電子線路裝調(diào) 課件 C-4：行走機(jī)器人電路裝調(diào)

1C-4：行走機(jī)器人電路裝調(diào)職業(yè)能力C-4-1：能正確裝接行走機(jī)器人電路

學(xué)習(xí)任務(wù)2

知識(shí)講授（一）555定時(shí)器在行走機(jī)器人電路中采用555定時(shí)器來產(chǎn)生正反轉(zhuǎn)控制信號(hào)，該控制信號(hào)經(jīng)過H橋驅(qū)動(dòng)電路控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，使機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)前進(jìn)、后退等功能。3

知識(shí)講授（一）555定時(shí)器集成555定時(shí)器是一種多用途的數(shù)字-模擬混合集成電路，用它能方便地構(gòu)成多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器等。4

知識(shí)講授（一）555定時(shí)器5

知識(shí)講授【555定時(shí)器的應(yīng)用】1）單穩(wěn)態(tài)電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是一種只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的觸發(fā)器，在無觸發(fā)信號(hào)時(shí)，電路處于穩(wěn)態(tài)，在觸發(fā)信號(hào)的作用下，電路翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)態(tài)，然后自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間取決于RC定時(shí)原件的參數(shù)，與外觸發(fā)信號(hào)無關(guān)。

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知識(shí)講授【555定時(shí)器的應(yīng)用】2）多諧振蕩器多諧振蕩器就是方波發(fā)生器。由于方波中除基波外還包含了許多高次諧波，因此，又稱為多諧振蕩器。7

知識(shí)講授【555定時(shí)器的應(yīng)用】3）施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器是數(shù)字系統(tǒng)中常用的電路之一，它可以把變化緩慢的脈沖波形變換為數(shù)字電路所需要的矩形脈沖。施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)在于它也有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，但這兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)換需要外加觸發(fā)信號(hào)，而且穩(wěn)定狀態(tài)的維持也要依賴于外加觸發(fā)信號(hào)，因此它的觸發(fā)方式是電平觸發(fā)。8

知識(shí)講授（二）H橋驅(qū)動(dòng)電路H橋路常被用于直流電機(jī)控制電路中，因?yàn)樗碾娐沸螤羁崴谱帜窰，故得名與“H橋”。如圖C4-1-8所示是一個(gè)H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，包括4個(gè)三極管和1個(gè)電機(jī)，4個(gè)三極管組成H的4條垂直腿，而電機(jī)就是H中的橫杠（注意：圖C4-1-8只是示意圖，而不是完整的電路圖，其中三極管的驅(qū)動(dòng)電路沒有畫出來）。能力訓(xùn)練操作條件及安全注意能力訓(xùn)練操作條件及安全注意能力訓(xùn)練操作條件及安全注意能力訓(xùn)練操作條件及安全注意1) 正確使用與放置烙鐵，避免干燒或燙壞它物；2) 安全規(guī)范操作、調(diào)試電路，注意人身安全；3) 增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，注意節(jié)約耗材，避免浪費(fèi)；4) 正確使用儀器儀表，愛護(hù)儀器儀表。安全及注意事項(xiàng)能力訓(xùn)練操作過程能力訓(xùn)練操作過程能力訓(xùn)練操作過程能力訓(xùn)練操作記錄能力訓(xùn)練操作記錄反饋交流問題情境【問題情境一】電路裝接完成后通電，機(jī)器人所有功能都沒有，不知是何原因？解決途徑：1）檢查電源指示燈是否常亮。不亮則檢查電源接線是否正確連接好，電池正負(fù)極是否裝入正確；2）檢查有極性的元器件是否插裝正確；3）電路有無虛焊的點(diǎn)或有無損壞的元器件導(dǎo)致電路故障。【問題情境二】電路裝接完成后通電，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，但是機(jī)器人不發(fā)聲和閃眼睛，不知該如何檢查電路？解決途徑:檢查機(jī)器人頭部接線是否正確或連接頭部的二極管有無損壞導(dǎo)致電路故障。19職業(yè)能力C-4-2：能正確調(diào)試行走機(jī)器人電路

學(xué)習(xí)任務(wù)20

知識(shí)講授（一）行走機(jī)器人電路的組成本電路可分為正、負(fù)穩(wěn)態(tài)電路和直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路兩部分。正、負(fù)穩(wěn)態(tài)電路由555定時(shí)器和RC充放電電路組成，用來提供直流電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制信號(hào)。直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路由H型全橋式電路構(gòu)成，主要用來控制電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)行走機(jī)器人前進(jìn)、后退的功能。21

