电子线路装调 教案 C4能正确装调行走机器人电路

教案课次35课时4教学对象周次课型理实一体授课日期执教者授课地点课题C4-1能正确装接行走机器人电路使用教材电子线路装调出版社机械工业出版社教学目标知识技能态度1、理解555定时器的概念、特点与应用2、了解H桥驱动电路1、能快速识别电路中所用的元器件；2、能合理在电路板上进行元件布局，合理整形元件，并能按照工艺规范安装元件；3、能按照工艺要求正确完成元器件焊接；4、能正确连接和开启电源，遵循规范流程，完成电路基本功能的检测；1.养成独立分析、思考、解决问题的思维习惯，提高团结互助的合作能力。2.培养学生交流合作能力、继续学习能力教学重点555定时器的概念、特点与应用H桥驱动电路教学难点555定时器的概念、特点与应用H桥驱动电路教学资源多媒体课件、电烙铁、焊料、电工实训台、电路相关元器件若干、印刷电路板

教学活动流程教学步骤与内容教学组织形式教学方法达成目标知识讲授（一）555定时器1、引脚功能2、控制功能3、特点：4、应用;1）单稳态触发器2）多谐振荡器3）施密特触发器班级授课讲授法首先讲授555定时器的引脚功能与控制功能，在理解的基础上再介绍555定时器的应用电路，为后续电路调试作知识准备。知识讲授（二）H桥驱动器1、电路2、工作过程要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。根据不同三极管对的导通情况，电流可能从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。班级授课讲授法通过H桥驱动电路的认识，让学生理解机器人行走的原理能力训练一：电路装接前工作1、PCB预处理检查印刷电路板正反面，对于铜箔氧化层进行清洁、去氧化。2、元器件清点与检测对照元件清单，检查电路所需的元器件，观察元器件有无损坏。班级授课练习法要求：印制板无划伤处，整体清洁无污物，铜箔焊盘平整、光亮。元器件整理规范摆放，通过检测与清点与板面参数对应。能力训练二：电路装接1、元器件整形对照电路板元器件安装位置与尺寸，对元件进行合适的整形。2、元器件安装按照安装工艺要求，正确安装元器件。元器件字标方向一致，有极性的元器件要保证插装方向正确，同类元器件安装高度一致。3、元器件焊接对照电路板底层，正确焊接元器件并符合焊接工艺要求。所焊接的元器件的焊点适中，无漏、假、虚、连焊，焊点光滑、圆润、干净，无毛刺，焊点基本一致。班级授课练习法整形、安装、焊接的质量直接决定了电路板功能能否实现能力训练三：电路通电调试1、电源接线：用螺丝刀拆开机器人身体的后盖，将拨动开关接到电机的红线用烙铁拆下，然后焊接到电路板上的GB+接口，将电池盒负极接到电机上的白线用烙铁拆下，然后接到电路板上的GB-接口。2、机器人头部接线将机器人头部的红线与电机相连的一端焊下，在这里串联一个二极管1N4148，二极管负极接机器人头部的红线，正极接到刚拆下头部红线的电机铜片上。3、电动机接线将直流电机负极铜片用导线接至电路板上MT1接口，正极铜片用导线接至电路板MT2接口。4、通电测试：完成安装后，电池盒放入3节5号电池，拨动开关至“ON”的状态。机器人前进并伴随有音乐、眼睛闪红光，行走一段时间后自动后退，退行一段时间后自动前进，周而复始。班级授课练习法通过连接线将各模块电路连接后，再通电测试基本功能，让机器人能够实现行走功能。课外作业1、课后作业1、2、32、总结技能操作过程中的注意点教学后记

教案课次36课时4教学对象周次课型理实一体授课日期执教者授课地点课题C3-2能正确调试行走机器人电路使用教材电子线路装调出版社机械工业出版社教学目标知识技能态度1、熟悉行走机器人电路的组成2、理解行走机器人电路的工作原理1、能说出行走机器人电路工作原理；2、能完成行走机器人单元功能的调试与参数测定；3、能完成行走机器人整体调试与参数测定；4、能自行解决调试过程中出现的问题；1.养成独立分析、思考、解决问题的思维习惯，提高团结互助的合作能力。2.培养学生交流合作能力、继续学习能力教学重点行走机器人电路的组成行走机器人电路的工作原理教学难点行走机器人电路的工作原理教学资源多媒体课件、电工实训台、行走机器人电路电路板、示波器、万用表

