模拟物联网智能家居模拟试题.docx
- 文档编号:9347635
- 上传时间:2023-02-04
- 格式:DOCX
- 页数:25
- 大小:944.87KB
模拟物联网智能家居模拟试题.docx
《模拟物联网智能家居模拟试题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《模拟物联网智能家居模拟试题.docx(25页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
模拟物联网智能家居模拟试题
《电子产品装配与调试》试题
题目:
模拟物联网智能家居
完成时间:
4小时
工位号:
日期:
______________________________
第一部分模拟物联网智能家居介绍
一、套件概述
物联网的概念日益融入了我们的日常生活,在智能家居领域也越来越多的出现了物联网的相关应用。
此套件为模拟物联网智能家居系统,模拟了智能灯光、自动窗帘、智能门锁、温度报警等功能,并配有一块无线遥控器,模拟物联网应用中的控制终端,通过此无线遥控可控制板子上的各个功能,整个套件通过单片机将各个功能电路整合起来,形成一个完整的控制系统。
灯设置为普通模式时,可通过遥控或板上开关控制灯的亮灭;设置为智能模式时,当周围环境比较暗时,若检测到有人活动则自动点亮灯,当无人活动时,延时一段时间后灯自动熄灭。
可用遥控来控制窗帘电机的正转反转,通过电位器可调节电机转速,实现电机的无级调速。
可通过密码打开门锁,四位密码,密码可通过自锁开关修改,有16种密码可供选择,也可通过遥控直接打开门锁。
当密码输入达到一定的错误次数时会启动报警,报警若长时间无人响应,板上会有相应的后续动作(电机自动反转并自动切断灯光电源)。
实现高温报警,若温度超过了设定值则启动报警,模拟家中突发火灾的情况,若报警一段时间后温度仍居高不下,则电机自动反转并且自动切断灯光电源(模拟打开窗帘并切断强电电源)。
二、电路主要元器件介绍
1.STC11F02
STC11F02单片机为STC公司出品的1T高速单片机,增强型8051内核,速
度比普通8051快6~12倍。
管脚完全兼容普通8051单片机。
电压范围为5.5~4.1V,IO口可设置成四种模式:
标准双向口模式、高阻态模式、推挽模式、开漏模式。
下图为管脚图:
2.74LS112
74LS112为带预置和清除端的两组J-K触发器,管脚图如下:
功能表如下:
3.74LS161
74LS161为可预置的4位二进制同步计数器,它的清除端是异步的,当清除
端CLEAR为低电平是,不管时钟端CLOCK状态如何,即可完成清除功能;它的计数是同步的,靠CLOCK同时加在四个触发器上而实现的,当ENP、ENT均为高电平时,在CLOCK上升沿作用下QA-QD同时变化,从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。
管脚图如下:
引出端符号:
功能表:
4.RE200B
RE200B为双元热释电红外传感器,采用热释电材料极化随温度变化的特性
探测红外辐射,并配合双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰,提高了传感器的工作稳定性。
参数如下:
5.LM358
LM358内部包括两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合
于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模组、音频放大器、工业控制、DC增益部件和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
LM358的8脚贴片式管脚图如下:
参数:
输入偏置电路45nA
输入失调电路50nA
输入失调电压2.9mA
输入共模电压最大值VCC~1.5V
共模抑制比80Db
电源抑制比100dB
6.LM35
LM35是把测温传感器与放大电路做在一个硅片上,形成一个集成温度传感
器。
它的输出电压与摄氏温度成正比,其灵敏度为10mV/℃,即温度每升高一度,输出电压增大10mV,工作温度范围为0~100℃,工作电压为4~30V,其精度为±0.5℃,静态电流为80uA,有塑壳三极管封装,管脚图如下:
7.PT2262/2272
PT2262和PT2272是通用配对编、解码芯片,PT2262/2272最多可有12位
(A0-A11)三态地址端管脚(悬空、接高电平、接低电平),任意组合可提供531441种地址码。
编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字,解码芯片PT2272接收到信号后,其地址码经过两次比较核对后,VT脚才输出高电平。
