電子電路裝調(diào)與應(yīng)用項(xiàng)目試卷(學(xué)生).doc

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2019年江蘇省職業(yè)學(xué)校技能大賽 電子電路裝調(diào)與應(yīng)用 （中職組）項(xiàng)目任務(wù)書 樣題 選手工位號 _________________________________________________________________________ 工作任務(wù)與要求 請您在4小時(shí)內(nèi)，完成四個(gè)部分工作任務(wù)，具體工作任務(wù)和要求如下： 1.完成光反射觀察電路的裝配、檢測與調(diào)試。 2.依托multisim 14和參考文檔，完成簡單移動電源電路板的故障分析和檢修。 3.利用Labview2015完成光反射觀察電路驗(yàn)證系統(tǒng)控制界面制作，實(shí)現(xiàn)對電路的功能驗(yàn)證和參數(shù)測試記錄。 4.利用Altium Designer10軟件完成指定電路的印制電路板設(shè)計(jì)。 以上任務(wù)，除現(xiàn)場作品以外，請其余記錄在計(jì)算機(jī)D盤根目錄下，“Z+工位號作品”文件夾內(nèi)，包括答題卡文檔，并請復(fù)制到賽場發(fā)放的U盤中，裁判將依據(jù)現(xiàn)場電路板作品和上交的U盤文檔進(jìn)行評分?？瞻椎拇痤}卡文檔在賽場發(fā)放的U盤參考文件夾內(nèi)。 任務(wù)一 光反射觀察電路的裝配與調(diào)試 (30分) 根據(jù)圖9所示原理圖、圖7所示裝配圖和表1所示元器件表，正確選取元器件，準(zhǔn)確地焊接在賽場提供的印制線路板上。（10分） 焊接要求：在印制電路板上所焊接的電子元器件的焊點(diǎn)大小適中、光滑、圓潤、干凈，無毛刺；位置正確；無漏、假、虛、連焊。引腳加工尺寸及成形符合工藝要求，導(dǎo)線長度、剝線頭長度符合工藝要求，芯線完好，捻線頭鍍錫。其中包括：貼片元器件焊接和直插元器件焊接。 裝配要求：元器件焊接安裝無錯(cuò)漏；線路板上插件位置正確，接插件、緊固件安裝可靠牢固；元器件、導(dǎo)線安裝及元器件上字符標(biāo)示方向均應(yīng)符合工藝要求；線路板和元器件無燙傷和劃傷，整機(jī)清潔無污物。 我們周圍物體的顏色，是因?yàn)槲矬w對于不同波長的光具有不同的反射特性。在可見光波段，通過測量對于紅綠藍(lán)三種波長的光的反射特性，就可很好的仿真我們?nèi)搜蹖τ谶@個(gè)物體顏色的認(rèn)識。 實(shí)際上，物體的光的特性，在不可見波長的方面，有可能給我們經(jīng)驗(yàn)有較大的差別。 本電路安排三種波長的光進(jìn)行研究。365nm，450nm，940nm，分別是紫外，藍(lán)光，紅外。這三種發(fā)光管市場上能夠采購。 三種發(fā)光管，由于光子能量不同，發(fā)光管工作電壓差別比較大，紅外發(fā)光管1.2伏就可以導(dǎo)通，藍(lán)光發(fā)光管接近3伏，紫外發(fā)光管需要3.3伏以上，因此，一般的數(shù)字三用表可能不是很好測量。可以利用電路板上D7的位置，R33裝上以后，通電在此處試驗(yàn)發(fā)光管的極性和種類。 電路的基本思路，就是分別點(diǎn)亮三種發(fā)光管，測量物體發(fā)射的光信號的強(qiáng)度，進(jìn)而得到在這三種光源條件下這種物體的“顏色”。 光電管我們采用發(fā)光二極管，盡管它比專用光電二極管受光面積小，光量子效率也低，但是因?yàn)樗€是PN結(jié)，具有光電效應(yīng)，并滿足線性響應(yīng)條件。同時(shí)，由于能級差異原因，紫外發(fā)光二極管接收不到藍(lán)色發(fā)光二極管的信號，這樣可以區(qū)分反射光是紫外光還是熒光。 安排了不同的光電接收電路的放大系數(shù)，以及不同的發(fā)光二極管的供電電流，以便于進(jìn)行測量。由于藍(lán)光和紫外發(fā)光管響應(yīng)太小，本電路測量精度還不高。 測量結(jié)果單片機(jī)采樣，數(shù)碼管顯示。 另外安排了四路采樣保持模擬電路，用于進(jìn)行電路特性試驗(yàn)。 單片機(jī)以及四位數(shù)碼管顯示參數(shù)，一個(gè)按鈕選擇工作模式。一共十個(gè)工作模式。 