电气实验报告

福州大学阳光学院

硬件类实验报告

课程名称：电气工程实践

系别：计算机工程系

专业：计算机类

年级：2013级

学号：

姓名：

指导教师：

2015年 01 月 04 日

目录

1 万能板实用焊接训练 4

1.1 锡焊的机理以及辅助工具的使用 4

1.1.1锡焊的机理 4

1.1.2 焊接辅助工具 5

1.2 实验过程 5

1.2.1 焊接五步法 5

1.2.2 对焊点的检查 5

1.2.3安插元器件及引线折角时应注意 6

1.3 实验成果展示 7

1.4 实验心得 8 2直流稳压电源制作10

2.1 稳压电源工作原理图及LM317工作原理10

2.1.1 LM317T原理10

2.2 实验过程11

2.2.1 实验设备11

2.2.2 装配电路11

2.3 成品展示及实验的试调12

2.3.1 成品展示12

2.3.2 实验的试调13

2.4 实验心得13

3 “叮咚”电子门铃的制作14

3.1门铃电路工作原理及原理图14

3.1.1 555定时器15

3.1.2 电路的工作原理16

3.2 实验过程17

3.2.1 实验设备17

3.2.2 操作步骤18

3.2.3 注意事项18 3.3 实验成果展示及实验试调18

3.3.1 实验成果展示18

3.3.2 实验的试调结果19 3.4 实验心得20

1 万能板实用焊接训练

1.1 锡焊的机理以及辅助工具的使用

1.1.1锡焊的机理

采用锡铅焊料进行焊接的称为锡铅焊，简称锡焊。其机理是焊料母材（焊件与铜箔）在焊接热的作用下，焊件不熔化、焊料熔化并浸润焊面，依靠二者的相互扩散形成焊件的连接，在铜箔与焊件之间形成合金结合层（见图1-1），上述过程为物理-化学作用的过程。

图 1-1 焊接机理

1.1.1.1 电烙铁的三种握法及电烙铁使用前的处理及使用注意事项

电烙铁拿法有三种，如图1-2所示。

图 1-2 电烙铁的拿法

电烙铁使用前的处理：

在使用前先通电给烙铁头“上锡”。首先用挫刀把烙铁头按需要挫成一定的形状，然后接上电源，当烙铁头温度升到能熔锡时，将烙铁头在松香上沾涂一下，等松香冒烟后再沾涂一层焊锡，如此反复进行二至三次，使烙铁头的刃面全部挂上一层锡便可使用了。

电烙铁使用注意事项：

电烙铁不宜长时间通电而不使用，这样容易使烙铁芯加速氧化而烧断，缩短

其寿命，同时也会使烙铁头因长时间加热而氧化，甚至被“烧死”不再“吃锡”。

1.1.2 焊接辅助工具

（1）尖嘴钳：它的主要作用是在连接点上网饶导线、元件引线及对元件引脚成型。

（2）偏口钳：又称斜口钳、剪线钳，主要用于剪切导线，剪掉元器件多余的引线。不要用偏口钳剪切螺钉、较粗的钢丝，以免损坏钳口。

（3）镊子：主要用途是摄取微小器件；在焊接时夹持被汉奸以防止其移动和帮助散热。

（4）旋具：又称改锥或螺丝刀。分为十字旋具、一字旋具。主要用于拧动螺钉及调整可调器件的可调部分。

（5）锉刀：主要用来刮去导线和元件引线上的绝缘物和氧化物，使之易于上锡。

（6）清洁海绵：每次使用之前，应先拿在水中充分吃水、浸泡，然后充分挤干后放置在烙铁架内，这样做的目的是为了防止烙铁头在高温状态下直接和谁接触而加速氧化。需要指出的是，清洁海绵的作用就是擦拭烙铁头上的残锡和氧化物，切勿甩锡和敲锡。

