1. 焊接工藝
1.1 焊接工藝的基本知識(shí)焊接，也稱(chēng)作熔接、镕接，是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的制造工藝及技術(shù)。 焊接通過(guò)下列三種途徑達(dá)成接合的目的：
1、熔焊——加熱欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷卻凝固后便接合，必要時(shí)可加入熔填物輔助，它是適合各種金屬和合金的焊接加工，不需壓力。
2、壓焊——焊接過(guò)程必須對(duì)焊件施加壓力，屬于各種金屬材料和部分金屬材料的加工。
3、釬焊——采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料做釬料，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙，并與母材互相擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)鏈接焊件。適合于各種材料的焊接加工，也適合于不同金屬或異類(lèi)材料的焊接加工。
本次實(shí)驗(yàn)中使用手工焊接的熔焊。
1.2 焊接工具、焊料、焊劑的類(lèi)別與作用（1）焊接工具：烙鐵
烙鐵是焊接必備的工具，用于提溫以使錫融化。 烙鐵由一個(gè)發(fā)熱芯，絕緣手柄和烙鐵頭組成。電通過(guò)電流后，電阻加熱元件產(chǎn)生熱量。
（2）焊料：焊錫
實(shí)驗(yàn)中使用的焊錫材料為錫鉛合金。
助焊劑（松香）：加速焊錫融化，去除氧化膜，防止氧化。
螺絲刀：拆裝機(jī)器狗。
鑷子：焊接時(shí)夾持。
鉗子：剝線、剪裁焊錫。
1.3 焊接方法調(diào)整管腳形狀、插放元件、加熱焊接、檢查焊接效果、剪掉多余的管腳。
2. 原理圖設(shè)計(jì)與仿真2.1 Multisim仿真電路2.2 電路仿真波形
3. 印制板設(shè)計(jì)3.1 電路原理圖3.2 機(jī)器狗的印制板圖
4. 機(jī)器狗的焊接、安裝及調(diào)試
4.1 機(jī)器狗的基本工作原理機(jī)器狗主要由聲控檢測(cè)電路、光控檢測(cè)電路、磁控檢測(cè)電路、觸發(fā)電路、單穩(wěn)態(tài)電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和開(kāi)關(guān)組成。聲控、光控、磁控檢測(cè)電路分別由麥克、光敏三極管、干簧管夠成，將聲、光、磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，為單穩(wěn)態(tài)電路提供觸發(fā)信號(hào)。信號(hào)經(jīng)功放放大后驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)機(jī)器狗運(yùn)動(dòng)。
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2018-9-21 17:07 上傳
當(dāng)麥克風(fēng)沒(méi)有接收到聲音時(shí)，呈高阻抗，使得Q1處于截止區(qū)，處于復(fù)位狀態(tài)，3腳輸出低電平，則電機(jī)不工作，機(jī)器狗保持靜止?fàn)顟B(tài)。
當(dāng)麥克風(fēng)接收到聲音時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生變化而導(dǎo)致其電阻變小。此時(shí)聲音信號(hào)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)通過(guò)C1直接耦合到Q1的基極上使之導(dǎo)通，信號(hào)經(jīng)過(guò)共射后被反向放大。再通過(guò)C3直接耦合到Q2的基極，和經(jīng)過(guò)R10的電壓疊加變成高電平，促使Q2導(dǎo)通，使得555芯片與其他元件構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路的2腳從高電平跳變?yōu)榈碗娖�，這使得555芯片被觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，3腳輸出高電平，使D1導(dǎo)通，此時(shí)電動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作。也就是說(shuō)機(jī)器狗開(kāi)始行走并發(fā)出叫聲，持續(xù)時(shí)間與觸發(fā)器延時(shí)時(shí)間相同。
當(dāng)555芯片的3腳輸出高電平時(shí)，電機(jī)被帶動(dòng)工作，D2導(dǎo)通，電壓通過(guò)R10直接加到Q3的基極上，Q3導(dǎo)通，集電極產(chǎn)生負(fù)電壓使得Q2反偏，又重新使得555芯片的2管腳回到高電平，555芯片在一個(gè)單位延遲時(shí)間后不再被觸發(fā)。
4.2 元器件的識(shí)別與測(cè)試 | | |
| | 本次所用電阻為五色環(huán)電阻，按照黑棕紅橙黃綠藍(lán)紫灰白從0~9的順序，前三 位為有效阻值，第四位為有效位數(shù)，第五位為允許偏差（皆為1%）此規(guī)則讀數(shù)識(shí)別 |
| | 正向?qū)�，反向截止。有白色色環(huán)的引腳為負(fù)極 |
|
| 注意極性，判斷NPN和PNP，注意引腳封裝。以及判斷8050、9014(D) |
| | |
