无线门铃课程设计报告文档格式.docx
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无线门铃充分利用了现代的科技,发挥集成电路的特色,使制作的成本大大的降低,同时比传统的有线门铃很有多的优势,具有方便快捷的特色!
而且无线遥控音乐门铃能发出各种不同的优美音乐,用户可以通过转换开关选择喜欢的音乐。
门铃安装时太靠近金属物会缩短遥控距离。
耗电极微,开关内置可更换12伏电池,不按动时不耗电。
正常使用寿命为一年(按20次/天)
第2章方案分析
2.1功能简介
本机特点:
该门铃发射部分采用了三管多谐震荡器,脉冲调制发射及石英晶振稳频技术,发射距离远,工作性能稳定,静态功耗低等特点
发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成。
接收板由超再生振荡接收器完成接受信号功能。
当有人按下发射板开关时,发射器开始工作,发射出电磁波信号;
接收板产生谐振,经整形、功率放大推动喇叭发声。
2.2设计思路
无线遥控音乐门铃设计流程如下图:
2-2-1发射板工作原理方框图
2-2-2接收板工作原理方框图
2.3信号发射单元
发射原理:
发射电路由Q2,Q3组成晶体稳频的多谐振荡器产生频率稳定的震荡信号
然后送给Q1进行选频放大,后经环形天线发射出去,调节T1的电感量使发射电路与接
电路频率相近,,图为三管多谐振荡器
图2-3-1三管多谐振荡器
2.4信号接收单元
接收电路由一块内部具有6个反相器的数字电路TC4069(图2-4-1)的集成电路组成,Q1环形接收天线T1组成超高频接收解调电路(图2-4-3),其解调后的脉冲信号通过C6进入F1,F2,F3组成的三级高增益放大器,放大后的信号通过石英晶体SAW稳频,Q2放大后加到F6输入端,再经F4,F5放大变成高电平去触发IC2这个音乐片,是喇叭发出音乐。
CD4069是6反相器。
所谓反相器,就是用6个非门构成的集成块。
输入端是高电平时输出端就转为低电平,输入端是低电平时输出端就为高电平,输入和输出端的电平总是相反。
总共TC4069UBP有六个。
:
图2-4-1TC4069内部电路图图2-4-2TC4069UBP实物图
图2-4-3调制级电路
反相器由一个P沟道增强型MOS管和一个N沟道增强型MOS管串联组成.通常P沟道管作为负载管,N沟道管作为输入管.。
两个MOS管的开启电压VGS(th)P0,通常为了保证正常工作,要求VDD>
|VGS(th)P|+VGS(th)N。
若输入vI为低电平(如0V),则负载管导通,输入管截止,输出电压接近VDD。
若输入vI为高电平(如VDD),则输入管导通,负载管截止,输出电压接近0V。
图2-4-4反相器原理图
总体原理图如下图所示:
图2-4-5接收机总体原理图
Q3、L2、C4、C16为超再生振荡接收器,L2为绕制线圈,在直径5mm的骨架上绕制,用0.51漆包线绕3圈,骨架中间用铜芯调节。
当L2的振荡频率与发射端相同时,产生谐振,Q3的超再生信号就受发射端的调幅信号控制,L1为色环电感,阻止高频信号通过。
超再生振荡电路具有自检波功能,检波后的调制信号在R14上产生压降,经R3、C7送入TC4069进行放大,整形再放大,这由三个反相器13和12、11和10、1和2(三级高增益放大器)完成,C8滤波滤除检波后的高频杂波,使用检波后的有用信号信噪比最大。
经三极放大后的调制信号与发射端(低频32.768KHz)同频,X1在电路中起选频作用,同频率的信号能顺利通过,免除了许多不需要的各种外界信号的干扰,选频后的信号送入Q2放大整形,该信号的幅度还较低,经最后两级开路反相放大后输出等幅方波信号。
R21限流,C11滤波,对方波进行平滑滤波,并有数十毫秒的延时,也能消除外界尖脉冲对触发电路的干扰,本电路采用TQ33G系列三种声音可选择,双音叮咚,西敏寺,爱丽斯。
K1是乐曲选择开关,音乐信号经Q1放大推动喇叭发出优美的门铃音乐声。
图2-4-6音乐芯片TQ33G
图2-4-7TQ33G管脚图
第3章组装与调试
3.1焊接技巧
(1)材料:
松香、焊锡。
焊接时最常用的焊料是焊锡。
松香焊剂是一种可靠的焊剂,它在电路维修和电子制作中应用广泛。
(2)工具:
电烙铁
(3)注意:
防止虚焊漏焊
(4)方法:
元件处理(清点元件,并对元器件的相关数值进行测量,标注)
(5)焊接元器件时按器件的大小,由小到大、由低到高,焊接时要控制焊接温度和时间。
