机器猫的组装与仿真.docVIP

机器猫的组装与仿真 一、实验目的 本产品具有机、电、声、光、磁结合的特点，通过制作本产品完成从仿真到安装实践的全程训练过程。由学生完成从电路原理仿真验证，到元器件检测、焊接、安装、测试产品的全过程，达到培养同学们工程实践能力的目的。 二、产品主要特点 该产品是声控、光控、磁控机电一体化机器猫电动玩具。主要工作原理：利用555构成的单稳态触发器，在三种不同的控制方法下，均给以低电平触发，促使电机转动，从而达到了机器猫停走的目的。即：拍手即走、光照即走、磁铁靠近即走，但都只是持续一段时间后就停会下，再满足其中一条件时将继续行走。 三、工作原理 1.基本框图 2. 555构成的单稳态触发电路的工作原理 555定时器的功能主要由两个比较器C1和C2决定，比较器的参考电压由分压器提供，在电源和地之间加VCC电压，并让VM悬空时，上比较器C1的参考电压为2/3VCC，下比较器C2为1/3VCC。 单稳态触发器特点： ·两个工作状态：稳态和暂稳态 ·在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间后，在自动返回稳态。 ·暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。 a单稳态触发电路 b工作波形 暂稳态输出的宽度 =RCln3≈1.1RC 3.机器猫工作原理 四、焊接与安装： 元器件检测 全部元器件安装前必须进行测试(见下表1)。 （2） 印制板焊接 按图8所示位置，将元器件全部卧式焊接（参见下图）注意二极管、三极管及电解电容的极性。 ＜8mm （a）三极管 （b）电解电容 （c）二极管、电阻 图10 表1 元器件名称 测 试 内 容 及 要 求 电阻 阻值是否合格 二极管 正向导通，反向截至。极性标志是否正确（注：有色环的一边为负极性） 三极管 判断极性及类型： 8050、9014(D)为NPN型 β值大于200。 电解电容 是否漏电 漏电流小 极性是否正确　　　　　　　　　 极性正确 光敏三极管 （红外接收管） 由两个PN结组成，它的发射极具有光敏特性。 它的集电极则与普通晶体管一样，可以获得电 流增益，但基极一般没有引线。光敏三极管有 放大作用，如右图所示。当遇到光照时，C、E 两极导通。测量时红表笔接C。 干簧管 （舌簧开关） 由一对磁性材料制造的弹性舌簧组成，密封于玻璃管中舌簧端面互叠留有一条细间隙,触点镀有一层贵金属使开关具有稳定的特性和延长使用寿命当恒磁铁或线圈产生的磁场施加于开关上时,开关两个舌簧磁化若生成的磁场吸引力克服了舌簧的弹性产生的阻力舌簧被吸引力作用接触导通即电路闭合。一磁场力消除舌簧因弹力作用又重新分开即电路断开 麦克风 （声敏传感器） 是将感应到的声音或振动转化为 电信号，外围负，用屏蔽线焊接。 五、整机装配与调试 在连线之前，应将机壳拆开，避免烫伤及其他损害，并保存好机壳和螺钉。 注意：电机不可拆！ 参考下列步骤进行连线： （J1～J6的长度参考材料单） 名 称 代表字符 名 称 代表字符 名 称 代表字符 电动机 M 麦克风（声控） S 红外接收（光控） I 电 源 V 干簧管（磁控） R ①电动机：打开机壳，电动机（黑色）已固定在机壳底部。电动机负极与电池负极有一根连线，改装电路，将连在电池负极的一端焊下来，改接至线路板的“电动机－”（M－），由电动机正端引一根线J1到印制板上的“电动机＋”（M＋）。音乐芯片连接在电池负极的那一端改接至电动机的负极，使其在猫行走的时候才发出叫声。 ②电源：由电池负极引一根线J2到印制板上的“电源－”（V－）。“电源＋”（V＋）与“电机＋”（M＋）相连，不用单独再接。 ③磁控：由印制板上的“磁控＋、－”（R＋、R－）引两根线J3、J4，分别搭焊在干簧管（磁敏传感器）两腿，放在猫后部，应贴紧机壳，便于控制。干簧管没有极性。 ④红外接收管（白色）：由印制板上的“光控＋、－”（I＋、I－）引两根线J5、J6搭焊到红外接收管的两个管腿上，其中一条管腿套上热缩管，以免短路，导致打开开关后猫一直走个不停。红外接收管放在猫眼睛的一侧并固定住。应注意的是：红外接收管的长腿应接在“I－”上。 ⑤声控部分：屏蔽线两头脱线，一端分正负（中间为正，外围为负）焊到印制板上的S＋、S－；另一端分别贴焊在麦克风（声敏传感器）的两个焊点上，但要注意极性，且麦克易损坏，焊接时间不要过长。焊接完后麦克安