（7）吸锡器：主要用于元器件的拆锡，吸掉多余的焊锡。

（8）焊料：焊锡丝。

1.2 实验过程

1.2.1 焊接五步法

准备施焊、加热焊件、熔化焊料、移开焊锡和移开烙铁，其过程如图1-3所示。

图 1-3 焊接五步法

1.2.2 对焊点的检查

（1）目测焊点是否有松动脱落的迹象（用手指或镊子轻轻拨动焊点）。

（2）检查是否有错焊、漏焊、虚焊的地方。

（3）焊点间是否接触导致短路的现象。

（4）焊点外形润湿应良好，焊点表面是不是光亮、圆润。

（5）焊点周围是否有残留焊剂。

（6）有出现不合格的情况时，根据实际情况进行修补焊点或者用吸锡器拆焊后再进行正确的焊接（使用吸锡器后腰检查焊盘是否有损坏现象，还要注意是否影响到其它的焊点）。

（7）如图1-4师常见的有缺陷的焊点。

图 1-4 常见有缺陷的焊点

1.2.3安插元器件及引线折角时应注意：

1.折角时不要从元器件的根部折引线，容易导致器件的损坏。

2.折角成弧形，要用尖嘴钳进行折角。（下图为部分器件的折角）

3.安插器件时要保证器件紧贴器件面（器件面要整齐），若安装器件较多的电路时，为了散热，要适当调整器件间的距离，器件可以悬空（2~6mm），要保证器件面的规整。

1.3 实验成果展示

图 1-6 万能板焊接“正面”

图 1-7 万能板焊接“反面”

图 1-8 “电气实践”正面

图 1-9 “电气实践”反面

1.4 实验心得

这个实验是焊接200个电阻，这是我第一次接触电烙铁，刚开始我总是觉得焊这个很简单，但是实际操作的时候是会遇到许多问题的，前面的电阻焊的焊点

有的大有的小，并没有想象中的好看，甚至连排版都不怎么美观有的都凸凸的。不过后来在老师的指导下终于有所进步了。在进行本次实验首先必须熟练掌握电烙铁的使用处理注意事项，在焊接之前首先要给烙铁头“上锡”，否则在焊接的时候无法把焊锡熔化，进而影响到焊接的进度以及焊点的稳固与美观。特别是电烙铁不宜长时间通电而不使用，这样容易使烙铁芯加速氧化而烧断，缩短其寿命，同时也会使烙铁头因长时间加热而氧化，甚至被“烧死”不再“吃锡”。其次，要把握合适的焊接时间，包括被焊金属达到焊接温度的时间、焊锡的熔化时间、助焊剂发挥作用及生成金属合金的时间几个部分。当焊接温度确定后，就应根据被焊件的形状、性质、特点等来确定合适的焊接时间。焊接时间过长，易损坏元器件或焊接部位；过短，则达不到焊接要求。对于实验室而言，每个焊点焊接一次的时间最长不超过3s。

做完这个实验老师还让我们在万能板上焊“电气实践”，在做这个实验之前我们按照老师说的先在万能板上写上“电气实践”四个字，前面的“电气”是用电阻焊的有之前焊过的基础这次焊的明显比之前的那些好看多了。不过，就在于“实践”是用导线焊的，由于线不能有交叉必须分开焊，在剥线就比较麻烦一点，其它的倒还好。

经过此次实验，我学会了焊接的方法与技巧，也明白了动手操作的快乐与重要性。其实焊接比我想象的简单的多，有趣的多。

2直流稳压电源制作

2.1 稳压电源工作原理图及LM317工作原理

2.1.1 LM317T原理

由Vin端给它提供的工作电压以后，它便可以保持+Vout端（2脚）比其ADj 端（1脚）的电压高1.25V。因此，我们只需要用极小的电流来调整ADj端的电压，便可在+Vout端得到比较大的电流输出，并且电压比ADj端高出恒定的1.25V。我们还可以通过调整PR1抽头位置来改变输出电压。