(1)电阻色环标注法使用最多,现举例如下:
代号:
R,单位:
1MΩ=1000KΩ=1000000Ω。
没有极性。
四色环电阻,五色环电阻(精密电阻)
颜色银色金色黑色棕色红色橙色黄色绿色蓝色紫色灰色白色
有效数字//0123456789
倍数x0.01x0.10x10x100x1000x10000x100000x1000000x10000000x100000000x1000000000
允许偏差±
10±
5/±
1±
2//±
0.5±
0.2±
0.1//
(2)电容代号:
C。
电容分直标法、色标法和数标法3种。
电容的基本单位用法拉(F)表示,其它单位还有:
毫法(mF)、微法(uF)、纳法(nF)、皮法(pF)。
没有极性,没有数字标示。
单位:
1UF=1000NF=1000000PF。
(3)电感,排阻代号:
L。
如:
L6表示编号为6的电感。
电感线圈是将绝缘的导线在绝缘的骨架上绕一定的圈数制成。
直流可通过线圈,直流电阻就是导线本身的电阻,压降很小;
当交流信号通过线圈时,线圈两端将会产生自感电动势,自感电动势的方向与外加电压的方向相反,阻碍交流的通过,所以电感的特性是通直流阻交流,频率越高,线圈阻抗越大。
电感在电路中可与电容组成振荡电路。
电感一般有直标法和色标法,色标法与电阻类似。
棕、黑、金、金表示1uH(误差5%)的电感。
电感的基本单位为:
亨(H)换算单位有:
1H=103mH=106uH。
(4)排阻排阻——代号:
RN。
最常见为8PIN。
(5)极性元件识别:
二极管:
二极管的识别,小功率二极管的N极(负极),在二极管外表大多采用一种色圈标出来,有些二极管也用二极管专用符号来表示P极(正极)或N极(负极),也有采用符号标志为“P”“N”来确定二极管极性的。
发光二极管的正负极可从引脚长短来识别,、长脚为正,短脚为负。
三级管:
晶体三极管(简称三极管)是内部含有2个PN结,并且具有放大能力的特殊器件。
其中三极分别为基极、集电极、发射极。
它分NPN型和PNP型两种类型,这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补,所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。
电话机中常用的PNP型三极管有:
A92、9015等型号;
NPN型三极管有:
A42、9014、9018、9013、9012等型号。
电解电容:
E/C;
极性:
本体上标有“+”“-”字样。
一般黑色记号边为负极。
3.3实施焊接
(1)焊接之前应先将被焊工件加热可融化温度,为了便于热传导,烙铁头上沾上少许焊料,同时要掌握好烙铁头的角度。
尽可能增加与被焊工件的接触面积。
(2)当焊接点达到适当温度时,利用焊料由低温到高温流动特点,焊料应填充在焊点上距电烙铁加热部位最远的地方。
切忌直接接触烙铁头来熔化焊料,将焊料简单的堆附在焊接点上。
这样做有可能掩盖了因被焊工件温度不够或氧化严重而造成的虚、假焊。
有些导线和元件看上去较光亮,实际上表面仍有一层氧化层,直接焊上后形成焊锡包住引脚,看上去是一个封闭的焊点,也很可能形成虚焊。
(3)在焊接点上的焊料熔化后,应将仅靠在焊接点上的烙铁头根据焊接点的形状移动,以使熔化的焊料在助焊剂的帮助下充分浸润被焊工件表面,渗入被焊面的缝隙。
(4)在焊接时,有人习惯用烙铁头作为运载焊锡的工具,这是不正确的。
因为手工焊接通常是用有焊剂的焊料,若烙铁头先接触焊料,并作为运载工具,那么焊剂在高温下早就分解挥发,使焊接时已处于无焊剂状态,容易产生焊接缺陷。
焊接时要一手拿烙铁,一手拿焊锡丝,边加热边提供焊料。
(5)如果停止填充焊料后仍继续加热,就会使已形成的焊料流淌,助焊剂完全挥发,从而造成焊点面积太大、表面粗糙、拉尖,失去光泽;
如果填充焊料时过早离开电烙铁,加热时间太短,则温度不够,焊点不能充分浸润,造成松香焊,虚焊等不完全焊接。
(6)当烙铁离开焊点后,应让其自然冷却,严禁用嘴吹或其它强制冷却方法,以免发生焊锡烫伤的危险或被焊物因外力而改变位置。
4.焊后处理当焊接结束后,应检查有无漏焊、错焊(极性焊反)、短路、虚焊等现象,清理PCB板上的残留物如:
锡渣、锡碎、元件脚等。
3.4发射调整
装上12V电池,用万用表测发射电流,将电流表跨接在SW两端,应在8mA左右,如果用手去触摸T1时,电流应增大,说明已经起振,也可以借助电视机来调整,方法是:
