电子百拼2012教学

全国青少年电子制作锦标赛全国青少年电子制作锦标赛组委会李玲全国青少年电子制作锦标赛全国青少年电子制作锦标赛是由国家体育总局、教育部、中国科协、全国妇联、共青团中央联合主办的一项全国性赛事，已被国家体育总局正式列入科技竞技体育运动项目。电子制作锦标赛电路创新简易机器人智能寻轨器遥控编码机器人电路创新现场制作制作赛行走赛制作赛行驶赛制作赛探雷赛科技创新全国青少年电子制作锦标赛竞赛内容电路创新制作竞赛两个项目：•一、电路创新设计竞赛•二、现场电子制作竞赛•一、电路创新设计赛•二、现场电子制作赛百拼电子世界是由国家体育总局航空无线电模型运动管理中心监制、全国青少年电子制作锦标赛唯一比赛专用器材。曾获中国专利技术博览会金奖、北京国际发明展览会银奖，是教育部“科学教育——开发儿童少年潜能研究”课题组指定产品。《百拼电子世界》是一种趣味学习机，也是一种教学用具。该器材已畅销全国各地，还出口欧、美及东南亚各国。拼装前准备《百拼电子世界》拼装图册安装底板透明、绝缘的安装底板上有等距离的凸桩子扣(10×7个)，用来固定元器件块和导线条。导线条由金属导电片和金属搭扣构成，用来完成电路中导线的功能。拼装中要根据电路布局的实际，选择合适长度的导线条，特别注意搭扣要紧扣到位，避免电路表面上看起来拼装正确，实际电路因为导线条接触不良而无法工作。导线条导线条有不同的长度，分别用W1、W2、W3等表示。如W2表示有2个子扣的导线条，W7表示有7个子扣的导线条，W1只有1个子扣，一般作为垫片使用。叶片电池盒一个电池盒可装两节5号电池，弹簧接电池标有负极的那一端，总电压为3伏特。电池夹的使用主要是要学会辨认正负极，千万不能用导线短路电池两端，较长时间不用的时候要把电池卸下以免漏液免腐蚀元件。灯泡灯泡是一种用电器，它能把电转换成光和热。电动机电动机也是一种用电器，电通过时能使电动机发生转动。当标有“+”号的一端接电池盒正极端时，电动机就按顺时针方向转动，当标有“+”号的一端接电池盒负极端时，电动机就按逆时针方向转动。喇叭话筒话筒又称传声器，一种电声器材，属传声器，是声电转换的换能器，通过声波作用到电声元件上产生电压，再转为电能。开关开关用于控制电路的开启和关闭。开关标识的“开”表示开通的位置，“关”表示断开位置。电路拼装前要处于断开位置，电路确认无误后才能接通开关。电子百拼中开关元件又称拨动开关，能保留拨动后的开关位置。电键也是开关的一种，但是电键靠手指用力按下接通触点，一旦松开电路就断开，许多触发电路都使用类似电键原理的开关。触摸板触摸板由两组相互交叉而绝缘的导电极片构成，平常呈绝缘状态，当手指或含杂质的水与极片接触的时候，就会呈现较低的电阻，对于某些电路相当于导通状态，起到开关作用，因此，又称触摸开关。干簧管干簧管是一种磁场控制的开关元件，常见的由两根弹性软磁导电材料互相靠近但不接触呈断路状态，当有外磁场存在时候，马上被磁化吸合到一起而导通，撤掉外磁场，则马上失去磁性在弹性作用下恢复原来的断开状态。发光二极管发光二极管是一种半导体二极管，具有单向导电特性。因此使用中一定要按照标注的极性接入电路，否则不会导通发光。发光二极管是半导体器件，承受的电流非常有限，通常在电路中要接保护电阻限制电流以防损坏。电阻电阻是一种对电路有阻碍作用的器件，在电路中起到分配电压和限制电流的作用。使用中，要根据电路要求选择指定阻值的电阻。电阻基本单位为“欧姆”，文字符号为“Ω”，大于1000Ω用KΩ表示：1KΩ=1000Ω。可变电阻可变电阻也叫电位器，按照制作材料份碳膜电位器和线绕电位器。在“百拼”中使用的是直滑式碳膜电位器，它是靠滑动杆在碳膜上滑动来改变阻值，规格有47K和5.1K两种。光敏电阻光敏电阻能够随着光线的强度变化而变化，通常是光线越强阻值越小。电容电容，是能够存储容纳电能的元件，根据制作方法分为无极性电容和极性电容两大类。极性电容要注意区分正负极否则在电路中将不能正常工作。