PT2262的管脚图如下所示:
PT2262管脚图PT2272管脚图
PT2262管脚说明
名称
管脚
说明
A0-A11
1~8、10~13
地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”、“1”、“f”(悬空)。
D0-D5
7~8、10~13
数据输入端,有一个为“1”即有编码发出,内部下拉。
Vcc
18
电源正端(+)。
Vss
9
电源负端(-)。
TE
14
编码启动端,用于多数据的编码发射,低电平有效。
OSC1
16
振荡电阻输入端,与OSC2所接电阻决定振荡频率。
OSC2
15
振荡电阻振荡器输出端。
Dout
17
编码输出端(正常时为低电平)。
PT2272管脚说明
名称
管脚
说明
A0-A11
1~8、10~13
地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空),必须与2262一致,否则不能解码。
D0-D5
7~8、10~13
地址或数据管脚,当作为数据管脚时,只有在地址码与2262一致,数据管脚才能输出与2262数据端对应的高电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数据才能转换。
Vcc
18
电源正端(+)。
Vss
9
电源负端(-)。
DIN
14
数据信号输入端。
OSC1
16
振荡电阻输入端,与OSC2所接电阻决定振荡频率。
OSC2
15
振荡电阻振荡器输出端。
VT
17
解码有效确认,输出端(常低)解码有效变成高电平(瞬态)。
3、电路原理图及元件布局图
1、遥控器原理图如下:
2、主板原理图如下:
3、元件布局图
4、元件清单
1、遥控器清单如下:
Comment
Designator
Footprint
Quantity
2P电容
C1,C2
0805
2
15P电容
C3
0805
1
1N5819二极管
D1,D2,D3,D4
直插
4
LED红色
LED1
0805
1
2pin3.96端子
P1
直插
1
2SC3356(R25)
Q1
贴片
1
8050(J3Y)
Q2
贴片
1
10K电阻
R1,R2,R4,R5,R6,R7
0805
6
1.5M
R3
0805
1
27K
R8
0805
1
240R电阻
R9
0805
1
4.7V稳压管(1N4732)
D5
直插
1
拨动开关
S5
直插
1
按键
S1,S2,S3,S4
轻触按键6mm
4
PT2262
U1
直插
1
18pin底座
直插
1
315M晶振
Y1
有源晶振,3脚直插
1
2、主板清单如下:
Comment
Designator
Footprint
Quantity
无线模块(315M)
小模块
1
4pin单排座
直插,2.54间距
1
3pin单排针
P1
直插,2.54间距
1
直流电机
B1
直径12.5mm
1
106电容
C1,C2,C4
0805
3
103
C3,C5,C11
0805
3
104
C6,C37,C51,C55
0805
4
4.7μF/50v
C10
直插
1
473
C15,C17
直插
2
103
C16,C18
直插
2
47μF/25V
C20
直插
1
22PF
C21,C22
0805
2
22μF/25V
C50,C53
直插
2
1N4148
D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D9,D10,D13,D14,D15,D16,
D17,D18,D19,D20,D21,D22,D23,D24,D25,D26,D40,D41
直插
25
1N5819
D31
直插
1
红色LED,贴片
LED1,LED2,LED3,LED10
0805
4
红色LED,#5
#5,直插
1
红色LED,#3
D32
#3,直插
1
5V继电器
KM1
黑色,单刀双掷
1
5V有源蜂鸣器
LS2
直插
1
P521光耦
OP1,OP2
直插
2
2pin3.96端子
P30
直插
1
8050(J3Y)
Q1,Q2,Q5,Q8,Q10,Q12,Q14,Q15,Q16,Q17,Q18,Q21
贴片
12
8550(2TY)
Q7,Q9,Q11,Q13
贴片
4
10K
R1,R3,R5,R21,R24,R30,R31,R32,R41,R43,R49,R50,R53,R54,
R55,R56,R59,R60,R81,R84,R85,R86,R88,R92,R95,R96,R97
0805
27
100K
R2,R6,R7
0805
3
1M
R4,R11,R12,R13
0805
4
200K
R8,R10
0805
2
20K
R9,R26,R68
0805
3
2K
R14,R16,R17,R18,R19,R20,R22,R23,R27,R44,R80,R126
