《变音门铃的安装与调试》学生工作页

任务四变音门铃的安装与调试《学生工作页》《变音门铃的安装与调试》学生工作页学习任务四变音门铃的安装与调试eq\o\ac(○,学)eq\o\ac(○,习)eq\o\ac(○,任)eq\o\ac(○,务)eq\o\ac(○,描)eq\o\ac(○,述)学校实训楼的机房需要若干个能变音的门铃，要求使用555定时器进行设计，每按动一次按钮，电路中扬声器就发出一次“叮咚”的响声。现需要维修电工班根据电路原理图领取、核对、检测、筛选元器件，并按工艺完成电路部分的安装与调试。eq\o\ac(○,学)eq\o\ac(○,习)eq\o\ac(○,目)eq\o\ac(○,标)一.专业能力目标能根据工作任务联系单，明确工作内容、工时等要求能正确描述555定时器、扬声器等元器件的基本性质和主要功能，能正确描述变音门铃电路的工作原理能根据任务要求，列出所需工具、材料、仪器仪表清单并做好准备能正确对电子元器件进行识别检测能正确识读电路原理图，设计电路的装配图，并按照任务要求和相关工艺规范完成电路的装接能正确完成电路的通电测试能按电工作业规程，在作业完毕后清理现场能正确填写验收相关技术文件，完成项目验收二.方法能力目标能自主收集和筛选信息，完成自主学习能合理制订工作计划，并有序地付诸实施能独立进行技能训练和知识学习能对学习过程进行总结和归纳三.社会能力目标1.能与小组成员通力协作，共同完成工作任务2.能与团队成员进行顺畅的沟通和交流3.能客观地进行自我评价，并接受他人的评价四．职业素养目标1.能严格遵守安全操作规程2.能严格遵守作业规程3.能保持工作环境整洁4.能自觉遵守单位的规章制度5.能自觉履行分工职责6.能积极地参与教学活动7.能保证出勤率，不随意请假eq\o\ac(○,建)eq\o\ac(○,议)eq\o\ac(○,学)eq\o\ac(○,时)34学时eq\o\ac(○,工)eq\o\ac(○,作)eq\o\ac(○,流)eq\o\ac(○,程)eq\o\ac(○,与)eq\o\ac(○,活)eq\o\ac(○,动)学习活动1明确任务学习活动2制订计划学习活动3装接电路学习活动4通电测试学习活动5验收总结学习活动1：明确任务1.能根据工作任务联系单，明确工作内容、工时等要求2.能正确描述555定时器、扬声器等元器件的基本性质和主要功能3.能正确识读电路原理图，描述变音门铃电路的工作原理14课时eq\o\ac(□,引)eq\o\ac(□,导)eq\o\ac(□,问)eq\o\ac(□,题)1．这个任务要求我们做什么？2．555定时器各引脚的名称是什么?555定时器的基本功能是什么？3．扬声器有哪些技术参数？4．变音门铃电路是怎样工作的？一、阅读工作任务联系单阅读工作任务联系单，根据其中的施工内容手绘工作任务图。工作任务联系单施工单位负责人施工人员电话施工时间年月日—年月日工期10天施工内容学校实训楼机房的防盗门需要若干个能变音的门铃，根据给定的门铃电路原理图，加工一个能变音的门铃，要求每按动一次按钮，扬声器就发出一次“叮咚”的响声。工作要求实现施工内容的要求，注意安全文明生产。派工人员XXX派工时间年月日验收意见验收人员验收时间变音门铃电路原理图二、认识元器件1.认识555定时器上述电路原理图中，标有“555”字样的集成电路芯片称为555定时器。555定时器是一种在数字电路中常用的集成电路芯片。eq\o\ac(