电容的基本单位是“法拉”，文字符号是“F”因为取值太大，通常使用更小的“微法”（μF）和“皮法”（pF）。1F=1000000μF1μF=1000000pF。电容的使用也要按照电路指定要求选用合适容量器件，否则不能正常工作。可变电容电容可以根据需要改变容量，这种电容就是可变电容，在收音机中得到普遍应用。三极管三极管是一种控制元件，具有三个电极，分别叫基极b、发射极e和集电极c。能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。天线线圈集成电路电路符号以《红绿发光二极管》电路为例。、、分别代表第一层、第二层和第三层。W2表示一根W2的导线条安装在第二层，100Ω表示一只100Ω的电阻安装在第一层。《红绿发光二极管》电路《红绿发光二极管》电路第一层：电池组、100Ω电阻、绿发光二极管、开关《红绿发光二极管》电路第二层：W2导线条4个《红绿发光二极管》电路第3层：红发光二极管《电容器的充放电》电路《小型可调闪光灯》电路《小型可调闪光灯》电路交叉不相连接的导线交叉不相连接的导线交叉相连接的导线《音量可调收音机》电路按黑白拼装图拼装电路按电路图拼装电路按图拼装的要点•1、看懂电路图，选用正确的元件；•2、拼装要平整，同一元件各连接点必须在同一层面上，不平整的地方用W1垫平；•3、有极性的元件不能接反；•4、电池盒一般放在第一层；•5、每个元件都是3个单位长度（与W3相同），底板宽度为6个单位长度，最多放3个元件块；•6、有交叉层的优先解决交叉层；•7、同一连接点上的导线可以任意拉长或缩短，要尽量少用导线；一、电路创新设计赛（一）、按图拼装例：完成下左图1所示调光灯电路的模拟实验，显示电路功能（合上开关，灯亮了，再调节电位器，就可以任意调节电灯亮度）。※什么是创新型竞赛题？电路创新设计竞赛中的创新型竞赛题，就是根据赛题要求在规定时间内(限时5分钟)正确快速地完成电路的修改、设计和创新，并用《百拼电子世界》完成电路实验，显示电路的功能。※创新型竞赛题的分类：A、修改型B、增补型C、设计型D、“翻译”型当然，分类不是绝对的，有些赛题可以说是混合型的。分类的目的是便于教学和训练。（二）创新型竞赛题（二）、创新型竞赛题示例A、修改型创新题修正电路的错误或根据要求改造电路，这种创新题叫修改型创新题。例〈1〉请你把右图进行改造，使它合上开关时，发光二极管和灯泡都会亮（可增减导线条，不允许增减元器件）。分析我们可以采取分段设计的办法来解决。〈2〉要想让发光二极管点亮，只要按下图—5设计即可。〈3〉只要把图—4的A、B段电路移到图—5的A、B两点间，合并成一个电路，则合上开关时，发光二极管和灯泡都亮，如图—6。〈1〉要想让2.5V灯泡点亮，只要按下图—4设计即可。例〈2〉把下图—1修改成PNP型单管调光灯（不增减元器件，导线条可自选）。完成电路实验，显示电路功能。分析〈1〉在下图—1中NPN型三极管的基极电流的方问是：电源正——100Ω——电位器——基极，100Ω电阻是基极限流电阻，而对于PNP型三极管来说，它的基极电流的方问是：基极——电位器——基极限流电阻（100Ω电阻）——电源负极。因此换用PNP型三极管后，100Ω电阻与1k电阻的置必须互换。〈2〉灯泡仍应接在三极管的集电极上。下图—2为参考答案。B、增补型创新题例〈1〉下图—1是一个由灯泡、干簧管和电扇组成的磁控变速电扇电路，请你在下图—1中的虚线框内，填补上合理的元器件。完成电路实验，显示电路功能。分析〈1〉根据题意，这两个虚线框内应分别是灯泡和电扇。〈2〉左边虚线框内的元件，在磁铁靠近干簧管时被短路，不可能是电扇，只能是灯泡。而且根据电源情况可以判定是2.5V的灯泡。〈3〉右上方的虚线框内一定是电扇了。下图—2为参考答案。C.设计型创新题例〈1〉给你3V电源、小电扇（电动机）、红色发光二极管一个、100Ω电阻一个、开关一个，导线若干，请你设计一个带有发光二极管指示的电扇电路。功能：合上开关，小电扇转动，有发光二极管作指示。完成电路实验，显示电路功能。D.