模式， 0,三個(gè)燈不亮，記住零點(diǎn)，顯示三個(gè)零點(diǎn) 1,紅外燈亮，測量紅外，顯示 2,藍(lán)色燈亮，測量藍(lán)色，顯示 3,紫外燈亮，測量紫外，顯示 4,順序測量，時(shí)間順序1,報(bào)告紅外數(shù)值 5,順序測量，時(shí)間順序1,報(bào)告藍(lán)光數(shù)值 6,順序測量，時(shí)間順序1,報(bào)告紫外數(shù)值 7,順序測量，時(shí)間順序2,報(bào)告紫外比藍(lán)光 8,順序測量，時(shí)間順序2,報(bào)告紫外比紅外 9,順序測量，時(shí)間順序2,報(bào)告藍(lán)光比紅外 已經(jīng)焊接好的電路板，進(jìn)行調(diào)試并實(shí)現(xiàn)電路工作正常（10分）。 （1）單片機(jī)及顯示電路工作正常。 （2）光發(fā)射電路工作正常。 （3）光接收電路工作正常。 （4）模擬輸出電路工作正常。 （5）標(biāo)準(zhǔn)白紙測試參數(shù)正常。 波形測量記錄(10分) 在下發(fā)的U盤參考文件夾中，有電子電路裝調(diào)與應(yīng)用項(xiàng)目答題卡的文檔，選手需在答題卡文檔中作答。示波器的圖形文件，可以粘貼在答題卡中對應(yīng)的位置。 （1）光反射觀察電路工作在模式9，使用雙蹤示波器，測量記錄U10-12和U10-13引腳信號電壓前6—8個(gè)波形。。 （2）光反射觀察電路工作在模式4，使用示波器，測量記錄R22對地電壓信號。 （3）設(shè)置工作模式8，使用示波器，測量記錄U17-4引腳波形。 任務(wù)二 簡單移動電源電路板的故障分析和檢修（10分） DZ181001為一種簡單的移動電源電路，其中，包括以U4為核心的鋰電池充電電路，以U5為核心的鋰電池充放電保護(hù)電路，以U2為核心的開關(guān)電源升壓電路，以及以U1U3組成的鋰電池剩余容量指示電路。 充電電路能夠自動根據(jù)鋰電池的電壓確定充電電流，當(dāng)鋰電池電壓較小時(shí)，充電電流是標(biāo)準(zhǔn)充電電流的十分之一，小電流充電，鋰電池電壓超過3伏時(shí)開始正常充電，其充電電流可以調(diào)節(jié)，當(dāng)前電路設(shè)定正常充電電流為100毫安。鋰電池保護(hù)電路可以保護(hù)鋰電池過度充電或過度放電，電池電壓太低時(shí)或充電電壓太高時(shí)，將電池與外部電路斷開。升壓開關(guān)電源將鋰電池電源3伏—4.2伏電壓升壓為5伏；鋰電池剩余容量指示電路，通過三個(gè)比較器電路，以及預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓，通過D1、D2、D3指示移動電源的剩余容量。全亮最大，全滅最小。當(dāng)前，三個(gè)閾值判斷大約在3.3伏，3.8伏，4.1伏左右。 以Q1為核心的電路是一個(gè)模擬電池電路，使用時(shí)，短路J5，在J4上接入可調(diào)的穩(wěn)壓電源，從0伏調(diào)節(jié)到4伏，可以觀察到鋰電池J3（VBAT，BAT-）電壓的變化，同時(shí)，充電管理芯片也可以有相應(yīng)的動作，是涓流充電，或是充電完成等等，相應(yīng)的指示燈有變化。 現(xiàn)場發(fā)放的電路板，已經(jīng)由SMT貼片完成了大部分工作，需要選手在現(xiàn)場焊接五個(gè)接線排針。 選手完成以上工作以后，電路板上還有二個(gè)故障，使其電路不能實(shí)現(xiàn)前述指標(biāo)。需要選手找出故障并在項(xiàng)目任務(wù)書上答題。需注意，充電電壓一般是5伏，J1—J4的極性要認(rèn)真辨別，不要接反。排除故障所用元器件，現(xiàn)場填單子從裁判處獲取，不要告訴其他人。 圖1 簡單移動電源電路 圖2 簡單移動電源電路電路板元件布局圖 圖3 電池電量指示電路部分仿真電路 根據(jù)圖3電路，再補(bǔ)充部分仿真源，在multisim仿真環(huán)境進(jìn)行部分電路的仿真，截圖表示其結(jié)果。 電池電壓為3.5伏時(shí)仿真電路及顯示結(jié)果截圖（2分） 電池電壓為4.2伏時(shí)仿真電路及顯示結(jié)果截圖（2分） 現(xiàn)場提供的簡單移動電源電路，有兩個(gè)故障，這兩個(gè)故障不一定是前面仿真電路所完全展示的。排除故障后記錄在答題卡中，如下表。 