打开一台电视机,将电视机的频道放置在UHF频道的13—15频道处,接通发射部分的电源开关SW,调节T1,使电视机上出现黑白相间的细横条纹,这样发射机就调好了。
3.5接收机调整
装上两节1.5V的电池,串接电流表打开开关,电流应在1mA左右,按下发射机开关SW不放,将发射机放在接收机附近,用无感螺丝刀拨动T1的线圈改变电感,是门铃发出响亮的声音,那就说明接收机与发射机频率大致相同;
再用万用表测HD14069的第一引脚即F1的输入端调整T1的电感量,使该脚的电压达到最大;
最后进行距离调整,将发射机渐离接收机,慢慢拉开距离不断按动发射机开关SW,并微调发射机上的T1,直到距离达到最大。
3.6安装遇到的主要技术问题
1)元器件的装插焊接应遵循先小后大,先轻后重,先低后高,先里后外的原则,这样有利于装配顺利进行。
2)在瓷介电容、电解电容及三极管等元件立式安装时,引线不能太长,否则降低元器件的稳定性;
但也不能过短,以免焊接时因过热损坏元器件。
一般要求距离电路板面2mm,并且要注意电解电容的正负极性,不能插错。
3)集成电路的焊接:
TC4096为双列14脚扁平式封装,在焊接时,首先要弄清引线脚的排列顺序,并与线路板上的焊盘引脚对准,核对无误后,先焊接1、14脚用于固定IC,然后再重复检查,确认后再焊接其余脚位。
由于IC引线脚较密,焊接完后要检查有无虚焊,连焊等现象,确保焊接质量。
4)焊锡之前应该先插上电烙铁的插头,给电烙铁加热。
5)焊接时,焊锡与电路板、电烙铁与电路板的夹角最好成45度,这样焊锡与电烙铁夹角成90度。
6)焊接时,焊锡与电烙铁接触时间不要太长,以免焊锡过多或是造成漏锡;
也不要过短,以免造成虚焊。
7)元件的腿尽量要直,而且不要伸出太长,以1毫米为好,多余的可以剪掉。
8)焊完时,焊锡最好呈圆滑的圆锥状,而且还要有金属光泽
第4章总结体会
经过了一个周的努力终于完成了此次设计,在此次设计之中,我不仅重新巩固了自己以前所学的知识,也学到了自己以前所没有学到的,从原理图到焊接,从焊接之后到安装,从安装到调试,一步一步,一阶一阶,我觉得一个成品从零件到组件之间是有很多知识的。
比如像设计电路板,要用到很多东西,设计不仅仅用实用,还要考虑做工的难易,在难易的基础上要求更加的美观,设计一样东西要有自己独到的见解。
在焊接的时候我遇到了很多的问题,比如说就在电阻与三极管之间的焊接点间隙很小,一不注意就会焊接到一起去,我是小心小心再小心,还是焊接到一起去了,于是又要拿吸锡器去祛除多余的焊锡,就这样慢慢修理自己的焊点,争取把焊点美观化。
这次对无线门铃的设计,我对相关软件能够更加熟练的使用,同时也提高了网上搜索需要的信息和对检索到的信息的处理的能力。
课程设计的主要目的就是提高学生的基础理论知识、基本动手能力,使学生对日常的电子产品以及相关电路处理原理及方法有较为全面的了解,能够运用相关软件进行模拟分析,并帮助学生掌握基本的文献检索和文献阅读的方法,同时提高学生正确地撰写论文的基本能力。
附录
元件清单如下:
接收板清单
元件
名称规格
用量
位号
线路板
TL538A
1块
导线
100MM
1支
B+
集成电路
TC4069UBP
U1
B-
门铃IC
TQ33A1
U2
螺丝
BT2.6×
4MM
4个
发光二极管
1N4148
1只
D1
8MM
2个
晶振
32.768KHZ
X1
喇叭
8Ω0.5W
三极管
9018H
Q3
塑胶
一套
9014C
Q2
说明书
1份
9015
Q1
发射板清单
铜心线圈
2.5T
L2
色环电感
10UH
L1
0802R
开关
SK-23D06EG6
EG6
K1
IC1
电阻
100R.1R
R21.R9
方灯
100R
R21
32.768KHZ
560R
R19
三级管
4.7K
R20
5.6K
R3
MS118
SW1
6.8K
R1
470R
R4
10K
2只
R15.R18
47K
R17
120K
R14
1M
R2
270K
R16
瓷介电容
4P
C2
3只
R2.R4.R5
6P
C1
C4.C16
12P
C3
27P
C8
222P
C4
102P
C5.C9.C17
电池极片
C7.C10
PT2×
3个
104P
C12.C13.C14
PA3×
10MM
电解电容
1UF
C19
弹弓
1个
220UF
C15
0802
电池
23A12V
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