翻译型创新题“翻译”型创新题就是把由印刷电路板上的元器件和“百拼”中的部分元器件组成的实物电路“翻译”成电路图，然后完成电路实验，并显示电路的功能（熟练后可不画电路图而直接完成电路实验）。例〈1〉右图是一个简单的串并联开关电路（功能：合上开关，只有红色发光二极管亮；再按住S1，红、绿发光二极管都亮；若按住S2，则只有灯泡亮；若同时按住S1、S2，仍只有灯泡亮）。完成电路实验，显示电路功能。分析〈1〉3V电源、开关、2.5V灯泡、电键S1、S2是“百拼”元器件，也是印刷电路板外围元器件，外围元器件的连接情况已经非常清楚了。应重点弄清印刷电路板上的元器件的连接情况，我们可以顺着电流的方向，逐个画出相关的元器件。〈2〉电流从B点开始，分两路进入印刷电路板，右边一路先通过红色发光二极管——100Ω——电源负极；左边一路先通过电键S1——绿色发光二极管——100Ω——电源负极。〈3〉根据〈2〉的情况可画出印刷电路板上元器件的局部连接电路图，如下图—1所示。〈4〉印刷电路板上元器件的局部连接电路图，跟外围元器件的电路合在一起，并加以整理，就可以得到下图—2所示参考答案善于将几种图融为一体A.修改型：右图所示电路，合上开关后，灯泡和红、绿发光二极管都不亮，请你在不增减元器件的条件下（导线条可自选），把电路修改成具有下述新功能的电路：合上开关，灯泡和红、绿发光二极管都点亮。创新题练习创新题练习B.增补型：右图是一复合管光控电灯电路，请你在每个虚线框内选择“百拼”中较合适的元器件，并完成电路实验，显示电路功能。创新题练习C.设计型给你3V电池组、开关、2.5V灯泡、红、绿发光二极管、高亮发光二极管、100Ω电阻各一个，电键两个，导线条若干，请你设计一个具有如下功能的电路：〈1〉合上开关，只有灯泡亮；〈2〉合上开关，再按下S1，只有灯泡和高亮度发光二极管亮；〈3〉合上开关，再按下S2，只有灯泡和红、绿发光二极管亮。创新题练习D.翻译型下图是一个印刷电路板和“百拼”元件组合而成的单管电扇电路，请你完成电路实验，显示电路功能。例2：三极管互补电机电路功能：合上开关K，再按下电键S1，红色发光二极管亮，电机不转。放开电键S1，按下电键S2，电机正常运转，红色发光二极管熄灭。交替切换电键S1、S2,可以控制电机的状态（停或转）,但S1、S2不能同时工作（这样会造成电源短路）。电路创新设计竞赛操作程序和评判规定（往届）（一）操作程序1、检录：参赛选手自带参赛证、竞赛专用器材《百拼电子世界》（包括加强包），按竞赛日程表规定的检录时间到检录室报到，未接受检录者作自动弃权论，已接受检录者不得擅自离开检录室，严禁将通讯工具带入检录室和赛场，违者取消该选手所属队全部竞赛成绩。2、入场：参赛选手在检录裁判的带领下按时进入相应的赛场，对号入座。打开参赛证和自带器材，接受赛场裁判的检查。3、宣讲：各赛场裁判组长宣讲竞赛注意事项，并进行安全教育。告知参赛选手：（1）、电路创新竞赛共2题，每题限时5分钟。（2）、第一题比赛前要保持所有元器件在原装盒子里的原位存放，下一题比赛开始时才能拆上一题所装的电路。（3）、每题比赛发令开始前，不得翻阅赛题。比赛中不得翻阅任何图册、或其他资料。4、分题：各赛场裁判根据发令裁判长的口令统一分发竞赛题，发放完毕，及时向发令裁判长报告。5、开赛：根据发令裁判长“比赛开始”口令的发布，各参赛选手开始进行电路创新竞赛，计时裁判开始计时。6、完成：参赛选手在完成赛题的电路创新和电路实验后，再进行必要的调整和调试，切断开关，并要用百拼套材盒盖罩住作品，就可以起立、报号、离座(站到走廊中)，完成这三个动作后，该选手的竞赛计时终止（精确到秒）。7、结束：每一赛题规定用时为5分钟，结束前30秒，发令裁判长会提示“还有30秒”。用时5分钟到后，会发出“时间到”的口令，此口令发出后尚未完成的，一律作超时论处，不计时，该题无成绩。8、评判：赛场判题裁判根据参赛选手的电路功能演示情况和《电路创新设计竞赛评判规则》来判定该题的对、错，并说明判