| | 兩個(gè)PN結(jié)組成，但基極沒(méi)有引線；當(dāng)遇到光照時(shí)，C、E兩極導(dǎo)通，測(cè)量時(shí)紅表筆接C |
| | 由一對(duì)磁性材料制造的彈性舌簧組成，密封于玻璃管中；舌簧磁化，當(dāng)磁場(chǎng)作用時(shí)舌簧被吸引力作用接觸導(dǎo)通，即電路閉合 |
| | 注意接外殼的引腳為負(fù)極性，用屏蔽線能有效減小噪聲 |
4.3 機(jī)器狗的焊接首先，按照說(shuō)明和印制板上的標(biāo)識(shí)，焊接各個(gè)器件到印制板上。
然后，將焊接好基本器件的印制板與機(jī)器狗內(nèi)部進(jìn)行連接。符號(hào)說(shuō)明如下：
①電動(dòng)機(jī)：打開(kāi)機(jī)殼，電動(dòng)機(jī)（黑色）已固定在機(jī)殼底部。電動(dòng)機(jī)負(fù)極與電池負(fù)極有一根連線，改裝電路，將連在電池負(fù)極的一端焊下來(lái)，改接至線路板的“電動(dòng)機(jī)－”（M－），由電動(dòng)機(jī)正端引一根線J1到印制板上的“電動(dòng)機(jī)＋”（M＋）。音樂(lè)芯片連接在電池負(fù)極的那一端改接至電動(dòng)機(jī)的負(fù)極，使其在狗行走的時(shí)候才發(fā)出叫聲。
②電源：由電池負(fù)極引一根線J2到印制板上的“電源－”（V－）�！半娫矗保╒＋）與“電機(jī)＋”（M＋）相連，不用單獨(dú)再接。
③磁控：由印制板上的“磁控＋、－”（R＋、R－）引兩根線J3、J4，分別搭焊在干簧管（磁敏傳感器）兩腿，放在狗后部，應(yīng)貼緊機(jī)殼，便于控制。干簧管沒(méi)有極性。
④紅外接收管（光控）：由印制板上的“光控＋、－”（I＋、I－）引兩根線J5、J6搭焊到紅外接收管的兩個(gè)管腿上，其中一條管腿套上熱縮管，以免短路，導(dǎo)致打開(kāi)開(kāi)關(guān)后狗一直走個(gè)不停。用電烙鐵在狗的前胸燙出一個(gè)圓形的孔，將紅外接收管套入該孔中。應(yīng)注意的是：紅外接收管的長(zhǎng)腿應(yīng)接在“I－”上。
⑤聲控部分：屏蔽線兩頭脫線，一端分正負(fù)（中間為正，外圍為負(fù)）焊到印制板上的S＋、S－；另一端分別貼焊在麥克風(fēng)（聲敏傳感器）的兩個(gè)焊點(diǎn)上，但要注意極性，且麥克易損壞，焊接時(shí)間不要過(guò)長(zhǎng)。焊接完后麥克安在狗的尾部。
⑥通電前檢查元器件焊接及連線是否有誤，以免造成短路，燒毀電機(jī)發(fā)生危險(xiǎn)。尤其注意在裝入電池前測(cè)量“電源－”（V－）�！半娫矗遍g是否短路，并注意電池極性。
4.4 機(jī)器狗的組裝電路板和各感應(yīng)部件的放置遵循以下思路：
1、干簧管安放在狗后部，貼緊機(jī)殼，便于磁感應(yīng)
2、紅外接收管通過(guò)鉆孔放在狗胸前，便于感受光照
3、麥克風(fēng)的放置應(yīng)遠(yuǎn)離電動(dòng)機(jī)，避免受到電動(dòng)機(jī)聲音的干擾，放置在狗的尾部
4、檢查元器件焊接及連線是否有誤，以免造成短路。檢測(cè)通過(guò)之后，方可進(jìn)行封裝。
4.5 機(jī)器狗的調(diào)試拿到老師那里，裝上電池，分別通過(guò)聲音、磁鐵、手電照射看機(jī)器狗是否走一段，再停下。
5. 實(shí)習(xí)的總結(jié)與心得體會(huì)練習(xí)板焊接的時(shí)候，剛開(kāi)始錫量控制的不好，主要太多的話，當(dāng)兩個(gè)焊接點(diǎn)比較近的時(shí)候，容易粘連。我發(fā)現(xiàn)可以在加熱的時(shí)候用鑷子隔開(kāi)，就可以分開(kāi)。后來(lái)慢慢掌握了錫量，就沒(méi)有再犯這樣的錯(cuò)誤。其次，我在焊接之后的處理不好，沒(méi)有將線頭連根剪斷，這是在老師評(píng)完練習(xí)板之后強(qiáng)調(diào)的注意事項(xiàng)，我在之后電路板的焊接中注意，每個(gè)都連根剪斷。
multism軟件在之前的實(shí)驗(yàn)課使用過(guò)，在使用過(guò)程中沒(méi)有太大的困難，就是按照電路圖連接的時(shí)候，注意節(jié)點(diǎn)是否沒(méi)有連接上即可。
Protel軟件的困難就比較大了，因?yàn)閺奈词褂眠^(guò)。根據(jù)網(wǎng)上查找的教程一步一步慢慢來(lái)，耗時(shí)較長(zhǎng)。在自己做新元件的時(shí)候，不小心在遠(yuǎn)處點(diǎn)了一個(gè)管腳，導(dǎo)致place的時(shí)候，因?yàn)閳D太大在原理圖中只能在小范圍內(nèi)移動(dòng)，后來(lái)經(jīng)過(guò)檢查，糾正了錯(cuò)誤，恢復(fù)正常。做PCB板子的時(shí)候，元件的布置很重要，可能會(huì)因?yàn)槲恢藐P(guān)系無(wú)法連線，需要反復(fù)修改。
在制作機(jī)器狗時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)什么問(wèn)題，之前出現(xiàn)的焊接問(wèn)題都沒(méi)有再次出現(xiàn)，機(jī)器狗也正常。這次電子工藝實(shí)習(xí)對(duì)焊接有了大致的了解，通過(guò)自己動(dòng)手焊接，也在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，學(xué)到了新的東西。
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