自动化生产线物料计数及报警装置 - 图文

2014年甘肃省庆阳市中等职业院校第八届技能大赛

电子产品装配与调试技能比赛

《电子产品装配与调试》试题

题 目：自动化生产线物料计数及报警装置 完成时间：4小时

工 位 号： 日 期：______________________________ 第1页 共15页

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第一部分 电路说明部分

一、电路功能概述

某生产车间生产量不断增大，在生产过程中遇到一个问题，正常情况下1个大袋里要装入10小包物料，但是因为人为疏忽有时导致物料出现漏装或者多装现象。管理者为了解决这个问题，提出一个物料自动打包系统的想法，同学们学习知识的目的就是要学以致用解决实际问题，下面我们将为工厂设计一个自动打包系统，经过我们的分析，物料自动打包系统可由物流计数器和机械打包设备组成，我们这次要完成的就是物流计数器，帮助管理者解决实际生产问题。

物料流量计数器组成方框图见图1，该电路主要由红外线对射、放大整形、计数显示、计满输出和稳压等电路组成。电路原理图详见图2，电路板图详见图3。

图1 电路方框图

电路通电后红外发射二极管发射的红外线直接射入红外接收二极管中，此时红外接收二极管导通，当物件经过时光线被遮挡，红外接收二极管截止，此信号通过由Q1组成的放大电路，对信号进行放大处理，经过处理后的信号送入由U1组成的施密特触发电路，将模拟的信号装换为脉冲信号，信号分别送入译码显示电路和计满输出电路，译码显示电路由U3和7段LED数码管组成，U3将接收的BCD码经过译码后驱动LED数码管，使其显示当前计数值；计满输出电路，该电路由U4、Q6、R33、R35、LED6和LS1等元件组成，当BCD码输出

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电子产品装配与调试技能比赛 为1001时启动声光报警，从而证明已计数10件，该信号输出用于启动自动封箱设备。稳压电路主要由整流滤波电路和串联式稳压电源组成。

通过对上面电路的理解，同学们需要完成以下任务： 1、完成电路板的装配和调试工作 2、完成试题部分的所有内容 二、电路原理图及PCB图

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图3 电路原理图及元件布局图 2014年甘肃省庆阳市中等职业院校第八届技能大赛

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电子产品装配与调试技能比赛 三、元件清单

参数 0.1uF（104） 1nF (102) 10uF/25V 220uF/25V 1N4007 3.6V稳压管 单个数码管 红外接收管 红外发射管 热缩管 LED 有源蜂鸣器 端子 8050 8550 1K 4.7K 10K 10K 100R 510R 轻触按键 自锁开关 NE555 MC14553 CD4511 74LS10 CD4017 芯片座 芯片座 芯片座 铜柱 螺帽 PCB板 C3 C6, C9 C7 D1, D2, D3, D4 D5 DS1, DS2, DS3 IR1 IR2 标号 C1, C2, C4, C5, C8, C10 封装 贴片0805 贴片0805 直插 直插 DO-41 （直插） DO-35 （直插） 19*12.5MM（共阴） φ5（直插） φ5（直插） φ5（长1.3cm） 数量 6 1 2 1 4 1 3 1 1 1 14 1 1 5 3 12 12 4 2 14 20 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 4 4 1 LED1, LED2, LED3, LED4, LED5, LED6, LED7, LED8, 贴片0805 LED9, LED10, LED11, LED12, LED13, LED14 LS1 P2 Q1, Q5, Q6, Q7, Q8 Q2, Q3, Q4 直插 HDR1*2(3.81mm) TO-92（直插） TO-92（直插） R1, R3, R10, R15, R18, R32, R33, R35, R40, R43, 贴片0805 R44, R61 R2, R16, R20, R21, R22, R23, R25, R26, R27, R28, 贴片0805 R36, R41 R4, R13, R42, R46 R5, R45 贴片0805 3362 R6, R7, R8, R9, R11, R12, R14, R47, R48, R49, 贴片0805 R50, R51, R52, R53 R17, R19, R24, R29, R30, R31, R34, R37, R38, R39, R54, R55, R56, R57, R58, R59, R60, R62, R63, R64 贴片0805 Switch_DIP4 Switch_DIP6 DIP8 DIP16 DIP16 DIP14 DIP16 DIP8 DIP14 DIP16 L：8mm M3 M3 S1 S2 U1 U2 U3 U4 U5 第5页 共15页

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电子产品装配与调试技能比赛 第二部分

考试答卷部分

一、元器件识别与检测（10分） 1、 元件识别（3分）

清点套件中的元件，其中共有三极管______只，二极管_____只，此外还包括_______________________________________________________________等原件。 2、 元件测试（7 分）

将下表涉及的元件检测结果填入表中。质量判定填写“可用”、“短路”、“断路”、“漏电”等。所使用的万用表为：_______________________

元器件 标称值 电阻 R4 标称值 电容 C6 正向电阻 反向电阻 识别及检测内容 测量值 介质 测量档位 电路符号 测量档位 质量判定 质量判定 1 质量判定 1 画出外形示意图标注管脚名称 可调电阻 R45 错1项，该三极管测试项不得分 0.5 0.5 配分 评分标准 错1项，该电阻测试项不得分 错1项，该电容测试项不得分 错1项，该二极管测试项不得分 得分 二极管 D1 画出外形示意图标注管脚名称 三极管 Q7 电路符号 质量判定 1 错1项，该电位器测试项不得分 画出外形示意图标注管脚名称 数码管 DS1 电路符号 质量判定 1 错1项，该数码管测试项不得分 元件挑选 万用表的使用和维护 全部元器件 元器件应用正确 1 元件装错、漏或损坏1分/件 各项操作方法不当及失误扣0.5分/项 万用表正常使用和维护 操作全过程无失误 1 第11页 共15页

