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認(rèn)證類型：機(jī)構(gòu)認(rèn)證

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IP屬地：寧夏 上傳時(shí)間：2021-07-02 格式：DOC 頁(yè)數(shù)：13 大?。?40.50KB 積分：11 舉報(bào) 版權(quán)申訴

1、第一章：摘要在學(xué)校、機(jī)關(guān)、廠礦企業(yè)等單位的公共場(chǎng)所以及居民區(qū)的公共樓道,長(zhǎng)明燈現(xiàn)象十分普遍,這造成了能源的極大浪費(fèi)。另外,由于頻繁開關(guān)或者人為因素,墻壁開關(guān)的損壞率很高,增大了維修量,浪費(fèi)了資金。同時(shí)，為了加強(qiáng)我們對(duì)模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的理解和鞏固，我們通過了兩個(gè)星期的電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，我設(shè)計(jì)的是聲光控制燈的設(shè)計(jì)，我設(shè)計(jì)了一種電路新穎、安全節(jié)點(diǎn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、使用壽命長(zhǎng)的聲光雙控節(jié)能電路。本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是樓道聲控?zé)?，根?jù)模擬電子和數(shù)字電子所學(xué)的知識(shí)自主設(shè)計(jì)，在老師的指導(dǎo)下以小組為單位組裝實(shí)物并調(diào)試。本次課程設(shè)計(jì)任務(wù)是樓道聲控?zé)?，led樓道聲控?zé)羰菢堑罒舻囊环N，是自行研發(fā)生產(chǎn)，擁

2、有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)（申請(qǐng)四項(xiàng)專利），采用特殊技術(shù)封裝的led新型室外燈具，集聲控、光控、智能控制于一體的產(chǎn)品，白天光控作用下，燈具處于關(guān)閉狀態(tài)；夜晚照度低于設(shè)定值后，光控開啟，當(dāng)有人走動(dòng)（或發(fā)出聲音時(shí)），燈光自動(dòng)打開并延時(shí)關(guān)閉。對(duì)手機(jī)說出要撥打的姓名，手機(jī)會(huì)自動(dòng)接通相應(yīng)的電話號(hào)碼。如今，人們對(duì)聲控技術(shù)越來越熟悉。用聲音代替肢體動(dòng)作給人們帶來了很多的好處和便利。因此，越來越多的聲控設(shè)備廣泛地應(yīng)用到人們的生活當(dāng)中。第二章：方案論證 白天光線強(qiáng)，開關(guān)中的光控電路工作，將電路切斷；聲控是用人走動(dòng)時(shí)，腳步聲控制電路，將電路接通。兩個(gè)兩部分的控制相當(dāng)于兩個(gè)開關(guān)串聯(lián)。從邏輯上來講，就是“光暗”和“腳步聲”是“與

3、”的關(guān)系，滿足這兩個(gè)條件，電路接通，燈亮。這個(gè)“與門”輸出，去觸發(fā)一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路，使單穩(wěn)電路動(dòng)作，接通燈的電源，燈亮。再經(jīng)過一個(gè)時(shí)延，燈亮幾十秒鐘后，單穩(wěn)電路自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，燈光熄滅。從聲光控開關(guān)的結(jié)構(gòu)上分析，開關(guān)面板表面裝有光敏二級(jí)管，內(nèi)部裝有柱極體話簡(jiǎn)。而光敏二極管的敏感效應(yīng)，只有在黑暗時(shí)才起到作用（可用液晶萬用表測(cè)得數(shù)值）。也就是說當(dāng)天色變暗到一定程度，光敏二級(jí)管感應(yīng)后會(huì)在電子線路板上產(chǎn)生一個(gè)脈沖電流，使光敏二級(jí)管一路電路處在關(guān)閉狀態(tài)，這時(shí)在樓梯口等處只要有響聲出現(xiàn)，柱極體活簡(jiǎn)就會(huì)同樣產(chǎn)生脈沖電流，這時(shí)聲光控制開關(guān)電路就連通起作用。因?yàn)楸仨氁€(gè)條件同時(shí)存在，聲光控開關(guān)才起作用，故叫與門電路。

