資源簡介

(共25張PPT)
5.2開環電子控制系統的設計和應用（2~3課時）
任務一 設計電子門鈴
任務二 設計簡單的紅外遙控電子門鈴
學習目標
1.能應用功能電路設計開環電子控制系統，并進行安裝、調試和改進。
2.通過簡單遙控系統的設計和制作，了解遙控系統的組成及其控制過程。
3.通過對開環電子控制系統的設計和應用，體驗電子控制系統的構成和各部分的工作過程。
走進情境
同學們在學習了簡單實用的功能電路之后，經過奇思妙想，又對也子門給進行多方案的設計。有的同學想將電子門鈴設為雙音以便于門衛師傅辨識，有的同學則希望采用無線遙控的方式來操作電鈴系統等等。
任務一 設計電子門鈴
生活中常見的電子門鈴大多采用開環電子控制系統。開環控制系統中，不存在由輸出端到輸入端的反饋通路。因此，開環電子控制系統又稱為無反饋電子控制系統，其造價低，結構相對簡單。
設計要求
1.安裝一個電子門鈴控制系統。
2.進出學校的師生和門衛師傅都能方便地使用。
3.有多種鈴聲，避免單調，增添趣味性。
設計分析
1.可選擇開環電子控制系統，它的被控量是“聲音”。
2.設置兩個輸入端，安裝兩個按鈕開關，分別供進校和出校的師生方便地使用。
3.控制（處理）部分可以使用功能電路作為控制核心。
電子門鈴的方框圖
設計方案A
1.挑選兩個可以發出不同聲音的集成電路作為控制（處理）部分。
2.安裝兩組電子門鈴控制系統，在學校大門內、外適當位置各安裝一只按鈕開關。
設計方案B
1.根據第一節“任務一”中的技術體驗“安裝與調試一個多諧振蕩器”，在輸出端接上無源蜂鳴器。
2.選擇兩組不同的R和C的值，制作能發出不同聲音的門鈴。
3.安裝兩組電子門鈴控制系統，在學校大門內、外適當位置各安裝一只按鈕開關。
設計方案C（P100）
1.仿照第一節“任務二”中的技術體驗，安裝與調試一個555集成電路組成的多諧振蕩器，在輸出端接上揚聲器。
2.增加部分輔助電路，采用按鈕開關，利用按鈕按下和松開，有不同的電阻接入電路，實現不同頻率的振蕩，產生"叮咚"雙音門鈴。
3.安裝一組電子門鈴控制系統，在學校大門內、外適當位置各安裝一只按鈕開關。
設計方案D（P101）
使用第一節“任務三”中JN6201音樂集成電路，在輸入端I，和輸入端I，接兩只按鈕開關，輸出端O∶接一個晶體三極管后再接一個揚聲器。
設計方案C安裝與調試
活動準備：NE555集成電路1塊，47kΩ電阻4只，二極管2只，10μF、100μF電容器各1只，0.01μF電容器2只，按鈕開關2個，揚聲器1只，5V直流電源1個。
主要過程∶
1.檢測各個元器件的質量。
2.根據上面的電路圖安裝電路。
3.檢查焊接中是否有虛焊和搭焊。
4.接通電路，檢查電子門鈴控制系統是否正常工作。
5.根據設計要求，在學校大門內、外合適的位置各安裝一個門鈴按鈕，并進行布線和調試。
設計方案C電路圖
設計方案C實物圖
任務二 設計簡單的紅外遙控電子門鈴
遙控系統的分類
無線遙控門鈴的設計
設計要求∶
1.在門鈴和按鈕之間不需要布線。
2.在距離15m之內，按動門鈴按鈕，門鈴即能發出聲音。
3.盡量降低制作成本。
設計分析∶
1.在門鈴和按鈕之間不布線，只能采用遙控方式。
2.通過對設計要求的分析和對遙控系統的了解，必須解決好選擇什么類型的遙控系統，以及遙控系統中發射器、接收器中電路的選擇和執行器的選擇問題。
3.分析干擾因素，減少干擾對接收器的影響。
設計方案A
1.遙控發射器采用家用電器中的紅外遙控器。
2.采用JS1838和2CK71A等組成紅外接收電路。
3.紅外接收電路連接一個直流繼電器，控制一只NE555集成電路“叮咚”雙音電子門鈴。
方案A電路圖
設計方案B
1.采用NE555集成電路制成簡易紅外線發射電路。
2.遙控接收和門鈴電路與方案A相同。
設計方案B電路圖與電路板圖
設計方案C
1.遙控發射器采用家用電器的紅外遙控器。
2.采用JS1838和2CK71A組成紅外接收電路。
3.采用JN6201音樂集成電路輸出音樂聲。
設計方案C電路圖與電路板圖
馬上行動
對三個方案進行比較，根據盡量降低成本的要求，選擇方案A或C進行制作。
1.檢測元器件的質量。
2.根據電路圖安裝元器件，防止電路元件的錯接和虛焊等。
3.安裝完成后，使用家用電器的遙控器進行調試，并逐漸拉開控制距離至15m，觀察遙控效果。
4.分析產生干擾的原因，改變紅外接收頭的方向，使干擾的影響最小。
討論∶除改變紅外接收頭的方向外，還可以采用什么方法降低干擾對遙控的影響
設計和安裝開環電子控制系統的一般步驟
（1）依據設計要求進行分析，確定被控量和被控對象。
（2）根據開環電子控制系統方框圖，選擇恰當的傳感器，確定控制（處理）部分使用的實用電路和元器件，選擇合適的執行部件。
（3）參照相關資料，在輸入、控制（處理）和輸出部分之間分別選擇合適的接口電路，設計或改進原有的電路。
（4）檢測元器件或實用電路的質量。
（5）安裝電路，防止元器件錯接、虛焊，要注意對未使用的引腳的處理，注意接地。
（6）調試電路，檢查觸發電壓的大小。

展開更多......

收起↑