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,接)在电子电路中，所处理的信号有模拟信号和数字信号两大类。传递和处理模拟信号的电路称为模拟电路，传递和处理数字信号的电路称为数字电路。模拟信号是指那些数值可连续变化的信号。例如，前面制作的稳压电源电路中，电路输入的交流电信号和输出的直流电信号都是连续变化的，它们就属于模拟信号。数字信号是指在时间上和数值上都是离散的信号。例如，电子表的秒信号、生产流水线上记录零件个数的计数信号等。数字信号只有两个离散值，通常用0和1两个数字来表示。在电路中，一般用1代表高电平，用0代表低电平。555定时器的外形及引脚如下图所示：（1）查阅相关资料，认识555定时器各引脚的功能，将符号与其对应的功能用直线连接起来。（8分）符号功能eq\o\ac(○,1)GND直接复位端eq\o\ac(○,2)输出端eq\o\ac(○,3)OUT接地端eq\o\ac(○,4)低电平触发端eq\o\ac(○,5)CO控制电压端eq\o\ac(○,6)TH电源端eq\o\ac(○,7)DIS高电平触发端eq\o\ac(○,8)VCC放电端（2）查阅相关资料，将下面的555定时器的基本功能表补全。（10分）输入输出功能eq\o\ac(○,4)脚eq\o\ac(○,6)脚eq\o\ac(○,2)脚eq\o\ac(○,3)脚eq\o\ac(○,7)脚0xx直接复位1＞2/3VCC＞1/3VCC复位1＜2/3VCC＞1/3VCC保持1＜2/3VCC＜1/3VCC置位1＞2/3VCC＜1/3VCC置位2.认识扬声器扬声器又称喇叭，其主要功能是将模拟的话音电信号转化为声波。它是音响、收录机等设备中的重要元件，其质量优劣直接影响音质和音响效果。（1）识读电路原理图，查阅相关资料，扬声器在电路中用什么文字符号和图形符号表示？（2分）扬声器的主要技术参数包括标称阻抗、标称功率、谐振频率和频率范围。标称阻抗是制造厂家所规定的扬声器阻抗值。在这个阻抗上扬声器可获得最大的输出功率。选用扬声器时，其标称阻抗一般应与音频功放的输出阻抗相符。标称功率又称额定功率，是指扬声器能长时间正常工作的允许输入功率。常用的扬声器的功率有0.1W、0.25W、1W、3W、5W、10W、60W、120W等。谐振频率是指扬声器有效频率范围的下限值，通常扬声器的谐振频率越低，低音重放性能就越好。好的重低音扬声器的谐振频率多为20—30Hz。一般来说，扬声器的口径越大，下限频率越低。一般低音扬声器的频率范围为20Hz—3kHz，中音扬声器的频率范围为500Hz—5kHz，高音扬声器的频率范围为2kHz—20kHz。（2）网上搜索扬声器图片，查阅相关技术资料，写出扬声器的主要技术参数。（2分）三、分析变音门铃电路的工作原理1．由555定时器构成的多谐振荡器利用555定时器能组成多种实用的电子电路。本任务电路中，利用的是由555定时器构成的多谐振荡器，其基本电路如下图所示。eq\o\ac(

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,接)多谐振荡器是一种常用的脉冲波形发生器，在接通电源后，它不需要外加信号，就能产生一定频率和幅度的矩形波。接通电源瞬间，电容C1两端电压uc（即u2）为0，因为u2＜1/3VCC，所以555定时器实现置位功能，输出uo为高电平，内部放电管截止。电源VCC通过R1、R2对电容C1充电，使uc按指数规律上升，当uc（即u2）上升到2/3VCC时，电路状态翻转，输出低电平，电容C1通过内部放电管放电，uc随之下降，当下降到时1/3VCC时，电路又实现置位功能。如此反复循环，输出矩形脉冲。根据相关理论计算，电路输出的矩形波的周期T=0.7(R1+2R2)C1根据以上描述，查阅相关资料，将电路的工作波形补全。（4分）2.变音门铃电路555定时器和R2、R3、R4、电容C2组成无稳态音频振荡器。