故障排除記錄(6分) 故障點(diǎn) 故障類型 故障排除方法 答題例子 故障點(diǎn) 故障類型 故障排除方法 Q1-B 對地短路 用刀劃斷銅箔 故障類型包括開路，短路，參數(shù)錯(cuò)誤，裝配錯(cuò)誤，損壞等 任務(wù)三 光反射觀察電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試（35分） 一、 利用Labview2015完成光反射觀察電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 光反射觀察電路系統(tǒng)框圖如圖4所示，控制界面如圖5所示； 圖4 光反射觀察電路系統(tǒng)系統(tǒng)框圖 圖5控制界面 采用數(shù)據(jù)采集卡myDAQ采集DZ181003電路中ADC0、ADC1的電壓值，同時(shí)，采集電路板上模式控制信號，B2、B1、B0指示當(dāng)前電路板控制的發(fā)光信號，分別是紫外、藍(lán)光、紅外。分別使用MYDAQ設(shè)備的AI0,AI1,DI0,DI1,DI2端口。 系統(tǒng)要求 1. 顯示MYDAQ設(shè)備采集的電路板ADC0電壓，單位mV。 2. 顯示MYDAQ設(shè)備采集的電路板ADC1電壓，單位mV。 3. MYDAQ設(shè)備采集電路板上B0信號，高代表紅外發(fā)射，雙色顯示，亮色表示開。 4. MYDAQ設(shè)備采集電路板上B1信號，高代表藍(lán)光發(fā)射，雙色顯示，亮色表示開。 5. MYDAQ設(shè)備采集電路板上B2信號，高代表紫外發(fā)射，雙色顯示，亮色表示開。 6. 紅外顯示的是ADC0信號，藍(lán)光顯示ADC1信號，紫外顯示（ADC0+ADC1）/2的數(shù)值，并且在對應(yīng)的控制信號線高的時(shí)候，顯示對應(yīng)數(shù)值，控制信號線低的時(shí)候，對應(yīng)的顯示為0。 電路板上，ADC0、ADC1、B0、B1、B2信號沒有專門的焊盤焊接引線用于連接MYDAQ設(shè)備，可以將公頭的杜邦線焊接在這幾個(gè)信號線對應(yīng)的電阻上，以便于進(jìn)行連接。 1. 完成設(shè)計(jì)界面，并截圖（10分） 光反射觀察電路系統(tǒng)界面截圖 2. 操作控制過程截圖（15分） 單獨(dú)紅外發(fā)射時(shí)的控制界面截圖（5分） 單獨(dú)藍(lán)光發(fā)射時(shí)的控制界面截圖（5分） 單獨(dú)紫外發(fā)射時(shí)的控制界面截圖（5分） 3. 使用儀表板截圖（5分） 使用MYDAQ采集卡和儀表板，測量電路板參數(shù)，并截圖。 使用電壓表測量單片機(jī)的電源電壓，并截圖（3分） 使用歐姆表測量現(xiàn)場發(fā)放的插件電阻的阻值，并截圖（2分） 4. 系統(tǒng)操作使用過程描述(5分) 分五步簡述使用光反射觀察電路系統(tǒng)進(jìn)行藍(lán)光反射測量的過程 1). 2). 3). 4). 5). 任務(wù)四 印制電路板設(shè)計(jì)（15分） 要求： 1． 考生在D盤根目錄下建立一個(gè)文件夾。文件夾名Z+工位號。 考生所有的文件均保存在該文件夾下。 2． 利用D盤參考文件目錄中的參考文件生成自己的原理圖符號庫和PCB封裝庫文件。（1分） 3． 根據(jù)參考文檔，在自己的庫中設(shè)計(jì)FJ3461AH、TM1620的符號和封裝。(2分) FJ3461AH符號和封裝的名稱均為LED4x8，TM1620封裝名稱為SOP-20A。 4． 利用自己的符號庫，繪制原理圖，如圖6所示。（4分） 要求：在原理圖下方注明自己的工位號。 5． 利用自己的封裝庫，繪制圖6電路的雙面電路板圖（8分） 要求： （1）在機(jī)械層繪制電路板的物理邊界，尺寸：50mm80mm。 （2）四個(gè)固定孔尺寸；孔徑3mm，孔中心距離板子邊2.5mm。 （3）發(fā)光管和光電管應(yīng)布置在電路板底面。 （4）一般布線間隙0.2mm。布線線寬0.3mm，電源線寬0.5mm。 （5）雙面敷銅接地，敷銅間隙0.5mm。 （6）在電路板上部外側(cè)注明自己的工位號。 圖6 圖7 DZ181003電路板裝配圖正面 圖8 DZ181003電路板裝配圖反面 裝配注意； 1. 三種發(fā)光二極管需要注意區(qū)分，并注意極性。 2. 電路原理圖中xx的元器件是不裝的。 3. 應(yīng)裝好尼龍支架進(jìn)行測試。 表1 DZ181003電路元器件清單  圖9 光反射特性觀察電路原理圖