4、 聲控?zé)舭糌?fù)載rl、可控硅scr、話筒mic及聲控電路，燈負(fù)載rl與可控硅src串接后與電源相連，話筒將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)成電信號(hào)，聲控電路通過聲音信號(hào)控制可控硅src的導(dǎo)通狀態(tài)，其特征在于，所述聲控電路包括電源部分，諧振放大部分及觸發(fā)器，電源部分通過電容降壓，整流及穩(wěn)壓提供聲控電路所需的直流電壓，諧振放大部分包括多極三極管放大，話筒接在第一級(jí)放大三極管的基極上并由電容耦合，一個(gè)由電感和電容構(gòu)成的諧振電路接在末級(jí)放大三極管的基極上，放大后的信號(hào)影響觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)，并最終控制可控硅的控制極的點(diǎn)位。光控電子開關(guān)，它的“開”和“關(guān)”是靠可控硅的導(dǎo)通和阻斷來實(shí)現(xiàn)的，而可控硅的導(dǎo)通和阻斷又是受自然光的亮度（或

5、認(rèn)為亮度）的大小所控制的。1、該電路的主要特性和優(yōu)點(diǎn)有以下幾方面：（1）、光控功能：在采光滿足需要時(shí)，則不開啟燈光；（2）、穩(wěn)定性：高效可靠的恒流源，保證led光源的穩(wěn)定和長(zhǎng)壽；（3）、寬電壓：ac70v260v自適應(yīng)，dc11v60v自適應(yīng)，適合電壓波動(dòng)較大地區(qū)的需要；（4.）適應(yīng)性：-2060環(huán)境溫度下測(cè)試工作正常；（5）、顯色性：顯色性70 ra，同時(shí)中間色溫賦予舒適的照明；（6）、可靠性：全固體光源抗震動(dòng)、抗沖擊性能強(qiáng)；（7）、壽命長(zhǎng)：led使用壽命5萬小時(shí)，大幅減少燈具更換的人工和材料費(fèi)用；（8）、無污染：一般日光燈含有汞等有害物質(zhì)，而led燈采用半導(dǎo)體技術(shù)，不含任何有害物質(zhì)，是一個(gè)

6、名副其實(shí)的綠色光源；（9）、參數(shù)自設(shè)定：用戶通過簡(jiǎn)單的插拔跳線(或可調(diào)器件)，即可自行調(diào)整光敏度、紅外(聲控)靈敏度，延時(shí)時(shí)間等參數(shù)。2、主要適用場(chǎng)合：1) 太陽(yáng)能光伏照明系統(tǒng)；2) 建筑物樓道、走道等公共通道照明；3) 地下車庫(kù)、圖書館、博物館、陳列館、超市等大環(huán)境補(bǔ)充照明；4) 賓館酒店、醫(yī)院及住宅等玄關(guān)、廚房、衛(wèi)生間、儲(chǔ)藏間、更衣室照明；5) 火車汽車船舶帳篷等蓄電池供電場(chǎng)所照明。第三章 電路原理圖圖31第四章 器件介紹器件包括： 光敏電阻 駐極體話筒 運(yùn)放lm358ne555 sm74ls122 發(fā)光led 電容 電阻 4.1 ne555 圖41ne555是一種應(yīng)用特別廣范作用很大的集

7、成電路小于規(guī)模集成電路,在很多電子產(chǎn)品中都有應(yīng)用. ne555的作用是內(nèi)部的定時(shí)器來構(gòu)成時(shí)基電路,給其他的電路提供時(shí)序脈沖. ne555是屬于555系列的計(jì)時(shí)ic的其中的一種型號(hào)，555系列ic的接腳功能及運(yùn)用都是相容的，只是型號(hào)不同的因其價(jià)格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個(gè)用途很廣且相當(dāng)普遍的計(jì)時(shí)ic，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號(hào)。 各種555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)大同小異，它由比較器c1和c2、基本觸發(fā)器和輸出級(jí)三個(gè)部分組成，外部共有8根引腳，各腳的名稱和功能如下：1腳為接地端，也是芯片的公共端；8腳為電源端vcc；3腳為信號(hào)輸