当按钮SB未按下时，555定时器因强制复位端eq\o\ac(○,4)脚通过R1接地呈低电位，电路被复位，振荡器停振，扬声器B无声。当按下按钮SB时，电源经VD1向C1充电，使eq\o\ac(○,4)脚电位上升，当eq\o\ac(○,4)脚电位大于0.4V时，振荡器起振。电源同时经VD2、R3、R4向C2充电，这时电阻R2不起作用。所以在按下SB时，输出矩形波的周期T=0.7(R3+2R4)C2,扬声器B发出相应的“叮——”的声音。松开SB后，C1向R1放电，仍能维持eq\o\ac(○,4)脚为高电平，这时VD2反偏截止，R2被接入振荡回路，输出矩形波的周期T=0.7(R2+R3+2R4)C2，周期增大，频率降低，扬声器B就发出相应的“咚——”的声音。随着C1不断放电，使集成块eq\o\ac(○,4)脚电位不断下降，当降到0.4V以下时，振荡器停振，“咚——”声消失，电路恢复原状。所以按动一次SB后，扬声器B就发出一次“叮——咚——”的声音。根据以上分析讨论，若要改变变音门铃的音调，应如何调整电路?（2分）如果加大C2，门铃的音调将变高还是变低？为什么？（2分）四、变音门铃电路仿真实验查阅资料，了解Multisim仿真软件的使用方法。利用该仿真软件建立变音门铃电路。由于软件系统中没有电铃或扬声器，故负载用限流电阻和发光二极管代替。虚拟四踪示波器用于监测集成块eq\o\ac(○,2)、eq\o\ac(○,6)脚（即uc）和eq\o\ac(○,3)脚（即uo）、eq\o\ac(○,4)脚的信号波形，波形颜色分别选用蓝色、绿色、橙色，以便区别。确认电路连接无误后，开始仿真实验。仿真步骤如下：1.按F5键启动仿真。闭合SB（即按下门铃按钮），观察虚拟四踪示波器的波形。迅速按F6键暂停仿真。拉动示波器的两个游标，使之分别与矩形波两个相邻波形的下降沿重合，读取输出矩形波的周期T合=，计算矩形波的频率f合=1/T合=。（2分）2.按F5键继续仿真。断开SB（即松开门铃按钮），观察虚拟四踪示波器的波形。迅速按F6键暂停仿真。拉动示波器的两个游标，使之分别与矩形波两个相邻波形的下降沿重合，读取输出矩形波的周期T开=，计算矩形波的频率f开=1/T开=。（2分）3.比较f合和f开大小，解释数值不一样的原因：。（2分）4.按钮开关SB处于（填写“断开”或“闭合”）状态时发出“叮——”声，按钮开关SB处于（填写“断开”或“闭合”）状态时发出“咚——”声。（2分）5.为什么断开SB时eq\o\ac(○,4)脚的波形（橙色）向右下倾斜（即电位不断下降）？原因是：。（2分）以自评、互评、专业教师评价相结合的方法，对本学习过程进行评价，评价结果填入下表。学习活动评价表评价项目评价标准分值评分自我评价小组评价教师评价自主学习1.自主学习能力强2.熟练地完成知识的自主学习20明确任务在规定时间内完成工作任务图的绘制工作任务图完整体现任务的背景、条件、标准等要素10仿真实验1.实验过程正确2.实验操作规范3.实验操作熟练，用时少10工作页根据完成情况按配分进行评价40安全文明生产安全用电，不人为损坏元器件、加工件和设备等保持工作环境整洁、秩序井然、操作习惯良好20合计100评价成绩＝自我评价×20%＋小组评价×30%＋教师评价×50%学习活动2：制订计划能根据工作任务要求,确定所需工具、材料、仪器仪表清单能根据电路装接与调试流程,合理安排各项工作的工期,并编排工序能拟定安全防护措施能相互协商进行人员分工能合理制订工作计划2课时eq\o\ac(□,引)eq\o\ac(□,导)eq\o\ac(□,问)eq\o\ac(□,题)1.电子电路的装接包含哪些步骤?2.