-现场电子制作竞赛

1、现场电子制作现场电子制作 全国青少年电子制作锦标赛组委会全国青少年电子制作锦标赛组委会 陈永康陈永康 三个大项目：三个大项目： 1、电子设计制作竞赛电子设计制作竞赛电路创新设计竞赛电路创新设计竞赛 现场电子制作竞赛现场电子制作竞赛 2、简易机器人竞赛简易机器人竞赛 制作赛制作赛 定点赛定点赛 3、智能车竞赛智能车竞赛 制作赛制作赛 行驶赛行驶赛电子设计制作竞赛电子设计制作竞赛 电路创新设计竞赛电路创新设计竞赛百拼拼搭百拼拼搭 与与 电路学习电路学习收音机电路收音机电路收音机电路收音机电路现场电子制作现场电子制作现场电子制作现场电子制作现场电子制作现场电子制作现场电子制作现场电子制作现场电子制作

2、现场电子制作 我们常常说：我们常常说：学以致用学以致用，也就是，也就是说：说：学习了要能用于实际学习了要能用于实际. (能应用能应用于实际于实际). 学习电路学习电路应用应用创新设计是一创新设计是一个理论与实践相结合的全过程个理论与实践相结合的全过程. 现场电子制作现场电子制作 只是学习基本电路应用只是学习基本电路应用实践的一种过渡性的小作品。其目的：实践的一种过渡性的小作品。其目的： （1）.从中从中学会电子制作方法。学会电子制作方法。 （2）.了解和掌握一些了解和掌握一些常用的电子元常用的电子元器件特点及其使用方法。器件特点及其使用方法。 （3）.了解和掌握一些了解和掌握一些常用电路的特常

3、用电路的特点及其应用方法点及其应用方法 。 最好能善于最好能善于自捡自捡、并能并能分析分析、解决制作中出现的问题。解决制作中出现的问题。掌握制作的掌握制作的主动权主动权，使自已在竞赛中立，使自已在竞赛中立于于不败之地不败之地。 现场电子制作竞赛现场电子制作竞赛 参赛选手自带工具和器材参赛选手自带工具和器材 (当年新的当年新的6套件套件)一套，在竞一套，在竞赛现场定时完成指定的一件赛现场定时完成指定的一件电子作品，并结合电子作品，并结合百拼百拼显示电路功能。显示电路功能。内容内容 现场电子制作竞赛赛题现场电子制作竞赛赛题(二类、各二类、各1题题) 1、指定题指定题：要求参赛者自带当年的电：要求参

4、赛者自带当年的电子制作套材子制作套材(6套件套件)，在规定时间内，在规定时间内(限限时时15分钟分钟)，正确、快速地完成，正确、快速地完成(从从6套套件中，经现场随机抽取件中，经现场随机抽取)一个指定套件一个指定套件的制作的制作(焊接焊接)，并结合，并结合“百拼电子世界百拼电子世界”显示电路的功能。显示电路的功能。 2、随机题随机题：要求参赛者自带当年：要求参赛者自带当年6套套件，根据现场发放的图文资料、印刷件，根据现场发放的图文资料、印刷电路板、导线、以及个别元器件等，电路板、导线、以及个别元器件等，在规定时间内在规定时间内(限时限时20分钟分钟)，正确、快，正确、快速地完成速地完成(从从6

5、套件中，配齐所需元器套件中，配齐所需元器件件)一个随机课题的制作一个随机课题的制作(焊接焊接)，并结，并结合合“百拼电子世界百拼电子世界”显示电路的功能。显示电路的功能。六套件六套件08(六套件六套件)举例举例 现场电子制作现场电子制作 指定题指定题(08)02 3V电源点亮三只串联的发光二极管电源点亮三只串联的发光二极管 功能：功能：通常情况是无法点亮三只串联的发通常情况是无法点亮三只串联的发光二极管的，这里采用振荡电路给电动机光二极管的，这里采用振荡电路给电动机供电，当电动机作为一个电感元件在断电供电，当电动机作为一个电感元件在断电的瞬间，产生反电势，相当于在电动机的的瞬间，产生反电势，相