8、出端vo；7腳為放電端。如果經(jīng)過一個(gè)足夠大的電阻接到電源上那么放電端可獲得一個(gè)與輸出端相一致的電平。4腳為直接復(fù)位端，只要在此輸入低電平，輸出端立即被置為低電平，不受其他輸入狀態(tài)的影響。正常工作是接高電平可直接接到電源上；6腳為c1比較器的信號(hào)輸入端，又稱閥值段th；2腳為c2比較器的信號(hào)輸入端，又稱觸發(fā)端。他們輸入信號(hào)可以是數(shù)字信號(hào)也可以是模擬信號(hào)，分別與比較器所設(shè)置的參考電壓進(jìn)行比較便于控制輸出狀態(tài)；5腳為控制電壓輸入端。如果沒有外加電壓時(shí)兩個(gè)比較器的參考電壓，由電源電壓經(jīng)過三個(gè)等值電阻分壓提供。在這種情況下，該端可通過電容接地，放干擾信號(hào)串入。 ne555的特點(diǎn)有： 1.只需簡(jiǎn)單的電阻器

9、、電容器，即可完成特定的振蕩延時(shí)作用。其延時(shí)范圍極廣，可由幾微秒至幾小時(shí)之久。 2.它的操作電源范圍極大，可與ttl，cmos等邏輯閘配合，也就是它的輸出準(zhǔn)位及輸入觸發(fā)準(zhǔn)位，均能與這些邏輯系列的高、低態(tài)組合。 3.其輸出端的供給電流大，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載。 4.它的計(jì)時(shí)精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價(jià)格便宜。參數(shù)功能特性： 供應(yīng)電壓4.5-18v 供應(yīng)電3-6 ma 輸出電225ma (max) 上升/下時(shí)間100 ns4.2 sn74ls122 圖42 圖43 表4174ls122是雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它的功能表見表21-1，邏輯符號(hào)見圖21-1-2。表和圖中的是直接清“0”端，是觸發(fā)輸入

10、端，其中是低電平信號(hào)觸發(fā)端，是高電平信號(hào)觸發(fā)端，是輸出端，rint和cint是外接定時(shí)電阻和定時(shí)電容的接入端。當(dāng)=0時(shí)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器清零，q=0。功能表中的符號(hào)和表示觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)邊沿，都可以做觸發(fā)輸入端使用，除了做清零端使用外，也可以做觸發(fā)端使用，見功能表的最后二行。功能表中的符號(hào)表示單穩(wěn)工作狀態(tài)。圖21-1-2邏輯符號(hào)內(nèi)部有符號(hào)，它代表內(nèi)部的觸發(fā)信號(hào)是上升邊沿動(dòng)作。是下降沿觸發(fā)有效，是上升沿觸發(fā)有效。所以，中如果沒有觸發(fā)邊沿，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的狀態(tài)不會(huì)改變，見功能表的第二、三、四行。之間是或的關(guān)系，其中只要有一個(gè)有觸發(fā)沿即可觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)，當(dāng)之中有時(shí)，其他觸發(fā)端必須是高電平。它們的關(guān)系在圖21-1

11、-2的邏輯符號(hào)中看的的比較清楚，觸發(fā)信號(hào)的傳遞關(guān)系是。所以中的觸發(fā)沿經(jīng)或門變?yōu)椋捎谑歉唠娖剑@個(gè)觸發(fā)沿可以通過與門對(duì)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)行觸發(fā)。中有觸發(fā)邊沿時(shí)，中至少有一個(gè)是低電平，經(jīng)過或門后變?yōu)楦唠娖胶拖嗯c，才不至于影響的觸發(fā)邊沿。 邏輯符號(hào)中的ri、cx、rx/cx是外接定時(shí)元件的接入端，邏輯符號(hào)外部引線上有符號(hào)，表示這個(gè)引線上的信號(hào)是模擬信號(hào)。cx、rx/cx之間可以外接定時(shí)電容器cext。ri內(nèi)部有一個(gè)定時(shí)電阻，可以使用這個(gè)定時(shí)電阻（不同型號(hào)這個(gè)電阻不同，74ls122大約為10kw），也可以不使用這個(gè)電阻，這時(shí)需要在rx/cx與vcc之間外加定時(shí)電阻。由于外加定時(shí)電阻比內(nèi)部的定時(shí)電阻更準(zhǔn)

12、確一些，所以可以獲得比較準(zhǔn)確的定時(shí)精度。4.3 光敏電阻 圖44光敏電阻器（photovaristor）又叫光感電阻，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。通常，光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。當(dāng)它受到光的照射時(shí)，半導(dǎo)體片（光敏層）內(nèi)就激發(fā)出電子空穴對(duì)，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。光敏電阻是一種半尋體器件，利用半尋體的光電效應(yīng)。當(dāng)有光照時(shí)電阻很小。無光照時(shí)電阻很大?？捎镁w管組成放大器，做成自動(dòng)控制電路。實(shí)現(xiàn)你所需要的電路。把光敏電阻作