0805
12
1K
R42,R48,R51,R52,R57,R58
0805
6
270k
R35
0805
1
光敏电阻
R67
直插
1
5.1K
R69,R87,R94
0805
3
510R
R83,R98,R89,R90,R91,R93
0805
6
RE200B热释电
RE1
3脚直插
1
100k电位器
Rp1,Rp2
3296
2
50K电位器
Rp3,RP7,RP8
3296
3
10K电位器
Rp6
3296
1
200K电位器
Rp9
3296
1
按键
S2,S7,S8,S9,S10,S11,S12,S13,S14,S15,S20
轻触按键6mm
11
自锁开关
S3,S4,S5,S6
8.5mm直插
4
拨动开关
S16,S55,S56
SW(拨动开关)
3
LM358
U1,U2,U10
贴片
3
74LS112
U4,U5
直插
2
NE555
U6,U12,U13
贴片
3
74ls161
U7
直插
1
STC11F02E
U15
直插
1
LM7805
U16
直插
1
LM35
U17
直插
1
PT2272-M4
U18
直插
1
16pin底座
直插
3
18pin底座
直插
1
20pin底座
直插
1
晶振12M
Y1
直插
1
电机配套小螺丝
ø2,螺杆长度3mm
2
电机配套导线
单股导线,10cm长
1
电机配套码盘
标示正反转,直径20mm
1
M3的螺帽
固定支撑用
4
M3*30的螺丝
固定支撑作用
4
五、装配及调试说明
注意:
电路焊接完成,仔细检查无误后,才可通电调试。
说明:
1.通常情况下,首先焊接电源电路,焊接好后上电测量电源是否正常,再
进行后续的焊接。
2.门锁电路焊接时,需要注意自锁开关的方向,最好方向统一,以便于调
试时能快速的识别密码。
调试好后能根据要求设置出不同的密码,如:
1357、2457等等。
用密码开锁后需要按下“门锁复位”,门锁才能关闭;用遥控开锁时,按下开锁键后门锁即打开,延时一段时间后门锁关闭。
如果门锁出现报警,可按下板上或遥控器上的“门锁报警响应”,如果长期报警,会启动电机反转后切断灯光电源,此时需要将套件重新上电才能恢复灯光电源。
3.考虑到在实际中可以手动拉合窗帘,所以窗帘电机电路在主板上没有设
置按键,只能通过无线遥控来控制,调试时如果发现此电路有问题,可以先取下单片机,再接入5V电压,模拟单片机的IO口控制。
注意:
如果不取下单片机而直接在单片机IO口上接入5V电压会很容易因电流过大而烧坏IO口,应避免此种操作。
另外,因是模拟套件,所以H桥三级管用的是普通小功率管,不可长期让电机超负荷,那样有可能会因电流过大而烧坏三极管。
此电路调试成功后按下遥控的开/关窗帘,每按一次电机会换一个方向转动,如果一直按住电机会一直转动。
(如果发射的芯片是AD2262则一直按住时,电机转一段时间会停止,如果是PT2262则一直按住电机一直转动。
)
4.灯光智能模式下,用手遮住光敏电阻,另一只手在热释电传感器前晃动
即可点亮灯,灯延时一段时间后会熄灭。
普通模式下,在另一路打开的情况下可用板上开关或遥控来控制灯
5.温度报警电路,调试时,可将放大倍数与比较器阈值电压调到合适的参
数,让电烙铁轻触LM35顶端时即会报警,报警后拿开电烙铁,待LM35温度自动下降后停止报警,如温度长期报警,会启动电机反转后切断灯的电源,此时,需要将套件重新上电才能恢复灯光电源。
6.无线遥控用了4.7V稳压管来稳压,可以外接9V电压,经稳压管稳压后
电路电压仍为4.7V左右,也可用低于9V的电压供电。
注意在主板插上无线模块时要注意正负极,不要插反。
调试步骤:
1.调试温度报警电路时,可先测量U10A1脚电位,然后将U10B6脚电位调到稍高于1脚电位,这样当温度上升后即容易产生报警。
2.调试热释电电路时,测量U2A1脚电位,用手在热释电传感器前晃动,调整RP1的值,使热释电检测到人手时有最大的电压变化,然后调整RP2让U2B在合适的电位,即很容易通过红外检测到物体的移动。
当人手远离热释电传感器时,U2A1脚的参考电压为3.75V,调整RP1后,检测到人手时电压会下降;U2B6脚的参考电压为3.2V,这样电路能很灵敏的检测红外物体的移动。
3.调试光控电路时,需调整RP9,使正常情况下测试点T8为低电位,用手捂住光敏电阻后T8为高电位。
4.调试窗帘电机电路时,调整RP7和RP8能改变电机的转速。
第二部分试题答卷部分
一、装配质量和焊接工艺评分(20分)
工艺要求:
元件安装整齐、焊点美观:
内容
技术要求
配分
评分标准
得分
元器件引脚
1、引脚加工尺寸及成形应符合装配工艺要求
2
1、检查成品,不符合要求的,每处每件扣0.5分/件。
2、根据监考记录,工具的不正确操作,每次扣0.5分。
元器件安装
2、元件高度及字符方向应符合工艺要求