6、当于在电动机的位置产生一个上负下正的电源，与位置产生一个上负下正的电源，与3V电源电源叠加起来，点亮三只串联的发光二极管。叠加起来，点亮三只串联的发光二极管。 制作目的：制作目的： (1)、了解点亮发光二极管的条件；、了解点亮发光二极管的条件； (2)、知道电感元件断电时会产生反电、知道电感元件断电时会产生反电势；势； (3)、NPN-PNP型振荡电路的工作原理；型振荡电路的工作原理； (4)、振荡电路中的电容器若串联一个、振荡电路中的电容器若串联一个电阻有什么作用。电阻有什么作用。原理图原理图 元器件：元器件： 印刷电路板印刷电路板 （08）02 1块块 三极管三极管 8550 1只只 90

7、13 1只只 电阻电阻 100k 1只只 电容器电容器0.1F 1只只 发光二极管发光二极管 红红3 3只只 导线导线 红、黑、黄红、黑、黄 各各1根根 电阻板电阻板 1块。块。 W1 带焊片带焊片 1只。只。 在（在（08）00中。中。印刷电路板图印刷电路板图现场电子制作指定课目现场电子制作指定课目 (08)06 简单有趣的汽笛声电路简单有趣的汽笛声电路 功能功能：合上电源开关，喇叭发出汽笛合上电源开关，喇叭发出汽笛声，再按下电键时，汽笛声消失，当声，再按下电键时，汽笛声消失，当放开电键后，又恢复原样。放开电键后，又恢复原样。 制作目的制作目的： 1 熟悉、了解利用二个反相器构成音熟悉、了解

8、利用二个反相器构成音频振荡器的原理和方法。频振荡器的原理和方法。 2 进一步了解进一步了解RC振荡电路，改变参数振荡电路，改变参数R、C改变振荡频率改变振荡频率.的方法。的方法。 3 了解了解CM0S电路在实际应用时，输电路在实际应用时，输入、输出接口应有保护措施，以免入、输出接口应有保护措施，以免 无故损坏。无故损坏。 元器件元器件： 印刷电路板（印刷电路板（08）06 l块块 集成电路集成电路4069(CD4069) l个个 二极管二极管4l48 2个个 电阻电阻 15k 1个个 电容电容0.22 F 1个个 14脚集成电路插座脚集成电路插座 1个个 三极管三极管9013 l个个 导线（红

9、，黑，蓝，黄）各导线（红，黑，蓝，黄）各1根根. 在（在（08）00中中 W1(带焊片带焊片) 2只只 在（在（08）00.。 电阻板电阻板 1块块 在（在（08）00中中.。原理图和印刷电路板；原理图和印刷电路板；09年六套件制作年六套件制作 现场电子制作现场电子制作 指定题指定题 （09）00 公用件公用件 制作目的：制作目的：学习、掌握看图安装、焊接制作学习、掌握看图安装、焊接制作的方法和技巧，并配合使用的方法和技巧，并配合使用百拼百拼，正确、熟练地演示电路功能。正确、熟练地演示电路功能。 2、了解常用电子元器件的基本知识、了解常用电子元器件的基本知识和一些基本电路的特点及其应用。和一些

10、基本电路的特点及其应用。公用器材：公用器材： 1， 导线导线 10CM长红、黑、黄、绿、长红、黑、黄、绿、蓝、白各一根，蓝、白各一根， 共共6根。根。 2， W1（带焊片）（带焊片） 5只只.09年六套件制作年六套件制作 说明：说明： 1，2009年公布的套件共年公布的套件共6题，（题，（09）01（09）06，还有（，还有（09）00是公用件和说明书。是公用件和说明书。 2，导线导线是公用的，是公用的，第二次第二次使用时仍要求使用时仍要求穿过印穿过印刷电路板上的小孔刷电路板上的小孔，不允许直接搭焊。其他所有，不允许直接搭焊。其他所有元器件均要求从无铜箔面穿过印刷电路板上的小元器件均要求从无铜