图2-1中C2de 作用是对LM317T 1脚的电压进行小小的滤波，以提高输出电压的质量。图中D5的作用是当有意外情况使得LM317T的3脚电压比2脚电压还低的时候防止从C3上有电流倒灌入LM317T引起其损坏。

图 2-1 稳压电源工作原理图

2.2 实验过程

2.2.1 实验设备：

焊接辅助工具、及稳压电源制作器件、万用表。

表 2-1 稳压电源制作器件清单

名称型号数量LM317外型图

电源线 1

万能板 1

二极管1N4007 5

变压器双12V 1

点解电容470μF/25V 1

瓷片电容104 1

点解电容100μF/16V 1

三端稳压集成电路LM317T 1

散热片 1

电阻470Ω 1

电位器5kΩ 1

2.2.2 装配电路

（1）画出装配图

根据电路正确进行装配图的设计，可以两面布线，有金属圆盘的一面称为焊接面，另一面称为元器件面，主要放置元器件。以焊点以免为主（正面），图中焊点连接线、元器件都是安装时的实际位置，实线表示焊点一面的连接线，虚线表示元器件一面的连接线，连接线画的要平直，不能交叉。

（2）元器件的检测

清点元器件，按表核对元器件的数量、型号和规格，如有短缺、差错应及时补缺和更换：检测元器件。

（3）万能板的插装与焊接

1）焊接跳线，遇到引线脚较粗的器件是，采用焊接面压线的方式与其接触进行跳线。

2）焊接D1-D5五个二极管，此时要注意二极管的导通方向，电流有P流向N。（器件中白色圈标记的为N）

3）焊接电阻R1和插头，读取电阻的阻值，选择470欧的电阻。

4）焊接瓷片电容和电位器（5K），C2型号为104，根据电位器占器件面的其体位置对瓷片电容进行调整后的焊接，电位器要找到对应LM317引脚1的那个脚进行焊接。

5）焊接点解电容，此时要注意点解电容的大小及正负极。

6）焊接LM317焊接时要找到引脚1和3相对应的位置进行焊接。

7）检查是否有漏焊和焊错的地方，正负是否接反，和焊点可靠性的检查，进行修补焊点或用吸锡器进行修改。

（4）设计的电路图如2-2所示：

图 2-2 稳压电源设计装配图2.3 成品展示及实验的试调

2.3.1 成品展示

如图2-3、2-4所示：

图 2-3 直流稳压电源“正面”

2.3.2 实验的试调

检查完电路无误后，在插头接上电进行试调。

以上实验成果测试出的电压在（1.2V到14.7V）试调成功。

2.4 实验心得

直流稳压电源制作这个实验，实验目的是要求我们掌握三端稳压块，变压器，万能板等的正确使用，根据电路图对直流稳压电源焊接，制作和调试。在实际焊接操作前，还应当检查好元器件的个数及型号、规格，用万用表对元器件进行检测，不符合质量要求的应踢出并更换。不仅要焊接好所有元器件还要注意整个电路的接通问题，只要有一点点的错误就会到导致电路中没有电压，在做这个实验时应该注意事项有：连接二极管时应注意正负极，有短线的一端称为它的负极，另一端称为它的正极，不能够接错；电容器也是有正负极的，长脚为正短脚为负。还有那个LM317的“1、2、3”管不能接反，不然有可能会使元器件损坏掉。

不过做这个实验之前设计装配图是最为重要的，因为实验电路图比较复杂，要先将电路设计图画出来，然后进行布局，特别要注意正负极的方向不要接反。之后的焊接就显得比较简单了。在做这个实验时，由于焊点排得比较近，原本没连通性的两个焊点被我短路掉了，使电路无法运行，将其分开后就可以了。