3、元件安装横平竖直
4、PT100的安装引线长度要大于25mm
5、电路板底层安装贴片元件
5
焊点
6、焊点大小适中,无漏、假、虚、连焊,焊点光滑、圆润、干净,无毛刺
7、焊盘不应脱落
8、修脚长度适当,一致,美观
6
安装质量
9、集成电路、二三极管等及导线安装均应符合工艺要求
10、元器件安装牢固,排列整齐
11、无烫伤和划伤,整机清洁无污物
5
常用工具的
使用和维护
12、电烙铁的正确使用
13、钳口工具的正确使用和维护
14、万用表正常使用和维护
15、毫伏表正常使用和维护
16、示波器正常使用和维护
2
2、元器件识别、筛选、检测(15分)
将下表中涉及元器件检测结果填入表中。
注意:
质量判定填写“可用”、“断路”、“短路”、“漏电”。
所使用的万用表型号为:
____________________________
元器件
识别及检测内容
配分
评分标准
得分
电阻器
R5(主板上)
标称值
测量值
测量档位
每支2分
错1项,该电阻不得分。
电容器
C20
标称值(pf)
介质
质量判定
每支2分
错1项,该电容不得分。
发光二极管
D32
导通电压
电路符号
质量判定
每支2分
错1项,该发光二极管不得分。
三极管
Q11
画外形示意图
标出管脚名称
电路符号
质量判定
每支2分
错1项,该三极管不得分。
可调电阻
RP3
最大阻值(Ω)
电路符号
质量判定
每支1分
错1项,该可调电阻不得分。
光敏电阻
R67
亮电阻
暗电阻
质量判定
每支1分
错1项,该光敏电阻不得分。
蜂鸣器
LS2
判断极性
极性判断方法
质量判断
每支1分
错1项,该晶振不得分。
万用表的
使用和维护
万用表正常使用和维护
操作全过程中,对万用表的使用逐工位检查
4分
各项操作方法不当及错误操作手法扣0.5分/项
三、电路参数测试(20分)
1)正常情况下,当T3、T4、T5三个测试点电位都为高电平,T6电位为低电平时,继电器______(能或不能)吸合。
(2分)
2)本套件用到了三个NE555芯片,其中U6是工作在________状态,U12是工作在_________状态(填无稳态或单稳态或多稳态)(2分)
3)当OP01为低电平,OP02为高电平时,电机转动,此时三极管Q9的状态是______(填导通或不导通)。
(2分)
4)U10A为,U10B为(填差分放大器、比较器、同向比例运算放大器)。
(2分)
5)当LM35的输出信号为0.5V时,要想在U10A的输出端得到1.2V的信号时,理论上电位器RP3应调整到______Ω(3分)
6)电容C55在电路中的作用:
。
(2分)
7)二极管D31在电路中的作用:
。
(2分)
8)在按下按键S15时,使用示波器测量U6的3脚波形(5分)
记录波形(2分),其他(2分)
示波器
U417脚频率
得分
时间档位:
幅度档位:
峰峰值:
4、电子产品功能测试(15分)
本电路功能完成
鉴定内容
技术要求
配分
评分标准
得分
实现功能
套件分为门锁,窗帘电机,灯光,温度报警等等电路模块,需将每一个电路模块都调试好。
15分
门锁电路能开锁正常(2分)
门锁电路报警正常(1分)
灯光普通模式工作正常(2分)
灯光智能模式工作正常(4分)
电机正反转正常,转速可调(4分)
温度报警正常(2分)
五、绘制电路图(30分)
说明:
考生在D盘根目录下建立一个文件夹,文件夹命名为“T+工位号”,考生所有文件均需保存在该文件夹内。
各文件的文件名如下:
工程文件:
××.prjpcb
原理图文件:
××.schdoc
原理图元件库文件:
××.schlib
PCB文件:
××.PcbDoc
PCB元件封装库文件:
××.pcblib
其中××为考生工位号,如06.sch。
注:
文件夹的内容均不能出现个人信息,否则不予评分。
根据以下步骤完成PCB的绘制:
1)按照要求建立PCB工程,创建工程文件。
(1分)
2)新建原理图元件库文件,在库中绘制按键S1的库文件“按键”。
(5分)
3)绘制原理图,将自制的“按键”元件符号用于原理图中。
(没有用到自己画的元件扣1分,有其他错误的每处扣1分,扣完为止。
)(8分)
4)建立封装库文件,根据下文的尺寸画出“电位器”和“防反接线座”的封装。
(P1防反接线座)(每个3分,共6分)
5)建立PCB文件,将原理图导入PCB,按键和防反接线座必须用自制的封装。
(5分,没有用到两个自制封装的,每个扣1分)
6)将PCB图中的走线连接完整,要求布局合理,走线美观。
(5分)
电路原理图:
元件封装尺寸:
防反接线
S1按键
元件S1的封装外形尺寸如上图所示,它的焊盘直径为80mil,焊盘孔径为40mil,焊盘横向间距为180mil,焊盘纵向间距为260mil。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 模拟 联网 智能家居 试题