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二、电子产品装配（50分）

工艺要求：元件安装整齐、焊点美观

内容 技术要求 配分 评分标准 1、 元件引脚加工尺寸及成型符合相关装配工艺要求。 2、 元件安装应横平竖直。 3、 元件字符方向应与PCB的字元器件安装 符方向一致。 4、 红外发射和接收管在安装时，管头与管头应对准，发射和接收管都为卧式安装。 得分 10 焊点质量 1、 焊点大小适中，无漏、虚、连、假焊点，焊点光滑、圆润、干净、无毛刺。 2、 焊盘不应脱落。 3、 修剪管脚长度合适、一致、美观。 15 检查成品，不符合要求的，每处每件扣3分/件。 1、 集成电路，二、三极管及导线安装应符合工艺要求。 2、 元器件安装牢固，排列整齐。 3、 无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。 安装质量 10 1、 电烙铁的正确使用和维护。 2、 万用表的正确使用和维护。 3、 螺丝刀、斜口钳等工艺的正确使用。 根据监考记录，工具的不正确操作，每次扣3分。 工具的使用和维护 7 1、 工作过程中应保证工作台的整洁。 2、 工作完成后应降工作台和测试设备清理干净，测试设备应归位。 根据监考记录和结束时的现场环境每次扣3分 工作环境 8

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三、电子产品功能调试（25分）

注意：电路的调试方法，详见装配调试说明。 1、 本电路功能完成（12分） 鉴定内容 技术要求 配分 评分 1、 电源部分能正常工作，能正常输出5V直流电，LED13、LED14能正常点亮。（3 分） 2、 红外发射和接收电路能正常工作。（3 分） 3、 由U1、U2、U3、U4构成的计数显示电路能正常计数显示，按下S1时数码管显示归零。（3 分） 4、 由U5构成的流水等电路能正常工作、当数码管最后一位显示为9时，蜂鸣器叫，LED6亮。（3分） 得分 当物件通过红外线检测电路后，计数器加1，实现功能 当数码管最后12分 一位显示为“9”时，蜂鸣器叫，LED6点亮 2、完成检测报告分析 （7分,1—2题，每空1分。）

1) 用物体遮住红外接收射管，用万用表测得Q1的集电极（测试点3）电压为_______V， 在测得NE555的输出端(测试点2)的电压为________V；移开遮挡的物体，此时Q1的集电极电压为______V，NE555的输出端为_______V。这说明当有物体遮挡红外接收管时、会在NE555的输出端产生一个__________脉冲。

2）用万用表测得Q7的发射极(测试点 1下方的焊盘)电压为_______V ,在此时调整R45的值________(会，不会) 对输出电压产生影响。 3、电路原理分析。（6分）

（1）试分析下图所示电路的工作原理。（3分）

（2）当前的计数器是在物料经过后（遮挡物移开后）计数器加1，试分析电路应如何改进才能使物料进入（遮挡物刚进入）时加1 ？（3分）

第三部分 原理图与PCB板图的设计（15分）

要求：

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电子产品装配与调试技能比赛 1．选手在指定盘根目录下建立一个文件夹。文件夹名称为PCB+工位号。

选手所有的文件均保存在该文件夹下。 各文件的主文件名：

设计数据库文件（工程文件）：PCB+工位号 原理图文件：SCH+××

原理图元件库文件：SLIB+×× Pcb文件：PCB+××

Pcb元件封装库文件：PLIB+××

其中：××为考生的工位号。如SCH08 2．绘制原理图（5分） 要求：

（1）元件电路符号应标准，序号、参数应一致。 （2）元件库里没有的元件应该单独制作并保存完整。 （3）在原理图下方注明自己的工位号。 3．绘制双面电路板图（10分） 要求：

（1）元件封装标准，应与实际元件一致。

（2）封装库里没有的元件应该单独制作并保存完整。

（3）信号线宽20mil，电源线宽30mil，接地线宽40mil。 （4）电路板的尺寸大小合理。

（5）在电路板边界外侧注明自己的工位号。

试题（以下所有题目都以下图为依据）：

话筒放大电路原理图

制作电路图元件符号，新建原理图元件库文件，在库中绘制U1。 制作封装：建立PCB元件库文件，并在库中绘制元件RP1和C8的封装。 要求：元件RP4的封装外形尺寸如图1所示，它的焊盘直径为2mm，焊盘孔径

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电子产品装配与调试技能比赛 为0.8mm，焊盘间距为2.54mm。元件C8 的封装外形尺寸如图2所示，它的焊盘直径为1.5mm，焊盘孔径为0.7mm，焊盘间距为3mm，外形直径为5mm。

图1 （单位：mm）

元件的封装根据表一

元件代号 封装形式 C3 rad0.2 C4 rad0.2 C2 自制 R1 AXIAL0.3 R2 AXIAL0.3 R3 AXIAL0.3 C1 自制 C9 自制 C8 自制 R4 AXIAL0.3 R5 AXIAL0.3 R6 AXIAL0.3 RP1 自制 C6 RB.2/.4 C5 RB.2/.4 C7 rad0.2 U1 DIP8 表 一

图2（单位：mm）

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