电工电子操作安全防护常识有哪些?一、列出工具及材料清单（12分）序号工具/材料名称单位数量备注二、列出仪器仪表清单（4分）序号仪器仪表名称及型号单位数量备注三、安排工期和工序（8分）序号工作内容完成时间备注四、拟定安全防护措施（12分）1.查阅电工电子安全防护常识。2.小组成员共同拟定安全防护措施。序号安全防护措施备注五、协商小组成员分工（4分）1.小组负责人：2.小组成员分工：序号姓名分工六、审核工作计划以小组为单位，逐项交叉审核工作计划，审核结果填入下表。工作计划审批表审核项目交叉审核结果解决办法工具材料应增加：可删除：仪器仪表应增加：可删除：型号错误：工期工序工期太长：工期太短：工序不合理：安全防护应增加：可删除：人员分工工作量偏大：工作量偏小：审核人以自评、互评、专业教师评价相结合的方法，对本学习过程进行评价，评价结果填入下表。学习活动评价表评价项目评价标准分值评分自我评价小组评价教师评价沟通交流1.与同学沟通顺畅2.表达清晰20制订计划1.工作计划合理2.要素考虑周全20工作页根据完成情况按配分进行评价40安全文明生产安全用电，不人为损坏元器件、加工件和设备等保持工作环境整洁、秩序井然、操作习惯良好20合计100评价成绩＝自我评价×20%＋小组评价×30%＋教师评价×50%学习活动3：装接电路能正确对电子元器件进行识别检测能正确识读电路原理图，设计电路的装配图能按照任务要求和相关工艺规范完成电路的装接8课时eq\o\ac(□,引)eq\o\ac(□,导)eq\o\ac(□,问)eq\o\ac(□,题)1.电路中各元器件如何检测？2.在万能板中如何合理地进行元器件的布局？一、领取并清点元器件根据变音门铃的电路原理图领取元器件，根据元器件清单逐一核对。元器件清单序号位号元件名称/参数序号位号元件名称/参数1U1555定时器8C3电解电容10uF2R1电阻/4.7kΩ9C4电解电容/470uF3R2电阻/3.9kΩ10VD1二极管/IN41484R3电阻/3.9kΩ11VD2二极管/IN41485R4电阻/3kΩ12SB按钮开关6C1电解电容/47uF13B扬声器/8Ω7C2涤纶电容/0.1uF二、检测元器件1.用前面任务所学方法，识别检测本任务使用的二极管、电容器、电阻器和按钮。（20分）序号元件名称参数识读值参数实测值是否可用2.检测555定时器eq\o\ac(

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,接)对集成电路的质量检测一般分为非在路含有成电路的检测和在路集成电路的检测两类。非在路集成电路是指与实际电路完全脱开的集成电路，即集成电路本身。为减少不应有的损失，集成电路在往印制电路板上焊接前应先进行测试，性能良好，然后再进行焊接，这一尤其重要。检测非在路集成电路的好坏比较简单的方法是：用万用表电阴挡测量集成电路各脚对地的正、负值，然后与标准值进行比较，从中发现问题。具体方法如下：将万用表置于适当挡位，先让红表笔接集成电路的接地引脚，然后将黑表笔从第一脚开始，依次测出人脚对应的阻值（称正阻值）；再让黑表笔接集成电路的同一接地脚，用红表笔按上述方法与顺序再测出另一电阻值（称负阻值）。将测得的两组正、负阻值与标准值比较，从中发现问题。查阅相关资料，找出555定时器各引脚对地电阻的标准值。用万用表测量555定时器各引脚对地电阻值，填入下表，初步判断集成块的质量。（10分）引脚标准值实测值引脚标准值实测时器质量初步检查结果：3.检测扬声器（1）估算阻抗和判断好坏。将万用表置R×1挡，调零后测出扬声器音圈的直流铜阻R，然后用估算公式Z=1.17R算出扬声器的阻抗。