电子工艺实习机器狗

北京邮电大学实习报告

1.焊接工艺

1.1 焊接工艺的基本知识

焊接是使金属连接的一种方法。它利用加热手段，在两种金属的接触面，通过焊接材料的原子或分子的相互扩散作用，使两种金属间形成一种永久的牢固结合。利用焊接的方法进行连接而形成的接点叫焊点。我们实验中主要是PCB板的焊接。

PCB板焊接工艺从大类上可以分为机器焊接和手工焊接。机器焊接不是我们学习的重点，仅作了解，机器焊接可使用波峰焊机来进行。如图1所示为波峰焊接工艺基本流程图。

我们着重学习和实践如何手工焊接电路。

图1. 波峰焊机原理图示意

1.2 焊接工具、焊料、焊剂的类别与作用

如图2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。

图2. 手工焊接工具图3. 焊接材料分类示意图

如图3为焊接材料分类示意图，焊接材料分为焊料和焊剂，焊料主要是焊锡（内含助焊剂），焊剂主要是助焊剂和阻焊剂。

下面以列表的形式给出各项材料的作用。

1.3 焊接方法

实验主要是手工焊接，有图4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5所示。加热焊接推荐的是五步焊接法，如图6所示，实际熟练之后可不必完全遵循。

可以按照如图7所示的焊接错误示意图检查焊点缺陷。

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8所示。

图7. 焊接的典型错误图示

图8. 拆焊的主要步骤图示

1.4焊接技巧和注意事项

焊接技巧

焊接顺序：按照先难后易，先低后高，先贴片后插装的顺序进行焊接。

板面布局：焊接时尽量使元件贴合板子表面，同类元件高度尽量一致，使

之美观。

烙铁使用：烙铁使用前应上锡；焊接时间不宜过长，否则容易烫坏元件，

必要时可用镊子夹住管脚帮助散热；焊接完成后，可用酒精清洗残余助焊

剂。

注意事项

注意电烙铁的正确使用，尤其避免烫坏导线发生触电事故。

焊接时间不可太长，不可用力使覆铜拱起。

注意区分有极性元器件的极性。

尽量避免重复焊接。

2.原理图设计与仿真

2.1 Multisim仿真电路

2.2 电路仿真波形

图10. Multisim 仿真波形图

3.印制板设计

3.1 电路原理图

3.2 机器狗的印制板图

4.机器狗的焊接、安装及调试

图12. PCB印制板图

4.1 机器狗的基本工作原理

如图13所示，机器狗主要由声控检测电路、光控检测电路、磁控检测电路、单稳态触发电路、电机驱动电路组成。声控、光控、磁控检测电路分别由麦克、光敏三极管、干簧管来实现，将声、光、磁信号转变为电信号，为单稳态电路提供触发信号。信号经功率放大后驱动电机运转，带动机器狗运动。

讲解前理解：

讲解后理解：

下面着重分析声控电路的工作原理。所用原理图如图14所示。 声控电路由麦克和两级放大电路构成：当没有声音刺激时，声敏元件麦克呈高由LED 发射管，S2光接收管，

S3干簧管组成的光控、磁控触

发电路 Q4，Q5

组成555,R6,C2,C5组

成的单稳态触发

电路

麦克风，Q1，

阻抗，使得1Q 反向截止，电源通过4R 加在2Q 的基极上使之截至，1IC 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。当有声音刺激时，麦克内部会产生电子密度变化，其电阻变得很小。此时，耦合到1Q 的基极上而导通，经过两级放大，使得1IC 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，1IC 触发翻转，3脚输出高电平，电动机开始工作，机器狗开始运动，其行走的时间为单稳态触发器的延时时间，可参看图10的仿真波形。

当1IC 的3脚输出高电平带动电机工作的同时，1D 导通，将直接加到5Q 的基极上使其导通，2Q 基极电位变为低电位进而被截止，1IC 的2脚输入由低电平跳为高电平。1IC 处于复位。

以上即为声控电路的详细工作原理，光控和磁控检测输出端同声控一样耦合到

1IC 的2脚，

不同点在于，由于光控和磁控输出足够驱动1IC ，故没有两级放大电路，其余的工作原理与声控相同。

4.2 元器件的识别与测试

4.3 机器狗的焊接

首先，按照4.2节中的说明和印制板上的标识，焊接各个器件到印制板上。

然后，将焊接好基本器件的印制板与机器狗内部的电路进行连接。符号说明如下：

具体的连接如下：

电动机：打开机壳，改装电路，将电动机连在电池负极的一端改接至M-，由电动机正端引线1J到印制板上的M+。音乐芯片连电池负极的端改接至M-，使狗发声。

电源：由电池负极引根线2

J到印制板上的V-。V+与M+相连，不用单独再接。

磁控：由R+、R-引两根线3J、4

J，分别焊接在干簧管两脚，干簧管没有极性。

红外接收管：由I+、I-引两根线5J、6

J焊接红外接收管，使用热缩管防短路。注意红外接收管的长腿应接在I-上。

声控部分：屏蔽线两头脱线，用于焊接S+、S-和麦克风的两个焊点。

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

简单测试完成后再组装机壳。装好后，分别进行声控、光控、磁控测试，均有“走—停”过程即测试通过。