13、為晶體管的偏流電阻。這樣當(dāng)有光照時(shí)晶體管導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)靈敏繼電器。用繼電器接通電動(dòng)機(jī)。將窗簾打開。繼電器可用jrx-13f靈敏繼電器。其吸合電流不大于50ma。前級(jí)放大器可用達(dá)林頓管組成。放大器后可接一個(gè)反向器。反向器驅(qū)動(dòng)繼電器。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子空穴對(duì)增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)

14、產(chǎn)生的電子空穴對(duì)將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器：紫外光敏電阻器：對(duì)紫外線較靈敏，包括硫化鎘、硒化鎘光敏電阻器等，用于探測(cè)紫外線。紅外光敏電阻器：主要有硫化鉛、碲化鉛、硒化鉛。銻化銦等光敏電阻器，廣泛用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、天文探測(cè)、非接觸測(cè)量、人體病變探測(cè)、紅外光譜，紅外通信等國(guó)防、科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。可見光光敏電阻器：包括硒、硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、砷化鎵、硅、鍺、硫化鋅光敏電阻器等。主要用于各種光電控制系統(tǒng)，如光電自動(dòng)開關(guān)門戶，航標(biāo)燈、路燈和其他照明系統(tǒng)的自動(dòng)亮滅，自動(dòng)給水和自動(dòng)停水裝置，機(jī)械上的自動(dòng)保護(hù)裝置和“位置檢測(cè)器”，極薄零件的厚

15、度檢測(cè)器，照相機(jī)自動(dòng)曝光裝置，光電計(jì)數(shù)器，煙霧報(bào)警器，光電跟蹤系統(tǒng)等方面。4.4 駐極體話筒 圖45駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電聲性能好、價(jià)格低的特點(diǎn)，廣泛用于盒式錄音機(jī)、無線話筒及聲控等電路中。屬于最常用的電容話筒。由于輸入和輸出阻抗很高，所以要在這種話筒外殼內(nèi)設(shè)置一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管作為阻抗轉(zhuǎn)換器，為此駐極體電容式話筒在工作時(shí)需要直流工作電壓。話筒的基本結(jié)構(gòu)由一片單面涂有金屬的駐極體薄膜與一個(gè)上面有若干小孔的金屬電極（背稱為背電極）構(gòu)成。駐極體面與背電極相對(duì)，中間有一個(gè)極小的空氣隙，形成一個(gè)以空氣隙和駐極體作絕緣介質(zhì)，以背電極和駐極體上的金屬層作為兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)平板電容器。電容的兩極之間有

16、輸出電極。由于駐極體薄膜上分布有自由電荷。當(dāng)聲波引起駐極體薄膜振動(dòng)而產(chǎn)生位移時(shí)；改變了電容兩極版之間的距離，從而引起電容的容量發(fā)生變化，由于駐極體上的電荷數(shù)始終保持恒定，根據(jù)公式：q =cu 所以當(dāng)c變化時(shí)必然引起電容器兩端電壓u的變化，從而輸出電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)聲電的變換。聲電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件是駐極體振動(dòng)膜。它是一片極薄的塑料膜片，在其中一面蒸發(fā)上一層純金薄膜。然后再經(jīng)過高壓電場(chǎng)駐極后，兩面分別駐有異性電荷。膜片的蒸金面向外，與金屬外殼相連通。膜片的另一面與金屬極板之間用薄的絕緣襯圈隔離開。這樣，蒸金膜與金屬極板之間就形成一個(gè)電容。當(dāng)駐極體膜片遇到聲波振動(dòng)時(shí)，引起電容兩端的電場(chǎng)發(fā)生變化，從而產(chǎn)生了隨