如测得一无标记的扬声器的直流铜阻为6.8Ω，则阻抗Z=1.17×6.8=7.9Ω。一般一只8Ω的扬声器的实测铜阻为6.5—7.2Ω。本任务扬声器的标称阻值是多少？实测铜阻是多少？是否合格？（3分）（2）判断相位。在制作安装组合音响时，高低音扬声器的相位是不能接反的。判断方法是将万用表置于最低的直流电流挡，如50uA挡，用左手持红、黑表笔分别跨接在扬声器的两个引出端，用右手食指尖快速地弹一下纸盒，同时仔细观察指针的摆方向，若指针向右摆，说明红表笔所接的一端为正极。将测试结果记录下来。（2分）二、设计电路装配图1.查阅相关资料，了解电子电路装配图的设计原则。本任务采用万能板，请根据变音门铃电路原理图设计装配图。oooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo2.检查装配图。设计者先自检，之后小组成员互检，最后小组之间交叉检查。检查结果填入下表：装配图检查记录表检查项目自检结果组内互检结果组间交叉检结果接线情况存在处接线错误存在处接线错误存在处接线错误元器件占焊盘数量存在个元器件所占焊盘数量错误，分别是（填位号）：存在个元器件所占焊盘数量错误，分别是（填位号）：存在个元器件所占焊盘数量错误，分别是（填位号）：元器件极性标注情况存在个元器件极性标注错误，分别是（填位号）：存在个元器件极性标注错误，分别是（填位号）：存在个元器件极性标注错误，分别是（填位号）：布线情况存在处不合理存在处不合理存在处不合理元器件分布情况存在处元器件分布不均匀存在处元器件分布不均匀存在处元器件分布不均匀检查人三、装接电路1.插装元器件根据相关工艺规范，对元器件进行引脚成型和搪锡处理。查阅资料，了解元器件的插装原则。eq\o\ac(

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,接)元器件插装应遵循以下原则：先低后高，先里后外，上道工序不影响下道工序的安装。电阻器采用卧式安装，紧贴板面安装，色标电阻的色环顺序方向一致。集成电路插座的标记口方向应与实际的集成块标记口方向一致。连接线要平直，不能交叉。焊接面的连接线用实线表示，元件面的连接线用虚线表示。根据元器件的插装原则，在万能板上插装元器件。插装后对照电路装配图进行自检，之后小组成员互检，最后小组之间交叉检查。检查结果填入下表：插装情况检查记录表检查项目自检结果组内互检结果组间交叉检结果引脚处理存在个元器件引脚处理不符合工艺要求，分别是（填位号）：存在个元器件引脚处理不符合工艺要求，分别是（填位号）：存在个元器件引脚处理不符合工艺要求，分别是（填位号）：插装位置存在个元器件插装位置错误，分别是（填位号）：存在个元器件插装位置错误，分别是（填位号）：存在个元器件插装位置错误，分别是（填位号）：插装极性存在个元器件极性标注，分别是（填位号）：存在个元器件极性错误，分别是（填位号）：存在个元器件极性错误，分别是（填位号）：元器件占焊盘数量存在个元器件所占焊盘数量错误，分别是（填位号）：存在个元器件所占焊盘数量错误，分别是（填位号）：存在个元器件所占焊盘数量错误，分别是（填位号）：色环方向存在个色环电阻方向不一致存在个色环电阻方向不一致存在个色环电阻方向不一致检查人2.焊接元器件查阅资料，了解集成电路的焊接方法。按照相关工艺规范焊接电路。eq\o\ac(

