程
3、若不清楚待测元件的参数范围，选择量程时，要先选大的，后选小的，尽量使被测值接近于量程
4、测量时尽量单手操作。
5、测电阻时，不能带电测量。
因为测量电阻时，万用表由内部电池供电，如果带电测量则相当于接入一个额外的电源，可能损坏表头。
指针式万用表黑表笔为+，红表笔为-。
6、用毕，应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上。
7、注意在欧姆表改换量程时，需要进行欧姆调零，无需机械调零。
8、万用表长时间不用，应将电池拿下。
3手工焊接工艺
3.1焊接原理
锡焊技术采用以锡为主的锡合金材料作焊料,在一定温度下焊锡熔化,金属焊件与锡原子之间相互吸引、扩散、结合,形成浸润的结合层。
外表看来印刷板铜铂及元器件引线都是很光滑的,实际上它们的表面都有很多微小的凹凸间隙,熔流态的锡焊料借助于毛细管吸力沿焊件表面扩散,形成焊料与焊件的浸润,把元器件与印刷板牢固地粘合在一起,而且具有良好的导电性能。
锡焊接的条件是:
焊件表面应是清洁的,油垢、锈斑都会影响焊接；能被锡焊料润湿的金属才具有可焊性,对黄铜等表面易于生成氧化膜的材料,可以借助于助焊剂,先对焊件表面进行镀锡浸润后,再行焊接；要有适当的加热温度,使焊锡料具有一定的流动性,才可以达到焊牢的目的,但温度也不可过高，过高时容易形成氧化膜而影响焊接质量。
3.2焊接工具及材料
电烙铁是电子制作和电器维修必工具，主要用途是焊机元件及导线，按结构可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁，按功能可分为焊接用电烙铁和吸锡用电烙铁，根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。
内热式的电烙铁体积较小，而且价格便宜。
一般电子制作都用20W-30W的内热式电烙铁。
当然有一把50W的外热式电烙铁能够有备无患。
内热式的电烙铁发热效率较高，而且更换烙铁头也较方便。
新的电烙铁在使用前用锉刀锉一下烙铁的尖头，接通电源后等一会儿烙铁头的颜色会变，证明烙铁发热了，然后用焊锡丝放在烙铁尖头上镀上锡，使烙铁不易被氧化。
在使用中，应使烙铁头保持清洁，并保证烙铁的尖头上始终有焊锡。
图3.2.1电烙铁
图3.2.2烙铁架图3.2.3锡焊丝
3.3焊接方法及步骤
锡焊技术采用以锡为主的锡合金材料作焊料,在一定温度下焊锡熔化,金属焊件与锡原子之间相互吸引、扩散、结合,形成浸润的结合层。
外表看来印刷板铜铂及元器件引线都是很光滑的,实际上它们的表面都有很多微小的凹凸间隙,熔流态的锡焊料借助于毛细管吸力沿焊件表面扩散,形成焊料与焊件的浸润,把元器件与印刷板牢固地粘合在一起,而且具有良好的导电性能。
锡焊接的条件是:
焊件表面应是清洁的,油垢、锈斑都会影响焊接；能被锡焊料润湿的金属才具有可焊性,对黄铜等表面易于生成氧化膜的材料,可以借助于助焊剂,先对焊件表面进行镀锡浸润后,再行焊接；要有适当的加热温度,使焊锡料具有一定的流动性,才可以达到焊牢的目的,但温度也不可过高，过高时容易形成氧化膜而影响焊接质量。
3.3.1新烙铁在使用前的处理方法
i.新电烙铁在使用前先用砂纸、锉刀或砂轮讲将烙铁头的表面刮光或打磨。
ii.搪锡。
将电烙铁加热到可以融掉焊锡，但表面还没有被氧化的时候，很快的涂上松香，然后再烙铁头上均匀的沾上锡。
3.3.2操作方法
1.操作姿势：
手工操作时，应注意保持正确的姿势，：
挺胸端正直坐，切勿弯腰；由于距烙铁头20—30cm处的有害化学气体、烟尘的浓度较高，所以鼻尖至烙铁头尖端至少应保持20cm以上的距离，通常以40cm时为宜，以有利于健康和安全。
2.电烙铁拿法：
根据电烙铁大小的不同和焊接操作时的方向和工件不同，可将手持电烙铁的方法分为反握法、正握法和握笔法三种，如图3.3.1
图3.3.1电烙铁的握法
3.3.3操作步骤
五步施焊法：
一刮、二镀、三测、四焊如图3.3.3
Ø“刮”就是处理焊接对象的表面。
焊接前，应先进行被焊件表面的清洁工作，有氧化层的要刮去，有油污的要擦去。
Ø“镀”是指对被焊部位搪锡。
Ø“测”是指对搪过锡的元件进行检查，在电烙铁高温下是否变质。
Ø“焊”是指最后把测试合格的、已完成上述三个步骤的元器件焊到电路中去。
图3.3.3五步焊接法
注意：
焊接环境空气流动不宜过快。
切忌在风扇下焊接，以免影响焊接温度。
焊接过程中不能振动或移动工件，以免影响焊接质量。
3.3.4焊接注意事项
（1）焊接时间不能过长（必要时可以用镊子夹住被焊元器件,起到散热作用。
（2焊接时不能出现假焊或虚焊。