11、箔面穿过印刷电路板上的小孔再焊在印刷电路板上。今年图文资料中增加了孔再焊在印刷电路板上。今年图文资料中增加了无铜箔面元器件安装图无铜箔面元器件安装图，以供制作时参考，焊装，以供制作时参考，焊装时必须看原理图、安装图，千万不要时必须看原理图、安装图，千万不要漏焊、错焊、漏焊、错焊、虚焊。虚焊。 09年六套件制作年六套件制作 3，常用的三极管是，常用的三极管是9013，8050（NPN型）；型）；9012，8550（PNP型）三极管，发光二极管，型）三极管，发光二极管，555、集成电路等如下图所示。、集成电路等如下图所示。焊好后要剪去过焊好后要剪去过长的引脚。（长的引脚。（555等集成电路除外）。

12、等集成电路除外）。09年六套件制作年六套件制作4，电烙铁的电源是，电烙铁的电源是220V交流电，使用时必交流电，使用时必须注意须注意安全安全，电烙铁，电烙铁绝缘绝缘必须必须良好良好，外壳，外壳不漏电。在焊接制作过程中，应严格遵守不漏电。在焊接制作过程中，应严格遵守安全要求，做到临场安全要求，做到临场不忙乱，操作仔细、不忙乱，操作仔细、认真、有序，认真、有序，避免避免烫伤、烫坏烫伤、烫坏的不良事故的不良事故发生。发生。5，了解相关的电子知识及有关资料可参阅，了解相关的电子知识及有关资料可参阅2009年新编的年新编的“培训班教材培训班教材”等参考书。等参考书。 2 元器件：元器件： 印刷电路板印刷

13、电路板 （09）01 板板 1块块. 三极管三极管 9013 1只只. 电阻电阻 100 1只只 1K 2只只 发光二极管发光二极管 （红色）（红色） 2只只. 导线（导线（10cm） 红、黑、白红、黑、白 各各1根根. (在（在（09）00公用件中公用件中) W1（带焊片）（带焊片） 3只只. (在（在（09）00公用件中公用件中)3原理图和印刷电路板图：原理图和印刷电路板图：09年六套件制作、演示功能参考图：年六套件制作、演示功能参考图： 09-01 09年六套件制作、演示功能参考图：年六套件制作、演示功能参考图： 09-02 09年六套件制作、演示功能参考图：年六套件制作、演示功能参考图

14、： 09-03 09年六套件制作、演示功能参考图：年六套件制作、演示功能参考图： 09-04 09年六套件制作、演示功能参考图：年六套件制作、演示功能参考图： 09-05 09年六套件制作、演示功能参考图：年六套件制作、演示功能参考图： 09-06 一键双稳态电路一键双稳态电路随机题随机题(举例举例) 2008年全国赛高中年全国赛高中-随机题随机题(08)09 （08）09 有趣的开关控制电路有趣的开关控制电路 功能功能： 合上开关，发光二极管和灯泡都不合上开关，发光二极管和灯泡都不亮；再按下电键亮；再按下电键S1，发光二极管，发光二极管D1亮；按亮；按下电键下电键S2，发光二极管，发光二极管

15、D2亮。同时按下电亮。同时按下电键键S1、S2，二个发光二极管，二个发光二极管D1、D2和灯和灯泡都亮。泡都亮。原理图和印刷电路板图原理图和印刷电路板图：现场演示功能效果现场演示功能效果提高制作水平的提高制作水平的方法和技巧方法和技巧1、掌握好掌握好焊接焊接的的方法方法和技巧和技巧。力求质量。力求质量好又快好又快。2、能正确、熟练地、能正确、熟练地识别、掌握识别、掌握各种各种元器件元器件，并了解应用于电路中的并了解应用于电路中的特点和方法特点和方法。3、掌握一些、掌握一些基本的电路基本的电路，应善于多，应善于多分析分析、多、多比较比较、掌握电路之间的内在联系及不同的特、掌握电路之间的内在联系及

