多功能实用控制器的模块化制作与实践

2021-06-17 08:19吴晓云俞成

电子制作 2021年10期

吴晓云，俞成

（江苏省江都中等专业学校，江苏扬州，225200）

多功能实用控制器电路牵涉到模拟电子技术、脉冲和数字电路等基础知识，电路可以一次性统装后调试检测，也可分单元电路进行模块化装接调试，制作方法更实用。

1 电路结构、工作原理及功能分析

该电路通过变压器降压、桥式整流、滤波电路、三端集成稳压块7805提供电路5V直流电压，见图1。

夜晚环境无光时，光控电路提供给集成与非门CD4011的2脚为高电平，提供了开门信号；而声音经驻极体话筒转换成的高电平信号经过门电路处理后，由CD4011的10脚输出了有效的低电平触发脉冲。

白天光线强时，集成与非门CD4011的2脚输出低电平，关闭了门电路，声音信号无法被传送，实现了声光控制功能。而夜晚门电路被打开，声音信号是555定时器单稳态触发电路的第一路低电平触发脉冲信号。

由或门74LS32引入的人体触摸信号和干簧管磁控信号分别给555单稳态触发器电路提供了另外两路有效的低电平触发信号，使得电路在声光控制的基础上，又具备了触摸和磁控功能。

555单稳态触发器电路在无负脉冲触发信号时电路处于稳态，输出端3脚输出为低电平，其连接的发光二极管和蜂鸣器不工作，同时晶体管继电器输出电路、可控硅直流灯泡输出电路均不工作。

R19、RP1、C14等元件组成延时回路，延时时间可调整。当555单稳态触发器电路2脚触发端得到一负脉冲触发信号时，电路进入暂稳态，输出端立刻翻转为高电平，其连接的发光二极管和蜂鸣器发出声光讯号，同时高电平信号也控制晶体管继电器、可控硅输出电路工作。

表1是多功能实用控制器的元件清单。在此基础上可用万用表等仪器仪表做好电阻元件、电容元件、半导体元件、集成电路元件和其它器件的识读与检测。读者可以设计PCB板自行制作，也可选用PCB板成品套件。

图1

表1 元件清单

若将多功能实用控制器按模块化单元电路分别进行安装，那么每一个过程均能调试检测出相应单元电路的电参数和指标，增加了乐趣，也降低了学习难度。电路按模块化单元安装后可以进行统调检测和故障模拟，相对于一次性统装而言，这样可以让学习者更好地掌握电子技术基础知识，更容易激发电子爱好者的学习兴趣。

电路由降压变压器、桥式整流电路、电容滤波、三端集成稳压块7805、电源指示等几部分组成，如图2所示，结合原理图找准印制板区域，进行元件成形与插装、元件焊接操作。

检测:检测变压器初、次级、7805的输入端、输出端电压是否正常，检查电源指示灯是否正常显示。

图3

电路由麦克风声电转换电路、音频信号固定式偏置放大电路等二部分组成。如图3所示，结合原理图找准印制板区域，进行元件成形与插装、元件焊接操作。

检测:检测三极管的直流工作点是否正常，判断三极管是否正常工作；集电极输出端的直流电压是否随驻极体拾取的声音而抖动变化。

电路由光电传感转换电路、触摸信号输入及逻辑门整形处理电路等部分组成，并给555定时器的2脚提供触发信号，如图4所示，结合原理图找准印制板区域，进行元件成形与插装、元件焊接操作。检测:根据门电路逻辑关系检测各有关引脚，重点检测CD4011的2脚、4脚、10脚电平。

图2

图4

图5

电路由干簧管磁控触发电路、555单稳态脉冲电路以及声光报警电路等三部分组成，如图5所示，结合原理图找准印制板区域，进行元件成形与插装、元件焊接操作。

检测:检测555定时器集成块的电源端8脚、复位端4脚等相关引脚。在此基础上，利用干簧管的触发，检测555输出端信号端4脚是否有高电平信号输出，是否有正常的声光警报讯号。

电路由单向可控硅开关输出电路、复合管驱动的继电器开关输出电路等二部分组成，如图6所示，结合原理图找准印制板区域，进行元件成形与插装、元件焊接操作。

检测:在无输入开关信号的情况下检测Q7、Q8以及可控硅阳极、控制极的工作电压；在输入开关信号的情况下检查输出负载（可接白炽灯）工作情况、继电器的吸合情况。

电路按模块分别制作好后，可进行整体电路连接、统调和检测：

（1）检测声光控、触摸、干簧管磁控控制功能

重点检测CD4011的输出端10脚信号是否正常、555电路3脚、6脚信号是否正常，声光讯号是否正常蜂鸣和显示。

（2）检测可控硅输出负载（接灯泡）、继电器是否正常工作

图6

完成多功能实用控制器电路结构剖析、制作与检测的完整工作过程后，也可分别设置电源等各单元电路故障，对多功能实用控制器进行故障模拟和分析、排除，增强学习者的实践能力。

可见，通过模块化制作与检测多功能实用控制器，既能熟悉电路的工作原理和功能，又能掌握电路的装接和生产工艺，还能熟悉电路的调试检测技术。另外，电路制作调试成功后进行故障模拟，对掌握电路的实操技能也有显著促进作用。