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,接)集成电路的焊接方法与分立元器件基本相同，不同之处是其引脚较多。集成块的焊接一般采用“三步焊接法”。管脚焊接顺序为：地端→输出端→电源端→输入端。应注意，每个焊点的焊接时间应尽量短，以免过热造成芯片损坏。以自评、互评、专业教师评价相结合的方法，对本学习过程进行评价，评价结果填入下表。学习活动评价表评价项目评价标准分值评分自我评价小组评价教师评价独立操作1.态度积极主动2.独立完成任务20装配图接线正确元器件所占焊盘数量正确元器件极性标注正确布线合理元器件分布均匀图纸清晰美观10元件插装元器件引脚处理符合工艺要求元器件插装位置正确元器件插装极性正确元器件所占焊盘数量正确色环电阻的色环顺序方向一致15工作页根据工作页完成情况进行评价35安全文明生产安全用电，不人为损坏元器件、加工件和设备等保持工作环境整洁、秩序井然、操作习惯良好20合计100评价成绩＝自我评价×20%＋小组评价×30%＋教师评价×50%学习活动4：通电调试1.能根据电路的装接工艺要求对电路的安装和焊接情况进行检查2.能正确完成电路的通电测试6课时eq\o\ac(□,引)eq\o\ac(□,导)eq\o\ac(□,问)eq\o\ac(□,题)1.通电测试应注意哪些问题?2.本任务的电路通电测试要完成哪些内容?3.使用示波器测量信号在注意什么?一、焊后检查焊接完成后，对电路的装接质量进行自检，之后小组成员互检，最后小组之间交叉检查。检查重点是装配的准确性，包括：元器件位置正确；焊点质量良好，应无虚焊、假焊、漏焊、空隙、毛刺等现象；没有其他影响安全性指标的缺陷；元器件整形合格等。将焊接情况记录在下表中。焊接情况检查记录表检查项目自检结果组内互检结果组间交叉检结果元器件完好情况存在个元器件损坏或碰伤，分别是（填位号）：存在个元器件损坏或碰伤，分别是（填位号）：存在个元器件损坏或碰伤，分别是（填位号）：焊点质量存在处焊点质量问题存在处焊点质量问题存在处焊点质量问题线路连接存在处线路连接错误存在处线路连接错误存在处线路连接错误其他项目检查人二、通电测试检查电路装接无误后，经教师允许，即可进行通电测试。通电前，先查阅资料，熟悉示波器的使用方法。1.首先将电路的⑧脚与电源相连接。按下按钮SB，再松开SB，用示波器观察uc、uo的波形并记录下来。注意，同时聆听扬声器的声音变化。（10分）2.改变C2的电容值（在C2两侧并联一个0.1uF的电容），重复上面的测试，观察波形的变化并记录下来。注意，同时聆听扬声器声音的变化。（10分）3.小组成员相互协作，拍摄通电测试操作过程的视频或照片，并以小组为单位上台展示和讲解。三、排除故障查阅相关资料，熟悉排除故障的一般流程。小组协作，对出现故障的电路板进行故障原因分析，提出排故的方法，并齐心协力排除故障。将相关情况记入下表：故障情况记录表序号故障现象故障原因排故方法以自评、互评、专业教师评价相结合的方法，对本学习过程进行评价，评价结果填入下表。学习活动评价表评价项目评价标准分值评分自我评价小组评价教师评价小组协作有较强的团队合作意识与同学关系融洽、合作愉快积极参与小组讨论按照分工认真完成工作任务20焊接质量元器件没有损伤焊点无虚焊、假焊、漏焊、空隙、毛刺等现象线路连接正确10测试过程1.操作过程正确、规范2.测试操作熟练，用时少20排故过程故障现象描述正确故障原因分析正确正确排除故障10工作页根据完成情况按配分进行评价20安全文明生产安全用电，不人为损坏元器件、加工件和设备等保持工作环境整洁、秩序井然、操作习惯良好20合计100评价成绩＝自我评价×20%＋小组评价×30%＋教师评价×50%学习活动5：验收总结能正确填写验收相关技术文件能对项目进行验收能按电工作业规程，在作业完毕后清理现场能以小组为单位，对学习过程和实训成果进行总结汇报能完成对学习过程的综合评价4课时eq\o\ac(□,引)eq\o\ac(□,导)eq\