16、不同的特点，区别。点，区别。4、在实践中，不断、在实践中，不断提高识图能力提高识图能力。应善于将。应善于将拼搭图、原理图、印刷电路板装配图拼搭图、原理图、印刷电路板装配图三者融三者融为一体。为一体。熟练掌握焊接工具的使用技巧熟练掌握焊接工具的使用技巧 a、电烙铁的选择：、电烙铁的选择： 以以20-30W的内热式电烙铁为宜。的内热式电烙铁为宜。(小功率小功率) b、新的电烙铁在使用前必须先、新的电烙铁在使用前必须先上锡上锡。 (俗话说：俗话说：磨刀不误砍柴工磨刀不误砍柴工) c、选择合适的松香焊锡丝、选择合适的松香焊锡丝(直径直径 1mm， 含锡量：含锡量：63为佳为佳. d、掌握正确的焊接方法

17、（送锡焊）：、掌握正确的焊接方法（送锡焊）： 左手拿焊锡丝，右手握电烙铁左手拿焊锡丝，右手握电烙铁。焊接的加热时。焊接的加热时间、送锡量必须适中，当焊锡浸润焊件后，必须及间、送锡量必须适中，当焊锡浸润焊件后，必须及时移开焊锡丝和电烙铁。（必须多练，熟能生巧）时移开焊锡丝和电烙铁。（必须多练，熟能生巧）焊接的实质：利用热能加速金属原焊接的实质：利用热能加速金属原子间的子间的扩散扩散，由于金属，由于金属 原子间的吸原子间的吸引力使金属之间的连接处形成牢固引力使金属之间的连接处形成牢固的合金结合在一起。的合金结合在一起。锡焊的特征：焊锡和元件之间呈浸锡焊的特征：焊锡和元件之间呈浸润状态润状态浸润状态

18、浸润状态非非浸润状态浸润状态正确焊接正确焊接正确焊接正确焊接正确焊接正确焊接正确焊接正确焊接正确焊接正确焊接正确焊接正确焊接正确焊接正确焊接正确焊接正确焊接正确焊接正确焊接正确焊点：牢固，光洁，大小适中正确焊点：牢固，光洁，大小适中焊锡用量过多焊锡用量过多焊锡用量太少焊锡用量太少虚焊：印制板铜泊加热不足虚焊：印制板铜泊加热不足正确识别元器件正确识别元器件 B、正确的识别和选择元器件：正确的识别和选择元器件： a、电阻电阻（固定、可变二类）（固定、可变二类） 按材料由碳膜电阻、金属膜电阻、线绕按材料由碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻、水泥电阻电阻、水泥电阻等。等。 按功率由按功率由1/16W、1/

19、8W、1/4W、1/2W、1W、2W等。等。 色环电阻（以色环表示阻值）色环电阻（以色环表示阻值） 色环电阻的表示方法：色环电阻的表示方法：色环电阻的辨认色环电阻的辨认 色环颜色色环颜色(例例)阻值阻值 备注备注 1、棕黑黑、棕黑黑10 末环为末环为黑黑(几十欧几十欧) 2、棕黑棕、棕黑棕 100 棕棕(几百欧几百欧)3、棕黑红、棕黑红 1k 红红(几千欧几千欧) 4、棕黑橙、棕黑橙 10k 橙橙(几十千欧几十千欧)5、棕黑黄、棕黑黄 100k 黄黄(几百千欧几百千欧)6、棕黑绿、棕黑绿 1M 绿绿(几兆欧几兆欧)色环电阻辨认练习色环电阻辨认练习色环颜色色环颜色阻值阻值1、绿棕黑、绿棕黑2、红

