[应用]电子驱蚊器图

[应用]电子驱蚊器图 2004-05年中學會考 電子與電學科 (卷三) 電子設計作業報告 電子驅蚊器 (題目二) 提交日期: 2005年2月25日 考生編號: 1234567 目錄 1. 簡介 -------------------------------------------------------------- 1 (簡介選題原因、作業特點、描述功能及) 2. 工作計劃進度 ------------------------------------------------- 2 3. 電子驅蚊器電路及原理 3.1 電子驅蚊器電路圖 ----------------------------------- 3 3.2 電路方塊圖 -------------------------------------------- 3 3.3 電路零件清單 ----------------------------------------- 4 3.4 電路基本原理 ----------------------------------------- 5 4. 印刷電路板製作 (簡述所用工具、軟件、方法、 技術要點、安全要點、附以設計圖或相片) 4.1 電路板設計圖 ----------------------------------------- 7 4.2 電路板製作過程 (電腦輔助設計、晒板、 顯影、蝕刻、鑽孔、塗保護膠膜、銲接等) ------- 8 5. 機箱製作 (簡述所用工具、軟件、方法、 技術要點、安全要點、附以設計圖或相片) 5.1 機箱設計圖 -------------------------------------------- 12 5.2 機箱製作過程 (畫線、切割、打磨、鑽孔、屈摺) ------------------ 14 6. 測試及評估 (測試過程、結果及分析) -------------------- 17 7. 使用程序 (簡單描述各項控制功能及使用方法) ---------- 19 8. 結論 (總結你對整個作業的心得和經驗) ---------------- 20 1 簡介 1. 你選了那一個題目, 2. 你為何選取這個題目, 趣味性,實用性,學術性,商業性,社會性, 3. 這個設計題目有甚麼功能和要求, 簡單描述和解釋考試局設定題目的功能和要求。 4. 你設計的電子驅蚊器有甚麼特色, 小巧,慳電,便攜,衛生,無害,效果,成本低, 聲波驅蚊方法比較傳統驅蚊方法有甚麼優點, 參考資料, 香港人經歷非典型肺炎一疫後,對身體健康非常關注。夏天將至,蚊蟲為患,為求保障家人身體健康(特別是小孩子) 避免因受蚊子叮上,而感染上可怕的登革熱病及腦膜炎,除要保持個人及環境衛生外,一個隨身保鏢,小型驅蚊器是必須的。此驅蚊器使用了先進有效的超高頻率技術,驅趕蚊蟲。此“驅蚊器”細小及容易攜帶,適合戶內外使用。有效範圍在6至8呎左右。喜歡戶外活動人仕,使用此“驅蚊器”更加輕鬆愉快,它能隨您到郊外方行、乘涼、垂釣、露營、遠足、緩步跑、打高爾夫球等活動,即時提供有效保護,免除蚊蟲滋擾。 2 工作計劃進度表 工作 資料線路底板底板機殼機殼功能報告項目 搜集 設計 設計 製作 設計 製作 測試 製作 月份 週次 ? 1 ? 2 8 ? 3 ? 4 ? ? ? 5 ? ? ? 6 ? ? 7 9 ? ? 8 ? ? 9 ? 10 ? ? 11 10 ? 12 ? 13 ? 14 ? ? 15 11 ? 16 ? 17 ? 18 ? 19 12 ? 20 ? 21 ? 22 ? ? 23 1 ? 24 ? 25 ? 26 ? 27 ? 28 2 ? 29 3 電子驅蚊器電路及原理 3.1 電子驅蚊器電路圖 3.2 電路方塊圖 無穩態振盪器 緩衝器 蜂鳴器 頻率選擇 (IC1c, IC1d) (S1) (IC1a, IC1b) (Bz) 頻率調節 (R2, R3) 3 電子驅蚊器電路及原理 3.3 電子驅蚊器零件清單 編號 規格 符號/實物 數量 價錢 R1 1 M 0.25W 5% 碳膜電阻器 1 R2 50 k 微調電阻器 1 R3 100 k 微調電阻器 1 C1 1 nF (0.001 F) 電容器 1 C2 100 F 16V 電容器 1 IC1 CMOS Quad 2-input NAND gate 4011 1 Bz 晶體式蜂鳴片 1 S1 小型單刀兩擲(或單擲)式開關掣 1 S2 小型單刀兩擲(或單擲)式開關掣 1 B1 3 - 9V 電池 1 PCB 感光印刷電路底板 (電木或玻璃纖維) 1 其它 電池架、IC座 1 總共: 3 電子驅蚊器電路及原理 3.4 電子驅蚊器電路原理 聲波驅蚊原理 參考資料, 1)無論雄或雌性蚊一般只吸樹汁為生,但雌性蚊會在交配後便開始需要叮人吸血以便吸收足夠營養去繁殖下一代。