北邮2014电子狗暑期实习报告

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班级学号实习时间实习地点学九301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北京邮电大学电子工艺实习报告附页11.焊接工艺1.1焊接工艺的基本知识焊接，也写作焊接或称熔接、镕接，是一种以加热方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。焊接透过下列三种途径达成接合的目的：加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助单独加热熔点较低的焊料，无需熔化工件本身，借焊料的毛细作用连接工件（如软钎焊、硬焊）在相当于或低于工件熔点的温度下辅以高压、叠合挤塑或振动等使两工件间相互渗透接合（如锻焊、固态焊接）依具体的焊接工艺，焊接可细分为气焊、电阻焊、电弧焊、感应焊接及激光焊接等其他特殊焊接。在本实验中，主要是PCB板的手工焊接。1.2焊接工具、焊料、焊剂的类别与作用1.2.1焊接工具如图1为手工焊接的基本工具示意图，主要工具和材料是烙铁、镊子、螺丝刀、钳子等。本实验采用的烙铁为外热式。1.2.2焊料（锡铅合金）是一种易熔金属，它能使元器件引线与印制电路板的连接点连接在一起。锡（Sn）是一种质地柔软、延展性大的银白色金属，熔点为232℃，在常温下化学性能稳定，不易氧化，不失金属光泽，抗大气腐蚀能力强。铅（Pb）是一种较软的浅青白色金属，熔点为327℃，高纯度的铅耐大气腐蚀能力强，化学稳定性好，但对人体有害。锡中加人一定比例的铅和少量其它金属可制成熔点低、流动性好、对元件和导线图1.手工焊接工具焊锡丝北京邮电大学电子工艺实习报告附页2的附着力强、机械强度高、导电性好、不易氧化、抗腐蚀性好、焊点光亮美观的焊料，一般称焊锡。焊锡按含锡量的多少可分为15种，按含锡量和杂质的化学成分分为S、A、B三个等级。手工焊接常用丝状焊锡。1.2.3焊剂助焊剂（松香）助焊剂一般可分为无机助焊剂、有机助焊剂和树脂助焊剂，能溶解去处金属表面的氧化物，并在焊接加热时包围金属的表面，使之和空气隔绝，防止金属在加热时氧化；可降低熔融焊锡的表面张力，有利于焊锡的湿润。阻焊剂（光固树脂）限制焊料只在需要的焊点上进行焊接，把不需要焊接的印制电路板的板面部分覆盖起来，保护面板使其在焊接时受到的热冲击小，不易起泡，同时还起到防止桥接、拉尖、短路、虚焊等情况。使用焊剂时，必须根据被焊件的面积大小和表面状态适量施用，用量过小则影响焊接质量，用量过多，焊剂残渣将会腐蚀元件或使电路板绝缘性能变差。1.3焊接方法实验主要是手工焊接，有图2所示的六项基本操作。其中元件的插放主要有卧式和立式两种方式，如图3所示。加热焊接推荐的是五步焊接法，如图4所示，实际熟练之后可不必完全遵循。可以按照如图5所示的焊接错误示意图检查焊点缺陷。图2.焊接的六个基本操作图3.元件插放的两种方式图4.加热焊接五步法北京邮电大学电子工艺实习报告附页3当焊接出现错误时，就需要用到拆焊技术，拆焊的主要步骤如图6所示。2.原理图设计与仿真2.1Multisim仿真电路图5.焊接的典型错误图示图6.拆焊的主要步骤图示北京邮电大学电子工艺实习报告附页42.2电路仿真波形3.印制板设计3.1电路原理图北京邮电大学电子工艺实习报告附页53.2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555构成的单稳态触发电路的工作原理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，在电源和地之间加VCC电压，并让VM悬空时，上比较器C1的参考电压为2/3VCC，下比较器C2为1/3VCC。北京邮电大学电子工艺实习报告附页6单稳态触发器电路平时（即触发信号未到来时，总是处于一种稳定状态，在外来触发信号的作用下，它能翻转成新的状态。但这种状态是不稳定的，只能维持一定时间，因而称之为暂稳态（简称暂态）。暂态时间结束，电路能自动回到原来状态，从而输出一个矩形脉冲，由于这种电路只有一种稳定状态，因而称之为“单稳态触发器”，简称“单稳电路”。单稳电路的暂态时间的长短wt，与外界触发脉冲无关，仅由电路本身的耦合元件RC决定。下图为单稳态触发电路及其工作波形：图a单稳态触发电路图b工作波形机器狗的基本工作原理总的来说，本玩具利用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,从而达到了机器狗停走的目的。即：拍手即走、光照即走、磁铁靠近即走，但都只是持续到一段时间后就会停下，在满足其中一条件时将继续行走。北京邮电大学电子工艺实习报告附页7声控工作原理平时，即声敏元件麦克风没有声音激发时，其导电率很低，且呈高阻抗，使得Q1反偏截止，电源通过R10加在Q2的基极上Q2截止，IC1的2脚输入高电平，处于复位状态，3脚输出低电平，电机不工作，机器狗保持静止状态。当声敏元件麦克风受到声音激发时，其内部会产生一系列电子密度的变化，使得麦克风电阻变得很小。