知識(shí)講授（二）行走機(jī)器人電路的工作原理初始狀態(tài)電容C1兩端的初始電壓為0，小于1/3VCC，3腳輸出高電平。此時(shí)W2、R13、C5構(gòu)成正穩(wěn)態(tài)的延時(shí)電路，電源通過W2、R13向C5充電（調(diào)節(jié)W2可以改變C5達(dá)到觸發(fā)電平的時(shí)間）。因?yàn)檎€(wěn)態(tài)時(shí)MT2端為高電平對(duì)C1充滿了電，2腳一直處于高電平，當(dāng)C5兩端電壓達(dá)到2/3VCC時(shí)，進(jìn)入另一個(gè)穩(wěn)態(tài)，即負(fù)穩(wěn)態(tài)，3腳輸出低電平，放電管導(dǎo)通，C5兩端電壓瞬間被拉為低電平。當(dāng)555定時(shí)器進(jìn)入負(fù)穩(wěn)態(tài)后MT2變?yōu)榈碗娖?，此時(shí)C1通過W1、R6、R14對(duì)地放電。調(diào)節(jié)W1可以調(diào)節(jié)放電的時(shí)間，當(dāng)C1兩端的電壓降到1/3VCC時(shí)，555定時(shí)器進(jìn)入正穩(wěn)態(tài)，如此循環(huán)，分別調(diào)節(jié)W2、W1可以控制正、負(fù)穩(wěn)態(tài)電路的延時(shí)時(shí)間。當(dāng)NE555處于正穩(wěn)態(tài)時(shí)，控制信號(hào)為高電平，經(jīng)R5加到VT1基極，因?yàn)閂T1為NPN管，故VT1導(dǎo)通，VT1集電極被拉為低電平，再經(jīng)過R7加到VT3的基極，VT3導(dǎo)通，從而VT5、VT7導(dǎo)通，電流通過MT2經(jīng)過電機(jī)后流經(jīng)MT1，電機(jī)正轉(zhuǎn)，機(jī)器人前進(jìn)，W2可控制電機(jī)正轉(zhuǎn)的時(shí)間。當(dāng)NE555處于負(fù)穩(wěn)態(tài)時(shí)，控制信號(hào)為低電平，通過R4加到VT2上，VT2、VT4、VT6、VT8導(dǎo)通，電流通過MT1經(jīng)過電機(jī)后流經(jīng)MT2，電機(jī)反轉(zhuǎn)，機(jī)器人后退，W1可控制電機(jī)反轉(zhuǎn)的時(shí)間。發(fā)聲、閃燈電路經(jīng)過二極管VD4供電，正轉(zhuǎn)時(shí)MT2為高電平，VD4導(dǎo)通，發(fā)聲、閃燈電路有電壓正常工作，機(jī)器人發(fā)聲、眼睛閃光；反轉(zhuǎn)時(shí)MT2為低電平，VD4截止，發(fā)聲、閃燈電路無電壓停止工作，機(jī)器人不發(fā)聲、眼睛不閃光。能力訓(xùn)練操作條件及安全注意能力訓(xùn)練操作過程能力訓(xùn)練操作記錄（1）分別用示波器觀察W1、W2阻值變化時(shí)，電容C1兩端電壓、電容C5兩端電壓、555定時(shí)器輸出電壓波形變化情況。（2）調(diào)節(jié)W1和W2，使555定時(shí)器輸出高電平持續(xù)時(shí)間為10s，低電平持續(xù)時(shí)間5s,記錄電容C1兩端電壓、電容C5兩端電壓、555定時(shí)器輸出電壓波形，并對(duì)電壓波形特征進(jìn)行解釋：能力訓(xùn)練操作記錄記錄正穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間為10s、負(fù)穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間為5s的電機(jī)兩端電壓波形：能力訓(xùn)練操作記錄反饋交流問題情境【問題情境一】電路裝接完成后通電，機(jī)器人前進(jìn)時(shí)無音樂眼睛不閃爍紅光，但后退時(shí)有音樂、眼睛閃爍紅光，不知是何原因？解決途徑：機(jī)器人頭部二極管正負(fù)極接線錯(cuò)誤，應(yīng)將頭部的紅