《传感器技术应用（双色）》项目2 敲击式电子门铃制作

电子与信息技术专业传感器技术项目二敲击式电子门铃制作任务1项目任务书在日常生活中，人们可以通过门铃提示音知道有客人来访，因此门铃给人们的日常生活带来了便利，成为居家常用电子设备之一。敲击式门铃是一种新型电子门铃，当有客人来访时，不需要按钮，只要用手轻轻敲击房门，室内的电子门铃就会发出“叮咚”声。2.1.1项目描述任务1项目任务书根据给定的元器件、印刷电路板和电路图，按照电子产品制作工艺，通过焊接、组装和调试，制作一个敲击式门铃。2.1.2项目任务任务2信息收集2.2.1压电式传感器1.压电效应某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，其内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上便产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电状态，这种现象称压电效应。任务2信息收集2.2.1压电式传感器2.压电材料压电材料（piezoelectricmaterial）是受到压力时会在两端面间出现电压的晶体材料，即具有压电效应的电介物质。材料化学成分灵敏度d/10·N-1使用温度/℃灵敏度温度系数/℃用途石英晶体SiO22.312000.0001标准高精度传感器压电陶瓷PZT200～5005000.001工业用或高灵敏度传感器高分子压电材料PVDF100～1000100较差廉价振动传感器、水声传感器、5GHz以上超声传感器任务2信息收集2.2.2压电式传感器测量电路1.压电元件的等效电路任务2信息收集2.2.2压电式传感器测量电路2.压电元件的测量电路（1）电荷放大器（2）电压放大器任务2信息收集2.2.3压电式传感器的应用1.玻璃破碎报警装置玻璃破碎报警装置它利用压电式传感器对振动敏感的特性来感知玻璃受撞击和破碎时产生的振动波。当有人重击玻璃时，玻璃破碎发出几千赫兹至几十千赫兹的振动，粘贴在玻璃上的高分子压电薄膜传感器感受到这一振动，传感器把振动转换成电压输出，输出电压经放大、滤波、比较等处理后输出报警信号，驱动报警执行机构工作。任务2信息收集2.2.3压电式传感器的应用2.压电式加速度传感器它是利用某些物质如石英晶体的压电效应，在加速度计受到振动时，质量块加在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。任务2信息收集2.2.3压电式传感器的应用3.压电式声表面波传感器压电式声表面波传感器是基于压电材料的逆压电效应工作的。外加交变电场通过逆压电效应的耦合作用，在压电体中激发起各种形式的弹性波。当外加电场的频率与弹性波在压电体中传播时的机械谐振频率一致时，压电体便进入机械振动状态，成为压电振子。任务2信息收集2.2.3压电式传感器的应用4.压电式超声波传感器压电式超声波发送器实际上是利用压电晶体的逆压电效应制成的。压电式超声波接收器是利用压电效应制成。任务3项目实施2.3.1框图敲击式门铃由传感器电路、延时电路、低频放大电路和声音输出电路组成。任务3项目实施

2.3.2压电陶瓷片工作原理：在两片铜制圆形电极中间放入压电陶瓷介质材料，当在两片电极上接通交流音频信号时，压电片会根据信号频率发生震动而产生相应的声音。制作方法：将一根导线焊接到铜片上，另一根导线焊接到压电陶瓷片上。测试方法：万用表的量程开关拨到直流电压2.5V档，左手拇指与食指捏住压电陶瓷片的两面，右手持万用表的表笔，红表笔接金属片，黑表笔横放在陶瓷表面上，左手稍用力压一下，随后又松一下，万用表的指针先向右摆，接着回零，随后向左摆一下。任务3项目实施2.3.3电路原理图

电路包括传感器电路、低频放大电路、延时电路和声音输出电路四部分组成。任务3项目实施2.3.4敲击式门铃制作1．设备及元器件设备及元器件要求如表2-3所示。2.元器件识别与检测（1）根据元器件清单，清点组件；（2）识别色环电阻、记录阻值，并使用万用表对电阻进行检测；（3）使用万用表对电容器、三极管进行检测；（4）识别集成电路NE555；（5）识别并检测压电陶瓷片和扬声器；任务3项目实施2.3.4敲击式门铃制作3．焊接组装（1）焊接前准备①按照工艺要求对元器件引脚进行整形处理；②对照原理图和印刷电路板图，查找元器件在印刷电路板上的位置。

（2）焊接工艺要求①电阻器卧式贴板焊接；②电容器和三极管立式贴板焊接；③集成电路采用插座贴板焊接；④压电陶瓷片的连接导线焊接牢固；⑤焊接时应注意扬声器极性连接正确。⑥将二根6cm长单芯导线，两头剥约4mm挂锡；⑦焊点光亮，不能虚焊、连焊、错焊、漏焊、铜箔脱落，同时还要注意用锡要适量。焊完之后，将引脚剪掉，焊板上保留焊点高度0.5-1mm。任务3项目实施2.3.4敲击式门铃制作4．电路调试（1）调试准备①电路焊接完成后，再次检查各元件焊接位置是否正确、有无虚焊和连焊等。②将集成电路NE555按标志方向插入集成电路插座。③将两根6cm导线一端焊接到印刷电路板电源正、负端。④把稳压电源输出电压调整为9V，将印刷电路板上的电源线接至稳压电源正、负端。⑤再次检查连接是否正确。（2）电路调试①接通+9V电源；②敲击压电陶瓷片周围，扬声器发声，电路工作正常；③若敲击压电陶瓷片周围，扬声器不发声，请检查电路，排除故障。（3）故障排除任务4项目考核考

核

内

容为其他组相应项目评分1、元器件检测：对照清单正确清点检测。(20分)2、电路板焊接：(1)元件布局合理，焊接正确；（30）(2)焊点圆、滑、亮。（