激光圖案控制

1、-作者xxxx-日期xxxx激光圖案控制【精品文檔】激光圖案控制電路14344024 陶禹良1、 實驗?zāi)康谋緦嶒炌ㄟ^對激光圖案控制電路的焊接，熟悉并了解這種電子元器件，熟練掌握電路焊接的基本技巧和電路的布局方式，鍛煉排查故障的能力，增加對電子技術(shù)的了解。2、 實驗原理激光圖案發(fā)射儀是由氦氖激光管、高壓電路、兩個小電機(jī)和控制電路組成。激光管在直流高壓（幾千伏）的作用下，發(fā)射激光，射到其中一個小電機(jī)的鏡片上再反向到另一個小電機(jī)的鏡片上，然后再反射出去。根據(jù)兩個小電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度比不同，就會形成不同的圖案，我們要設(shè)計的控制電路就是控制兩個小電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度比。1. 電機(jī)轉(zhuǎn)速控制電路的設(shè)計思路要使電機(jī)轉(zhuǎn)動

2、就得有驅(qū)動電路；要使電機(jī)轉(zhuǎn)速不同，即要求驅(qū)動電壓不同，因此就得有分壓電路；要使激光管的激光有多個圖案，就得有多路分壓，因此就要有多路輸出的脈沖分配器；脈沖分配器需要輸入信號，若要自動改變激光圖案，就要應(yīng)用一個多諧振蕩器作信號源；若用聲音控制圖案變化，就得用拾音機(jī)把聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，然后?jīng)過放大器放大，再整形為脈沖信號傳輸?shù)矫}沖分配器；若要增加激光圖案，可用一個簡單的方法：控制其中一個小電機(jī)可正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，這樣激光圖案數(shù)量就會增加一倍，因此就得用一個控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電路；為提供上述各部分電路的工作電壓，就需要一個直流穩(wěn)壓電源。根據(jù)上述內(nèi)容可以畫出控制電路原理圖圖12. 控制電路各部分的設(shè)計1） 直

3、流電源采用15V交流電源作為輸入，經(jīng)過橋式整流器使波形全部變?yōu)檎颍d經(jīng)過7812的整流作用和電容低通高阻的特性，最終輸出12V穩(wěn)恒直流電壓。電路圖如下 圖22）自動振蕩器該電路采用555集成塊，該電路設(shè)計主要根據(jù)振蕩頻率選擇電阻電容參數(shù)，其頻率視激光圖案變化時間間隔而定通常要求約10s變化一次。電路圖如下圖33） 脈沖分配器該電路根據(jù)需要脈沖圖案的個數(shù)而決定，可用十進(jìn)制計數(shù)分配器4017集成塊。實驗中使用3,2,4,7高電平有效輸出端口，并且將10端口連接15端口”Reset”，構(gòu)成四進(jìn)制計數(shù)器，當(dāng)3,2,4,7為高電平時，對外輸出12V電壓。電路圖如下圖44） 分壓電路分壓電路由兩路組成，

4、一路電壓為固定值，另一路電壓可用電位器調(diào)節(jié)。當(dāng)兩電機(jī)的轉(zhuǎn)速比為整數(shù)使，輸出的激光圖案穩(wěn)定。當(dāng)3,2,4,7為高電平時，對應(yīng)的那一路二極管會導(dǎo)通，電路電路就會選擇這一路的分壓比，進(jìn)而分為兩路送到驅(qū)動電路，對于其他情況同理，一共4個。電路圖如下圖55） 驅(qū)動電路分壓后的兩路信號送到324進(jìn)行放大和整流，固定端送到下方的放大器中，經(jīng)過集成運(yùn)放和晶體管放大電路送到M2接口，另一路送到上方的放大電路中并將輸出送到繼電器中進(jìn)行電壓反轉(zhuǎn)操作。其中兩個三極管5609對電流其兩級放大作用，并聯(lián)起來是為了保證電路的穩(wěn)定性和對稱性。電路圖如下圖66） 控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電路該電路用D觸發(fā)器、三極管和繼電器構(gòu)成。4013是