（3）注意不要将烙铁碰到导线等物品，将电烙铁电源线放在试验台右方。
（4）烙铁必须插在烙铁架中。
3.3.5焊接中常见错误与解决方案
1、错误：
焊点上加锡过多，焊锡没凝固前移动了元件。
解决方法：
焊锡丝只接触被加热了的焊盘，不要把焊锡丝涂在烙铁头上。
在焊锡凝固前不要去动。
2、错误：
虚焊
解决方法：
烙铁要加热整个焊盘，在焊接时不要“抖”，烙铁头不哎哟离开焊盘。
3、错误：
含铁角度不对
解决方法：
电烙铁45度快速压在焊盘上，不要加热太久，以免焊盘氧化后不沾锡。
3.3.6焊接后的检查
焊接后首先对照PCB图检查有没有短路.漏焊.错焊的焊点，用镊子把元件轻轻拉一拉，看有没有虚焊.假焊的现象。
如果没有短路.错焊.虚焊.假焊的点要进行对应处理。
对于漏焊的进行补焊，短路的要用吸锡器清除多余焊锡。
错焊、虚焊、假焊的都要查处后重新焊接，焊接后用斜口钳将多余的元件脚剪掉。
3.3.7焊点质量标准
1、焊接点要具有良好的导电性与强度：
即焊锡与被焊金属物表面要分子相互扩散形成合金层，才是良好的焊接，条件是要有助焊剂作用于被焊处，并有足够的焊接时间（约1—2秒，焊点越大时间越长）和焊接温度。
2、焊点焊锡量要适当：
过少则机械强度低，易造成虚焊或脱焊；过多则浪费焊锡，并易造成堆锡或包焊（掩盖焊接缺陷）。
焊点成30度左右的锥形并充满焊盘为焊锡量适当。
3、焊点呈锥形，焊锡要饱满，表面有光泽，光滑、清洁，无漏焊、虚焊、半边焊、连焊、毛刺、拉尖、气泡、针眼（针眼原因是焊点内部元件脚有焊接不良）、焦块及污垢等焊接不良现象。
4、打了铆钉的焊点除了有漏焊、虚焊等焊接不良现象外，焊点的高度只要能满孔可以不再追加焊锡，给铆钉孔加焊锡时焊接时间不能长，如时间太长熔化的焊锡会从孔中漏下去造成元件脚连焊。
3.3.8拆除焊点的方法
1、把电路板固定。
2、用镊子夹住元件。
3、用焊铁加热焊点。
4、趁焊锡融化是把元件从孔中拉出。
5、用开孔针或吸锡器去除焊盘孔中的残锡，为下次焊接做好准备。
3.3.9电子元件焊接装配
1、元件插装时标记和色码朝上，易于辨认。
2、有极性由极性标记方向决定插装方向。
3、插装顺序应先轻后重、先里后外、先低后高。
4、卧式插装：
卧式插装是将元器件紧贴印制电路板插装，元器件与印制电路板的间距应大于1mm。
卧式插装法元件的稳定性好、比较牢固、受振动时不易脱落。
5、立式插装：
立式插装的特点是密度较大、占用印制板的面积少、拆卸方便。
电容、三极管、DIP系列集成电路多采用这种方法。
图18焊接电子元件插装方式
4常用电子元件的识别与测量
4.1电阻器
电阻器是一种具有一定电阻值的电子元器件，习惯上也简称为电阻它在电路中的主要作用是控制电压、电流的大小，还可以与其它元件配合，组成耦合、滤波、反馈、补偿等各种不同功能的电路。
（a）实心碳质电阻器（b）线绕电阻器（c）碳膜电阻器（d）金属膜电阻器
图4.1.1电阻的种类
色环电阻标称值读法：
色标法是用颜色表示电阻的各种参数值，直接标志在电阻体上。
它主要适用于小功率电阻，特别是0.5W以下的碳膜电阻和金属膜电阻。
色标电阻的色带通常采用四色带、五色带表示。
色带不同，所表示的电阻参数也不相同。
四色带表示电阻的标称阻值（两位有效数字）和允许偏差，如图4.1.2（a）和所示。
五色带表示电阻的标称阻值（3位有效数字）和允许偏差，如图4.1.2（b）所示，各颜色所代表的数字如图4.1.3。
图4.1.2色环电阻色标
图4.1.3色环标识
4.2二极管
二极管具有单向导电性，可用于整流、检波、稳压、混频等电路。
二极管的外形和电路符号如图4.2.1所示
图4.2.1二极管
采用万用表对二极管进行简单测试：
单向导电性能的检测。
通常，正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。
正、反向电阻值相差越悬殊，说明二极管的单向导电特性越好。
若测得二极管的正、反向电阻值均接近0或阻值较小，则说明该二极管内部已击穿短路或漏电损坏若测得二极管的正、反向电阻值均为无穷大，则说明该二极管已开路损坏。
本次实习中使用的主要是单向二极管和发光二极管
4.3三极管
半导体也称为晶体三极管，最主要的功能是电流放大和开关作用。
三极管顾名思义具有三个电极。
二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。
其它的两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。
由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途。