20、黑棕、红黑棕3、绿蓝红4、红黑橙、红黑橙5、绿黑黄、绿黑黄6、红黑绿、红黑绿电阻的符号电阻的符号 电阻的单位换算：电阻的单位换算： 1M1 1 b、电容器；电容器；(固定和可变二类固定和可变二类) 按材料分有陶瓷、涤伦、聚丙烯、铝电解、 钽电解等电容器。 按耐压分有16V、25V、63V、100V、160V、250V、1000V等。 按极性分有无极性和有极性二类； 电解电容属有极性电容，它的负极在外壳一侧、有明显的浅灰色细条作为标记。 电容器的符号；电容器的符号；电容器单位换算：电容器单位换算： 1F(法拉)1000000F(微法) 1000000000000PF(微微法) 只用数码表示电容器

21、的方法： 凡不带小数点的整数，不标单位，则单位是PF(微微法)。如300表示300PF。 凡带有小数点的数，不标单位，则单位是F，如0.22表示0.22F。 三位有效数字表示电容的方法： 第1、2位表示 有效数字，第3位是倍率。 如103表示10000pF0.01F。 如104表示100000PF0.1F。 c.晶体三极管晶体三极管(NPN、PNP二类二类) 基夲参数、符号、管脚排列图示如下：晶体三极管晶体三极管(NPN、PNP二类二类)晶体三极管晶体三极管(NPN、PNP二类二类)半导体半导体PN结导电机理结导电机理 d、二极管：二极管： 按用途分：有普通二极管、开关二极管、整流按用途分：有

22、普通二极管、开关二极管、整流二极管、检波二极管、稳压二极管二极管、检波二极管、稳压二极管等。等。 由于使用场合不同，对二极管的性能要求也不由于使用场合不同，对二极管的性能要求也不一；一； 在高频状态下工作，应采用开关二极管。在高频状态下工作，应采用开关二极管。 整整流二极管相对功率要大一些。而稳压二极管是流二极管相对功率要大一些。而稳压二极管是基于反向击穿效应基于反向击穿效应(称为齐纳效应称为齐纳效应)工作的，又工作的，又常称之为常称之为齐纳二极管齐纳二极管。.应用时，负极接应用时，负极接正电源。正电源。 特殊二极管：特殊二极管： 光电二极管：光电二极管在使用时是反向接光电二极管：光电二极管在

23、使用时是反向接入电路中的，它的正极和电源负极相通，负入电路中的，它的正极和电源负极相通，负极和电源正极相通。无光照时内阻很大，受极和电源正极相通。无光照时内阻很大，受光照以后内阻变得很小。为此，利用光接收、光照以后内阻变得很小。为此，利用光接收、光电转换应用于控制电路中光电转换应用于控制电路中(如智能寻轨器如智能寻轨器)。 变容二极管变容二极管：使用时也反接，反向电压变化使用时也反接，反向电压变化时，变容二极管的时，变容二极管的PN结电容随之变化。此特结电容随之变化。此特性可应用在自动频率微调、电调谐等电路中。性可应用在自动频率微调、电调谐等电路中。 特殊二极管的符号：特殊二极管的符号： e、

24、发光二极管发光二极管 按颜色分有红色、绿色、白色、黄色、蓝色、橙色、多变色等。 按工作电压由1.7v、1.85v、2.3v、2.8v等。 发光原理：内部结构是一个PN结。具有单向导电的性能。加正向电压后，PN结的空间电荷区势垒降低，载流子的扩散运动大于漂移载流子的扩散运动大于漂移运动，致使运动，致使P区、区、N区空穴和电子相互注入，区空穴和电子相互注入，在相遇中产生复合。复合所释放出的能量，在相遇中产生复合。复合所释放出的能量，大部分以发光的形式出现。大部分以发光的形式出现。 材料与颜色：磷砷化镓(GaASP) -(红色)； 磷化镓(GaP)-(黄色、绿色) 砷化镓(GaAS)-(红外光)；