教学活动流程教学步骤与内容教学组织形式教学方法达成目标知识讲授（一）行走机器人电路的组成本电路可分为正、负稳态电路和直流电机正反转驱动电路两部分。正、负稳态电路由555定时器和RC充放电电路组成，用来提供直流电机正转和反转控制信号。直流电机正反转驱动电路由H型全桥式电路构成，主要用来控制电机正转和反转，从而实现行走机器人前进、后退的功能。1、正、负稳态电路：正、负稳态电路由555定时器、W2、R13、C5、C3、W1、R6、C1、C2组成，其中W2、R13、C5构成正稳态的延时电路，调节W2可以调节C5充电的时间，从而控制正稳态时间。W1、R6、C1构成负稳态的延时电路，调节W1可以调节C1放电的时间，从而控制负稳态时间。正稳态时电机正转，机器人前进；负稳态时电机反转，机器人后退。2、直流电机正、反转驱动电路：直流电机正反转电路采用的是应用最广泛的H型全桥式电路，驱动电路由VT1、R7、VT3、R10、VT5、VT7、VT2、R12、VT4、R9、VT6、VT8组成，这种驱动电路可以很方便实现直流电机的正转、反转运行。其中VT5、VT7为一组，VT6、VT8为另一组，两组的状态互补，一组导通则另一组必须关断。当VT5、VT7导通时，VT6、VT8关断，电机两端加正向电压，可以实现电机的正转；当VT6、VT8导通时，VT5、VT7关断，电机两端加反向电压，可以实现电机的反转。班级授课讲授法采用化整为零的方法，引导学生分别认识与分析各功能部分电路知识讲授（二）行走机器人电路的工作原理初始状态电容C1两端的初始电压为0，小于1/3VCC，3脚输出高电平。此时W2、R13、C5构成正稳态的延时电路，电源通过W2、R13向C5充电（调节W2可以改变C5达到触发电平的时间）。因为正稳态时MT2端为高电平对C1充满了电，2脚一直处于高电平，当C5两端电压达到2/3VCC时，进入另一个稳态，即负稳态，3脚输出低电平，放电管导通，C5两端电压瞬间被拉为低电平。当555定时器进入负稳态后MT2变为低电平，此时C1通过W1、R6、R14对地放电。调节W1可以调节放电的时间，当C1两端的电压降到1/3VCC时，555定时器进入正稳态，如此循环，分别调节W2、W1可以控制正、负稳态电路的延时时间。当NE555处于正稳态时，控制信号为高电平，经R5加到VT1基极，因为VT1为NPN管，故VT1导通，VT1集电极被拉为低电平，再经过R7加到VT3的基极，VT3导通，从而VT5、VT7导通，电流通过MT2经过电机后流经MT1，电机正转，机器人前进，W2可控制电机正转的时间。当NE555处于负稳态时，控制信号为低电平，通过R4加到VT2上，VT2、VT4、VT6、VT8导通，电流通过MT1经过电机后流经MT2，电机反转，机器人后退，W1可控制电机反转的时间。发声、闪灯电路经过二极管VD4供电，正转时MT2为高电平，VD4导通，发声、闪灯电路有电压正常工作，机器人发声、眼睛闪光；反转时MT2为低电平，VD4截止，发声、闪灯电路无电压停止工作，机器人不发声、眼睛不闪光。班级授课讲授法在模块功能了解的基础上，在整体分析电路工作原理能力训练一：电路基本功能的检测拨动开关至“ON”，观察行走机器人电路的基本功能。班级授课练习法要求：实现电路功能正常：机器人前进并伴随有音乐、眼睛闪红光，行走一段时间后自动后退，退行一段时间后自动前进，周而复始。能力训练二：模块功能调试1、正、负稳态电路的电压测定（1）调节W2，用示波器测量电容C5两端电压和555定时器的输出电压，观察并分析可调电阻W2对电容C5充电时间、555定时器输出电压的影响，并记录在表C4-2-2中；（2）调节W1，用示波器测量电容C1两端电压和555定时器的输出电压，观察并分析可调电阻W1对电容C1放电时间、555定时器输出电压的影响，并记录在表C4-2-2中；（3）调节W1、W2，使正稳态持续时间为10s、负稳态持续时间为5s，将电容C1两端电压、电容C5两端电压和555定时器输出电压的波形记录在表C4-2-3中。2、直流电动机正、反转驱动电路电压测定用示波器观察电机两端电压（MT2端到MT1端电压），将正稳态持续时间为10s,负稳态持续时间为5s的波形记录在