三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观，有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型箭头所指的方向是电流方向。
采用万用表对半导体晶体管进行简单测试：
i.判别基极和管子的类型。
选用欧姆档的R
100（或R
1K）档，先用红表笔接一个管脚，黑表笔接另一个管脚，可测出两个电阻值，然后再用红表笔接另一个管脚，重复上述步骤，又测得一组电阻值，这样测3次，其中有一组两个阻值都很小的，对应测得这组值的红表笔接的为基极，且管子是PNP型的；反之，若用黑表笔接一个管脚，重复上述做法，若测得两个阻值都小，对应黑表笔为基极，且管子是NPN型的。
ii.判别集电极。
因为三极管发射极和集电极正确连接时β大（表针摆动幅度大），反接时β就小得多。
因此，先假设一个集电极，用欧姆档连接，（对NPN型管，发射极接黑表笔，集电极接红表笔）。
测量时，用手捏住基极和假设的集电极，两极不能接触，若指针摆动幅度大，而把两极对调后指针摆动小，则说明假设是正确的，从而确定集电极和发射极。
本次实习使用的是NPN型9013和PNP型8550三极管。
4.4电容
电容器是一种可以存储电荷的常用电子元件，其基本结构是在两个相互靠近的导体之间敷一层不导电的绝缘材料（介质）。
图4.4.1电容器的电路符号
在电路中的符号表示如图4.4.1
电容器在电路中具有隔断直流电、通过交流电的特点，因此，多用于电路级间耦合、滤波、去耦、旁路和信号调谐等方面，常用的电容如图4.4.2。
图4.4.2常用电容器外形
电容正负极识别：
通常小于1uF的电容没有积极性，大于1uF的电解电容外包装上又白色标记的一段为负极。
采用万用表对电解电容进行简单测试：
先用万用表的一个表笔将电解电容正负极两端短接，使之放电，放电完成后，将万用表调到1K欧姆档，然后将红黑表笔接在电容两端，如果指针偏转，并慢慢归零，则说明电容能正常充放电。
4.5发光二极管LED
发光二极管，如右图，在电路中可作指示灯或利用其工作电压基本固定的特性作为基准电源。
发光二极管有正触发与负触发之分，使用时要注意区分,。
4.6蜂鸣器
蜂鸣器如图4.6.1广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
；蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
图4.6.1蜂鸣器实物图
4.7555芯片
555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。
555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。
图4.7.1555芯片
1：
电源负极8：
电源正极
2：
低电平触发7：
放电端
3：
输出6：
阀值端
4：
低电平复位5：
控制端
5555声光报警器的制作
5.1报警器原理图
555声光报警器的电路原理图如图5.1
图5.1555声光报警器原理图
555声光报警器系统结构框图如图5.2
图5.2系统结构框图
5.2原理分析
5.2.1电源模块
如图5.2.1，是本电路中的电源模块，220V/9V变压器将市电220V，50Hz交流电降压到9V，通过整流桥得到直流如图5.2.2，利用电容的储能特性把脉动的直流波型修正为锯齿波如图5.2.3，在经过三端稳压片7805将直流电压稳定在6V
图5.2.2全波整流图5.2.3滤波后波形
图5.2.1电源模块
5.2.2555振荡模块
如图5.2.2，为555振荡模块，利用数字芯片NE555加上外部电阻电容构成充放电电路，通过改变R2,R3可以改变充放电时间常数，从而改变振荡频率，1,8脚为电源端，4为复位端，3为输出端。
5.2.3声光报警模块
如图5.2.3为声光报警模块，分三条支路，分别为电源指示灯支路，蜂鸣器报警支路，LED报警支路。
原理分析如下：
当输入为高电平时，LED1亮，VT19013发射结正偏，集电极反偏，正常放大，驱动蜂鸣器工作，此时三极管8550由于满足发射结正偏，三极管截止，LED2熄灭，LED3串上限流电阻接在电源两端，所以常亮；
当输入为低电平时，LED1熄灭，VT19013截止，蜂鸣器不工作，但VT28550满足发射结正偏，集电结反偏工作在放大区，驱动LED2使之点亮。
这样循环下去蜂鸣器便发出“滴滴”报警声，同时LED2以相同频率闪烁.