3 “叮咚”电子门铃的制作

3.1门铃电路工作原理及原理图

本次的实践课题利用一块555时基电路模拟出“叮咚”双音声的电子门铃。当按下触动开关（即SB开关），扬声器发出一次“叮-咚-”的响声。常用的由555定时器构成的门铃电路如图2-1所示： SB为门铃按钮，其结构简图如图所示。

图 3-1 简易叮咚双音电子门铃电路

3.1.1 555定时器

常用的555定时器有TTL定时器和CMOS定时器两种类型，两者的工作原理基本相同。CMOS定时器CC7555，它有电阻分压器、两个电压比较器和基本RS 触发器、放电管V以及输出缓冲门G5/G6组成。

表 3-1 555定时器的基本功能

输入 输出

TH U

—TR

U

—

R

Q —

Q

OUT V

× × × × × 0 导通

〈32V DD 〈31

V DD 1 1 0 1 截止

〉32V DD 〉31

V DD 1 0 1 0 导通

〉32V DD 〈3

1

V DD 1 1 0 1 截止

〈32V DD 〉3

1

V DD 1 原态 原态 原态 原态

3.1.2 电路的工作原理

555时基电路和电阻R2、R3、R4、电容C2接成无稳态工作模式，当按钮SB 未按下时，时基电路因强制复位端MR （第4脚，低电平有效）通过R1接地，电路被复位，无稳态振荡器停振，扬声器B 无声，当按下按钮SB 时，电源一路径VD1向C1充电，使4脚电位上升。当4脚电位高于0.4V 时，强制复位被解除，振荡器起振；电源另一路径D2、R3、R4向C2充电，这时电阻R2不起作用。所以在SB 按下时，C2充电时间常数是（R3+R4）*C2，放电时间常数是R4*C2，振荡频率约1600Hz ，扬声器SP 发出的是模拟“叮——”声。松开SB 后，C1向R1放电，仍能维持集成块4脚为高电平，这时D2反偏截止，R2被接入振荡回路，C2充电时间常数为（R2+R3+R4）*C2，放电时间常数仍为R4*C2，所以振荡频率降低，为1100Hz 左右，扬声器SP 发出模拟的“咚——”声。随着C1不断放电，使集成块4脚电位不断下降，当降至0.4V 以下时，电路被强制复位，振荡器停振，“咚——”声消失，电路恢复原状。所以按动一次SB 后，扬声器就发出一

次“叮—咚—”的响声。

改变电阻R2的阻值可以调整电路的“咚——”声音调，改变R3或R4阻值可改变电路的“叮—”声音调，但同时也影响“咚——”声的频率，需要仔细调整以获得满意的效果。增减电容C1的容量可调整电路松开按键SB后余音的时间长短。

3.2 实验过程

3.2.1 实验设备：

焊接辅助工具、及稳压电源制作器件、万用表。

表3-2 门铃电路元器件清单

代号名称规格个数

R1 电阻 3.9KΩ 1

R2、R3 电阻3KΩ 2

R4 电阻 4.7KΩ 1

R5 电阻100Ω 1

C1 电解电容47 uF 1

C2 瓷片电容0.1 uF 1

C3 电解电容10 uF 1

C4 瓷片电容0.01uF 1

D1、D2 二极管1N4007 2

D3 发光二极管 1

SB 按钮轻触开关 1

SP 扬声器8Ω/0.5W 1

IC 集成电路NE555 1

集成电路插座8脚 1

接插件 1

3.2.2 操作步骤

（1）画出实验的电路图，对其电路图与稳压电源的原理图进行对比，进行正确的电路设计。

（2）上去领取所需电路元件开始布线，有金属圆盘的一面称为焊接面，另一面称为元器件面，主要放置元器件。以焊点一面为主（正面），图中焊点连接线、元器件都是安装时的实际位置，实线表示焊点一面的连接线，虚线表示元器件一面的连接线，连接线画的要平直，不能交叉。

