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电工电子技术基础教学案例

参数估算：R6、R7的阻值需确保三极管能可靠导通和截止。R8为LED限流电阻，根据LED正向压降和工作电流计算。驱动蜂鸣器需注意三极管的集电极电流是否满足蜂鸣器的工作电流要求。

2.4整体电路原理图

（此处应绘制完整的电路原理图，将上述各模块连接起来，标明主要元件参数和电源、地。实际教学中，可提供纸质或电子版图纸供学生参考和绘制。）

2.5元器件清单与选型建议

序号

元件名称

型号/规格建议

数量

备注

:---

:-------------

:------------------

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1

集成电路

LM358(双运放)

1

可选用DIP封装便于焊接

2

三极管

9013(NPN)

1

或其他常用小功率NPN管

3

光敏电阻

GL5528或类似

1

4

驻极体话筒

小型

1

通常带引脚座

5

蜂鸣器

有源蜂鸣器(5V)

1

有源蜂鸣器通电即响，简化驱动

6

LED

红色或其他颜色

1

7

电阻

若干

若干

包括固定电阻、电位器（如10kΩ调节阈值）

8

电容

若干

若干

如电解电容（10μF/16V）、瓷片电容（0.1μF）

9

二极管

1N4148

1

用于声控信号隔离（如需要）

10

电源

5V直流电源

1

如USB线连接电脑或手机充电器，或电池盒

11

面包板/洞洞板

小型

1

面包板用于调试，洞洞板用于最终焊接

12

导线

单股导线

若干

选型建议：优先选择易购、价廉、易于焊接的通用元器件。电阻电容的参数可在理论估算基础上，结合实验室现有库存进行调整。

三、装配与调试步骤

3.1装配前准备

1.原理图熟悉：学生需仔细阅读和理解整体电路原理图，明确各元器件的连接关系和作用。

2.元器件识别与检测：指导学生识别电阻（色环）、电容（容量、极性）、二极管（正负极）、三极管（引脚）、集成电路（引脚顺序）等，并利用万用表进行初步的通断、阻值等简单检测。

3.布局规划：在面包板或洞洞板上进行大致的布局规划，通常将集成电路置于中央，相关模块围绕其布置，力求走线清晰、美观、短捷。

3.2焊接与装配（以洞洞板为例）

1.插装元器件：按照布局规划，将元器件引脚插入洞洞板对应的孔位。注意IC插座（如果使用）、电解电容、二极管、三极管的极性方向。

2.焊接：采用合适功率的电烙铁（如25W-35W），掌握正确的焊接方法，确保焊点牢固、光滑、大小适中，避免虚焊、短路、漏焊。特别注意IC引脚焊接时防止相邻引脚短路。

3.剪脚：焊接完成后，剪去多余的引脚。

4.连线：对于洞洞板，使用导线连接各个模块和元器件。

3.3调试步骤与方法

调试是本案例教学的关键环节，应引导学生分步、分模块进行。

1.电源检查：电路装配完成后，先不接主要芯片（如LM358），接通电源，用万用表测量电源输入端电压是否为预期值（如5V），检查有无短路现象（电流过大、元件发烫）。确认无误后断电，插上芯片。

2.光控模块调试：

*断开光控模块输出与后续电路的连接。

*接通电源，用手电筒照射光敏电阻，调节光控模块的阈值电位器。

*用万用表测量比较器输出端电压，观察在光照变化时，输出是否能在高电平和低电平之间正确切换。

3.声控模块调试：

*断开声控模块输出与后续电路的连接。

*接通电源，对着话筒说话或拍手，用万用表交流档或示波器（如有条件）观察运放放大后的信号。

*观察比较器输出是否有相应的脉冲信号输出。可适当调整放大倍数或比较器参考电压。

4.逻辑控制与报警输出模块调试：

*在光控模块输出高电平（暗）的条件下，给声控模块输入信号（如拍手），观察三极管是否导通，蜂鸣器和LED是否正常工作。

*若光控为低电平（亮）时，即使有声，报警也不应触发。

5.整体联调：

*将所有模块连接好，模拟不同光照（用手遮挡光敏电阻模拟黑暗）和声音环境，测试整个电路是否能按预期功能工作。

*若功能异常，逐步排查各模块工作状态，重点检查接线、焊点、元件是否损坏或插错。

3.4常见故障及排除思路

*完全无反应：检查电源是否接通、电压是否正常；检查有无短路、断路；IC是否插反或损坏。

*光控不灵敏或阈值不合适：重新调整光控模块的参考电压（电位器）；检查光敏电阻是否正常。

*声控无反应或灵敏度低：检查驻极体话筒是否接反、偏置电阻是否合适；检查放大电路增益是否足够；检查比较器参考电压。

*报警不受控：检查逻辑控制模块的三极管、二极管、电阻等是否连接正确、工作正常。

*蜂鸣器声音小或不响：检查蜂鸣器正负极是否接反；三极管是否能充分导通；蜂鸣器是否损坏。

四、