17、聲波變化而變化的交變電壓。駐極體膜片與金屬極板之間的電容量比較小，一般為幾十pf。因而它的輸出阻抗值很高(xc12tfc)，約幾十兆歐以上。這樣高的阻抗是不能直接與音頻放大器相匹配的。所以在話筒內(nèi)接入一只結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體三極管來進(jìn)行阻抗變換。場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)是輸入阻抗極高、噪聲系數(shù)低。普通場(chǎng)效應(yīng)管有源極(s)、柵極(g)和漏極(d)三個(gè)極。這里使用的是在內(nèi)部源極和柵極間再?gòu)?fù)合一只二極管的專用場(chǎng)效應(yīng)管。接二極管的目的是在場(chǎng)效應(yīng)管受強(qiáng)信號(hào)沖擊時(shí)起保護(hù)作用。場(chǎng)效應(yīng)管的柵極接金屬極板。這樣，駐極體話筒的輸出線便有三根。即源極s，一般用藍(lán)色塑線，漏極d，一般用紅色塑料線和連接金屬外殼的編織屏蔽線。4.5運(yùn)放

18、lm358 圖46lm358是常用的雙運(yùn)放, lm358內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器， 適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工 作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益 模組,音頻放大器、工業(yè)控制、dc增益部件和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。 lm358的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。 特性(features)： 內(nèi)部頻率補(bǔ)償。 直流電壓增益高(約100db) 。 單位增益頻帶寬(約1mhz) 。 電源電壓范圍寬：?jiǎn)坞娫?330v)；雙電源(1.5一15v) 。 低功耗電流，適合

19、于電池供電。 低輸入偏流。 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流。 共模輸入電壓范圍寬，包括接地。 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍。 輸出電壓擺幅大（0至vcc-1.5v) 。第五章 電路板的焊接、調(diào)試與故障分析 1、電路板的焊接、調(diào)試?yán)脭?shù)電和摸電的知識(shí)繪制出電路圖,按照電路圖運(yùn)用工具將電路組裝,并進(jìn)行測(cè)試.5v進(jìn)行測(cè)試時(shí),發(fā)現(xiàn)led燈不亮,通過用萬用表測(cè)量發(fā)現(xiàn)集成塊沒有接電源,接上電源后繼續(xù)測(cè)試發(fā)現(xiàn)聲控?zé)粽９ぷ?電路組裝成功. 當(dāng)光線充足時(shí)光敏電阻阻值很小大約僅為1k歐,此時(shí)電壓比較器正相輸入,輸出為高電平;ne555電路4引腳為低電平有效所以其接受到輸入的高電平時(shí)不會(huì)工作處于鎖閉狀態(tài).當(dāng)光線

20、不充足是光敏電阻阻值很大約為100m歐以上故電壓比較器反向輸入輸出為低電平,ne555電路工作.這時(shí)若有聲音信號(hào)通過mic輸入，通過電容濾波后輸入lm358放大電路經(jīng)放大后輸入ne555電路，正弦波形被施密特變換為反相矩形波后輸入到sn74ls122單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器后再次經(jīng)波形變換后變成一個(gè)下降沿脈沖。由于led接入74ls122的q在其上升沿到達(dá)之前l(fā)ed在高電平的作用下發(fā)光，當(dāng)上升沿到來后led兩引腳間沒有電位差自動(dòng)熄滅。2、故障分析：當(dāng)我們將我們完成的電路板接通調(diào)試時(shí)問題出現(xiàn)了，led的點(diǎn)亮的時(shí)間很短暫，于是我們仔細(xì)檢查每一個(gè)細(xì)節(jié)對(duì)照電路圖一一查找，后來才發(fā)現(xiàn)原來是電容的大小搞錯(cuò)了導(dǎo)致電路短時(shí)間點(diǎn)亮。通過這個(gè)錯(cuò)誤明白了，做什么事都要先計(jì)劃好了再去做，更不能粗心大意，所以我們也會(huì)在以后的學(xué)習(xí)生活中注意這方面，雖然有錯(cuò)誤但是很有意義。第六章 心得體會(huì)本次的聲控照明燈的設(shè)計(jì)實(shí)踐將我們學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到了實(shí)踐，深化了對(duì)數(shù)字電路設(shè)計(jì)和模擬電路設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，使我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)間中獲得新知。設(shè)計(jì)開始老師給我們講解了常用元器件的分類、型號(hào)、規(guī)格、參數(shù)，加深了對(duì)元器件的認(rèn)識(shí)。在接下來的焊接中，我糾正了以前焊接過程中的一些錯(cuò)誤，并學(xué)到了一些焊接的小技巧，在以往自己私下的焊接過程中，我一直是先把焊絲掛到電烙鐵上在點(diǎn)焊到元器件上，在實(shí)