25、光学参数： 红外发光二极管-(波长在900nm以上) 可见光发光二极管-(波长500-700nm之间) 发光二极管的一般电参数：发光二极管的一般电参数： 最大工作电流:50mA； 起辉近似:1mA； 一般正向压降: 1.5v-3v范围内(参攷：1.65v) 反向耐压一般在6v左右，最高不超过十几伏。 如何求合适的限流电阻：如何求合适的限流电阻：(红光磷砷化镓为例) RUm-UF/Im3v-1.65v/0.01A135 电源电压：Um3V； 发光管工作电流：Im0.01A； 发光管正向压降UF1.65V； 限流电阻应为：135左右； f、集成电路：集成电路： 按封装材料分有陶瓷和塑料二类 按引脚

26、引出的方式分为扁平和双列直插式二种。前者为直接焊于印刷线路板上，而后者采用专用配套插座形式。 目前我们接触到的有三个集成电路； (1).555时基电路(八脚、塑封、双列直插式)。 (2).CD-4069六反相器(十四脚、其余同上)。 (3).LM-358双运放(八脚、其余同上)。 以上集成电路都配有标准配套插座，现场制作时，应先将插座焊于线路板上，待全部焊接制作完畢后，经检查无误，方可插入集成电路，以免静电及无故损坏集成电路。 集成电路正面引脚排列图示：集成电路正面引脚排列图示：(反时针方向反时针方向)集成电路插座集成电路插座(八脚、十四脚八脚、十四脚) 集成电路底视引脚排列图示集成电路底视引

27、脚排列图示(顺时针方向顺时针方向)。 集成电路集成电路CD-4069外引线排列图：外引线排列图： 集成电路集成电路LM358外引线排列图：外引线排列图：集成电路集成电路555正面外引线排列图：正面外引线排列图：555时基电路内电路功能图时基电路内电路功能图 C、熟悉、了解电路的基本原理和掌握、分熟悉、了解电路的基本原理和掌握、分析元器件在电路中的作用及应用特点：析元器件在电路中的作用及应用特点： (1)、采用比较分析法： (2)、采用比较法分析元器件在电路中的作用采用比较法分析元器件在电路中的作用： (3) 、比较电路的共同点和不同点：比较电路的共同点和不同点： (4)、比较一下电路的特点：、

28、比较一下电路的特点：善于将善于将“三种图三种图”融为一体融为一体善于将善于将“三种图三种图”融为一体融为一体 现场电子制作现场电子制作 搞好制作的关搞好制作的关鍵鍵： 1、学会电子制作、学会电子制作焊接焊接的方法和技巧。的方法和技巧。 2、了解和掌握最基本、最常用、了解和掌握最基本、最常用电子元器件电子元器件的特性及在电路中的使用方法。的特性及在电路中的使用方法。 3、学会看、学会看拼搭图拼搭图、电原理图电原理图、印刷电路板印刷电路板安装图安装图，能独立完成小的电子作品。，能独立完成小的电子作品。 4、熟悉、掌握一些基本电路，从电子制作、熟悉、掌握一些基本电路，从电子制作实践中，逐步领会实践中，逐步领会电子电路电子电路实际应用的特实际应用的特点、原理和方法。点、原理和方法。 5、在制作中，学会善于、在制作中，学会善于独立思考独立思考，逐步，逐步学会、养成学会、养成自检自检的能力，从而培养的能力，从而培养青少年在动手动脑过程中，勇于克服困青少年在动手动脑过程中，勇于克服困难，善于难，善于思考思考，善于，善于分析分析，从实践中不，从实践中不断激发断激发创新思维创新思维，增强，增强创新的意识创新的意识，培，培养养创新精神。创新精