这时，声波检测信号通过C1直接耦合到Q1的基极上而导通，并且反向，再通过C3直接耦合到Q2的基极，与通过R10的电压叠加变成高电平，Q2导通，使得ICI等元件组成的单稳态电路2脚输入从高电平跳变为低电平，IC1被触发翻转，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。当IC1的3脚输出高电平可以带动电机工作的同时，D2被导通，将直接加到Q3的基极上，Q3被导通，进而Q2被截止，IC1的2脚输入由低电平跳为高电平。IC1处于复位状态。由于声波的延续，使得声敏元件麦克风连续不断地受到声波的作用，则IC1的2脚会不断得到触发，3脚持续输出高电平，这时该电路将一直驱动电机工作，机器会持续行走，直到声波消失。光控、磁控工作原理当光敏三极管或干簧管被激发时，他们可以直接将光信号、磁信号转变为电信号，使得IC1等元件组成的单稳态电路2脚由高电平跳变为低电平，从而IC1被触发翻转，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。当IC1的3脚输出高电平可以带动电机工作的同时，D2被导通，将直接加到Q3的基极上，Q3被导通，进而Q2被截止，IC1的2脚输入由低电平跳为高电平。IC1处于复位状态。由于光信号、磁信号的延续，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。4.2元器件的识别与测试元器件名称测试内容及要求电阻阻值是否合格二极管正向导通，反向截至。极性标志是否正确（注：有色环的一边为负极性）北京邮电大学电子工艺实习报告附页8三极管判断极性及类型：8050、9014(D)为NPN型β值大于200。电解电容光敏三极管(红外接收管)由两个PN结组成，它的发射极具有光敏特性。它的集电极则与普通晶体管一样，可以获得电流增益，但基极一般没有引线。光敏三极管有放大作用，如右图所示。当遇到光照时，C、E两极导通。测量时红表笔接C干簧管（舌簧开关）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。麦克风(声敏传感器)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机器狗的焊接在连线之前，应将机壳拆开，避免烫伤及其他损害，并保存好机壳和螺钉。注意：电机不可拆！参考下列步骤进行连线：（J1～J6的长度参考材料单）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)打开机器狗壳，电动机（黑色）已固定在机壳底部。把电动机已连接电池负极断开（焊下电动机端），接电路板V－端。自断开的电动机端引一根J1线至电路板M－，自电动机另一端引一根J2线至电路板M+，使其完成经过电路板控制的闭合电路。音乐电路正负极并联至电动机两级（注意极性）；是否漏电漏电流小极性是否正确极性正确正负北京邮电大学电子工艺实习报告附页92)板上M+与V+相连，故不再连线；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7)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。8)组装：简单测试完成后再组装机壳，注意螺钉不宜拧得过紧，以免塑料外壳损坏。装好后，分别进行声控、光控、磁控测试，均有“走——停”过程即算合格。4.4机器狗的组装电路板和各感应部件的放置遵循以下思路：干簧管放在狗后部，贴紧机壳，便于磁感应红外接收管通过钻孔放在狗胸前，便于感受光照麦克的放置要求不多，这点由声音的传导性质决定完成了上述步骤后，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1)装入电池，开启开关，狗立即有反应，并且过了一段时间后停止反应；2)通过敲打发出声音，狗有反应，一段时间后停止；3)用电筒照射狗的前胸，狗有反应，一段时间后停止；4)把磁铁在狗的尾部吸引几下，狗有反应，一段时间后停止；5)组装好之后，重复以上过程，经测试，正常运行。5.实习的总结与心得体会这次电子工艺实习的任务是改装一只机器狗，使其在原有的基础增加光控、磁控、声控的功能。在本次实习中，我完成了从电路原理仿真验证、印制电路板设计直到元器件检测、焊接、安装、调试的产品设计制造全过程，使自己对制作产品的整个工作流程有了初步的了解与认识。在此次实习中，我首先学习了焊接的基本知识，通过焊接一块练习版使自己的焊接水平得到了很大的提升，这也为自己接下来的焊接工作打下了一个良好的基础。然后，我又先后利用了Multisim、Protel软件对电路原理进行了仿真验证、印制电路板设计。在这个过程中，我大致掌握了这两个软件的使用方法，同时也使得自己对电路有了进一步的理解与认识。最后，就是焊接这一环节了，在这个环节中，我见证了自己将理论转换为实际的过程，这使得我非常兴奋。北京邮电大学电子工艺实习报告附页10总的来说，自己在这次电子工艺实习中收获良多。值得一提的是，焊接电路是一项严谨的工作，每一个管脚都不能虚焊或者焊错，每