图5.2.3声光报警模块
5.3元件参数及检测
电阻
序号
位号
标称值（Ω）
允许误差
测量值（Ω）
实际误差
适用判断
1
R1
560
±5%
551
-1.6%
适用
2
R2
100
±5%
97
-3%
适用
3
R3
10K
±1%
9.9K
-1%
适用
4
R4
1K`
±1%
1.006K
0.%
适用
5
R5
10K
±1%
9.97K
-0.3%
适用
6
R6
1K
±1%
1.008K
0.8%
适用
7
R7
1K
±1%
1.004K
0.4%
适用
8
R8
1K
±1%
1.001K
0.1%
适用
电容
序号
位号
标称值
额定工作电压
有无击穿、漏电、失效
适用判断
1
C1
470uF
25v
无
适用
2
C2
100uF
25v
无
适用
3
C3
0.01uF
/
无
适用
二极管
序号
位号
型号
正向电阻（Ω）
反向电阻（Ω）
适用判断
1
D1
1N4007
7.5K
∞
适用
2
D2
1N4007
7.2K
∞
适用
3
D3
1N4007
7.5K
∞
适用
4
D4
1N4007
7.5K
∞
适用
三极管
序号
位号
型号
类型
BE正向电阻（Ω）
BE反向电阻（Ω）
BC正向电阻（Ω）
BC反向电阻（Ω）
1
VT1
9013
NPN
12.0K
∞
14.0K
∞
2
VT2
8550
PNP
13.0K
∞
13.0K
∞
变压器
序号
位号
初级电阻（Ω）
次级电阻（Ω）
初次级之间是否短路
适用判断
1
T1
1.437K
3.0
否
适用
555芯片
序号
位号
1脚功能
2脚功能
3脚功能
4脚功能
5脚功能
6脚功能
7脚功能
8脚功能
1
U2
电源负
触发端
输出端
复位端
控制端
阈值端
放电端
电源正
5.4报警器手工布置设计图
手工布置设计图
装配工艺次序：
电阻，二极管，555芯片座，瓷片电容，三极管，蜂鸣器，发光LED，三端稳压片7805，布线，装变压器
5.5产品调试与测试结果
次级线圈电压
滤波电压
稳压输出电压
振荡输出电压
9V
10V
7V-7.6V
0-6.8V
三极管
VT19013
0~0.7V
0
0.4-6.5V
VT28550
0~6.2V
0.6-6V
0
5.6成品展示
图5.6.1正面图
图5.6.2反面焊接图
6流水彩灯音乐盒的制作
6.1流水灯电路原理
电路有NE555，CD4017和10个LED组成流水灯电路，接通电源后，系统可以依次点亮每一盏LED灯。
电路框图如图7.1
图7.1.1电路框图
NE555构成一个定时器电路，原理图如图7.2，定时器的时钟周期由R5，R6和C8组成，时钟周期T=0.639（R5+2R6）C8
图7.1.2流水灯原理图
图7.2中的CD4017是十进制计数/分频器。
CD4017有10个输出端（O0～O9）和1个进位输出端～O5-9。
每输入10个计数脉冲，～O5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。
CD4017有3个输（MR、CP0和~CP1），MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出O0为高电平，其余输出端（O1～O9）均为低电平。
CP0和～CP1是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由～CP1端输入。
设置2个时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。
6.2音乐播放
音乐播放电路使用了集成的音乐芯片，该芯片把一首歌的音符对应产生的音乐频率烧写到内部，加上如图7.2中所需要的元件，即可驱动扬声器发响。
图7.2音乐播放
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