5、一個雙D觸發(fā)器，當(dāng)4017的3腳電平變化的時候，D觸發(fā)器都發(fā)生變化，使4013的1腳電平狀態(tài)發(fā)生變化，然后引發(fā)繼電器的開合狀態(tài)的變化。因為兩個繼電器是1的常開端和2的常閉端。故當(dāng)繼電器的狀態(tài)發(fā)生變化時，可使電機(jī)接口M1的電平狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)。這樣利用一個4013使電機(jī)發(fā)生反轉(zhuǎn)，就可使原來4017的4路輸出的基礎(chǔ)上產(chǎn)生8個不同圖形。電路圖如下圖77） 放大電路、整流電路和拾音器在聲控模式下由4017提供觸發(fā)源。咪頭接收聲波，并產(chǎn)生脈沖電流，經(jīng)過324二級放大產(chǎn)生較大電流，再通過555集成塊整形為矩形波。同時拾音器的靈敏度可以通過調(diào)節(jié)電位器的阻值進(jìn)行調(diào)整。電路圖如下 圖83、 實驗內(nèi)容1. 設(shè)計布局并

6、焊接電路按原理電路圖上的標(biāo)示的器件，將實物器件分辨出來，尤其要注意電阻阻值、二極管的正反方向、電容的正反方向。在進(jìn)行焊接之前進(jìn)行合理布線。首先是直流電源的布線，盡可能將其分布在一角，將地線橫貫電路板中間，而把火線分布在電路板四周，因為之后的每一部分電路都需要直流電源，這種分布方式可以使各組分可以較容易連接到直流電源，為接下來的布線提供方便。之后按照各組分的作用順序依次布線，每布完一部分后再將此部分焊接，然后進(jìn)行檢測，各組分的位置盡量讓各組分之間的連接變得方便。對于元件的放置，盡量在柵格上并且相互平行或垂直排列，輸入和輸出元件盡量遠(yuǎn)離。連接元件的導(dǎo)線要沿柵格放置，盡量不要斜著連接，同時導(dǎo)線盡可能

7、拉直，在保證美觀的同時防止導(dǎo)線與路徑周圍的元件和導(dǎo)線有接觸。2. 電路調(diào)試和故障排除電路焊接完成后裝上所有芯片，檢測接口M1和M2的電壓變化，M1應(yīng)當(dāng)是在兩個值之間跳動，而M2是在4個值之間跳動。電壓無誤后將接口M1和M2接到電機(jī)上，接上15V交流電源，打開氦氖激光管先調(diào)到自動擋，會發(fā)現(xiàn)每隔8s圖案發(fā)生一次變化，一共有8個圖案，再調(diào)到聲控?fù)酰壳脫粢淮芜漕^圖案發(fā)生一次變化，一共有8個圖案。如果在檢測電壓時不滿足條件，需要進(jìn)行故障排除。首先檢查電路布線是否有誤，需要對每一條線進(jìn)行追蹤，一般情況下會在此步發(fā)現(xiàn)電路中少接入元件、少焊一條線、元件接入錯誤等問題。有幾個極容易錯誤的地方：（1）電路中的地

8、線沒有接入；（2）繼電器的焊腳與電路圖中的標(biāo)示不同，容易焊錯；（3）三極管在沒有標(biāo)示的情況下容易焊錯；（4）二極管和電解電容的接入方向發(fā)生錯誤；（5）芯片焊接由于相鄰端點距離很近，容易出現(xiàn)短接。4、 實驗結(jié)果電路焊接完成后裝上所有芯片，檢測接口M1和M2的電壓變化，M1應(yīng)當(dāng)是在兩個值之間跳動，而M2是在4個值之間跳動。電壓無誤后將接口M1和M2接到電機(jī)上，接上15V交流電源，打開氦氖激光管先調(diào)到自動擋，會發(fā)現(xiàn)每隔8s圖案發(fā)生一次變化，一共有8個圖案，再調(diào)到聲控?fù)?，每敲擊一次咪頭圖案發(fā)生一次變化，一共有8個圖案。5、 實驗心得和建議通過本課程的學(xué)習(xí)，對各種元件有了一些基礎(chǔ)認(rèn)識，提高了動手能力，同時學(xué)會了電路板的布局和焊接技巧，另外對電路的調(diào)試和排查故障的能力得到很大提升。對課程的建議有