（3）根据所画的电路图把实验原器件插装到万能板上，按照先低后高、先里后外的原则焊接。

（4）焊接好后，到老师那边测量是否能发出“叮咚”的门铃声，若是没有“叮咚”生则要仔细检查线路连接是否有误，正负极是否接反，元器件是否接对地方。

3.2.3 注意事项

（1）二极管D2不能反接，如果D2接反，按下按钮SB，电源不能对C1进行充电，④脚为低电平，门铃电路不工作。

（2）如果R1开路，当按下按钮SB，电路振荡并发出“叮”声；松开按钮SB，因为振荡回路开路，而不发出声音。

（3）改变C2的数值，变音门铃的音节会发生变化。

3.3 实验成果展示及实验试调

3.3.1 实验成果展示

如图3-2、3-3所示

图 3-2 电子门铃制作“正面”

图 3-3 电子门铃制作“反面”

3.3.2 实验的试调结果

检查完电路无误后，在直流稳压电源的插头上接上电源，在门铃的插头接上喇叭，按SB按钮进行测试。

以上实验成果测试成功，但是音质不准。分析原因肯能是由于焊点的焊接不

牢固或者器件本身存在偏差。

3.4 实验心得

做这个“叮咚”门铃是建立在直流稳压电源制作的基础上的，在做“叮咚”电子门铃之前，首先我们要了解555定时器的工作原理以及整个“叮咚”之所以会响的原理，其中定时器有八个引脚，弄清楚八个引脚所对应的位置及在万能板上的安装，按钮SB也有四个引脚，也要注意在连接时线路所对应引脚的连接。三端稳压集成电路LM317T有三个引脚，注意引脚的顺序。在将元器件插装到万能板上时，因为元器件有高低之分，所以先低后高，先里后外，上道工序不影响下道工序的原理。元器件跟元器件之间有的不能直接连接，要用到连接线，在排布连接线时要平直，不能交叉，不能触碰。本次实验感觉是所有实验中最难的一个，不仅要焊接万能板，还要注意电路的连接情况，电器元件比较多，线路也比较复杂，只要有一点点的错误将会导致电路无法发出“叮咚”声，或者发出各种奇葩声。

由于这个实验的设计装配图是老师给我们的，装配图并不是我们自己设计的，所以感触并没有那么深。不过我自己有去试着设计了下，这次的实验是这些实验中最为复杂的一个。虽然说实际装配图是老师给我们的但是做这个实验，我还是出现了不少的问题，出现最多的问题就是元器件的排布问题，由于在电路板上没有根据元器件的大小对电路进行排布，导致有的元器件排得不齐，不过在座的过程中有进行修改最后才得以排得理想。实验的其它问题：刚一开始由于电路断路导致无法发出“叮咚”声，后来改进了一下，又发现了定时器的引脚链接问题将“2”脚和“6”脚相连接。但是一切并不像我想的那样顺利，运行时竟然只能发出“叮”的声音却发不出“咚”，不过后来在老师的帮助下也找出了其中的原因，最终从而完成了这次的实验。

在焊接上，除了出现之前的跳线和元器件排布的问题之外，更多的是元器件正确的摆放问题，开关的通路问题、电容的正负极问题、二极管的导通方向问题等等。这些问题都是需要我们细致耐心的操作才能使得每一个问题都能解决，只有在这些问题解决之后，才能使得两个实验内容整合在一起，使得整个实践一次成功，听到一声清脆的“叮咚”声。这一声“叮咚”声也是给我的一次肯定。

总结，经过将近半学期的学习。在《电气工程实践》课程当中我们学到了很多知识，让我更加了解了理论知识和实践运用相互结合的重要性，掌握了元件布线要求、焊接技术等，还有一些电子元件的测试及其用途。经过这个实践课程让我们对于用到的各个器件有了更深刻的认识，并对其功能的掌握更加透彻，这样的过程对于我们是很好的锻炼，提高了我们解决实际问题的能力，也体现了这个

实践的最大意义。同时也增强了我们的动手应用能力，提高实践应用能力。