一般雌性蚊只在產卵前交配一次,如同時交配多一次,死亡機會會大增,因此交配後之雌性蚊會盡量避免再遇上其他雄蚊,如將此 “驅蚊器” 調至雄蚊翅膀振動頻率的相約設定,雌蚊會盡量避免飛近這“驅蚊器”附近6至8呎範圍內。 2)蜻蜓捕食蚊子,蚊子(包括雄雌蚊)會盡量避免遇上蜻蜓,如將此 “驅蚊器” 調至蜻蜓翅膀振動頻率的相約設定,蚊子會盡量避免飛近這“驅蚊器”附近6至8呎範圍內。 3)蝙蝠也捕食蚊子,它們發出20-25kHz超聲波導航及探測昆蟲,如將此 “驅蚊器” 調至蝙蝠發出的相約超聲波頻率,也可驅趕蚊子遠離這“驅蚊器”附近。 4)根據研究顯示,有效的驅蚊頻率由可聞聲頻4KHz至超聲頻25kHz以上,不同種類的蚊子的驅蚊頻率會有所不同。 電子聲波驅蚊器電路原理 電子驅蚊器的電路主要由一隻CMOS邏輯集成電路4011構成, 它的內部含有四個兩輸入與否閘(2-input NAND gate)。這些與否閘的輸入端皆連接一起,變成否閘(NOT gate),等同一個反相放大器。4011設計成聲頻振盪器,可產生高低兩種頻率,推動晶體式 3 電子驅蚊器電路及原理 蜂嗚片發聲。因電路功率小,可採用3V鈕型鋰電池電池驅動。 無穩態振盪器 IC1b的輸出經電容器C1回輸至IC1a輸入,因為是正回輸的關係,電路變得不穩成為無穩態多諧波振動器,產生方形波振盪。振盪頻率可由下式計算, 1振盪頻率(f), 2.3(R，R)C231 一般驅蚊頻率可設定在4kHz至12.5kHz左右。S1可提供高低兩個頻率的設定,(R+R)的值約由109k 至34.8 k 左右。這裏23 R2和R3分別採用50k 和100 k 可變電阻,可按需要來調較頻率。高頻由R2決定,低頻由R2+R3決定。 緩衝器 無穩態振盪器的信號輸出至緩衝器,緩衝器由兩個否閘IC1c及IC1d並聯而成,作用是提供額外驅動晶體蜂鳴器發聲的電力,減 輕無穩態振盪器的負荷,使它工作更穩定。 晶體式蜂鳴器 電路採用晶體式蜂鳴器發聲,這種蜂鳴器十分適合數kHz至超聲頻範圍,效能高,手提電話也採用它。 4 印刷電路板製作 4.1 印刷電路板設計圖 印刷電路板零件佈置設計圖 印刷電路板電路設計圖 印刷電路板晒板菲林 此處貼上晒板用牛油紙 4 印刷電路板製作 4.1 印刷電路板設計圖 (簡化版) 印刷電路板設計圖 印刷電路板晒板菲林 此處貼上晒板用牛油紙 4 印刷電路板製作 4.2 印刷電路板製作方法 電腦輔助設計 器材: 電腦 / PCB Designer 工序及要點: 相片 晒板 器材: 紫外光晒板燈箱 / 菲林 工序及要點: 相片 4 印刷電路板製作 4.2 印刷電路板製作方法 顯影 器材: 膠盤 / 顯影水 工序及要點: 相片 蝕板 器材: 蝕板箱 / 三氯化鐵 工序及要點: 相片 4 印刷電路板製作 4.2 印刷電路板製作方法 鑽孔 器材: 鑽床 / 鑽咀 工序及要點: 相片 塗保護膠膜 器材: 底板保護噴膠 工序及要點: 相片 4 印刷電路板製作 4.2 印刷電路板製作方法 銲接 器材: 電烙鐵 / 焊錫 工序及要點: 相片 5 機箱製作 5.1 機箱設計圖 機箱底盤設計圖 5 機箱製作 5.1 機箱設計圖 機箱上蓋設計圖 5 機箱製作 5.1 機箱設計圖 機箱組合圖 5 機箱製作 5.2 機箱製作方法 畫線 器材: 筆 / 直尺 / 角尺 工序及要點: 相片 切割 器材: 線鋸 / 勾刀 工序及要點: 相片 5 機箱製作 5.2 機箱製作方法 打磨 器材: 砂紙 / 銼刀 工序及要點: 相片 鑽孔 器材: 鑽床 / 鑽咀 工序及要點: 相片 5 機箱製作 5.2 機箱製作方法 屈摺 器材: 發熱線機 工序及要點: 相片 6測試及評估 6.1 頻率調較 相片或測試電路連接圖 器材: 1. 頻率計 2. 小起子 3. 3V直流電源 方法: 1. 裝上3V電池或接上3V直流電源供應器 2. 接合電源開關S2 3. 將頻率開關S1撥向高頻檔 (S1 接合) 4. 用頻率計量度蜂嗚器兩端的信號頻率 5. 用小起子旋動R2,調節頻率至預定的超聲頻 (根據參考資料自定) 6. 將頻率開關S1撥向低頻檔 (S1 開路) 7. 用小起子旋動R2,調節頻率至預定的可聞聲頻 (根據參考資料自定) 6測試及評估 6.2 實際效能測試 將驅蚊器帶往有蚊的地方實地測試並評估其驅蚊效能。 6.3 結果評估及分析 1. 驅蚊器能否產生預定的驅蚊頻率聲波,其頻率是多少赫, 2. 簡述實際驅蚊效能及分析可能成敗原因及可行的改善方法 7 使用程序 1. 打開機箱,裝上3V電池 (A); 2. 合上機箱,撥動電源開關 (B) 開動驅蚊器; 3. 利用選擇開關 (C) 選擇合適頻率; 4. 若聲音變弱或無聲,請更換新電池; 6. 注意高頻波段若屬超聲波,人耳未必聽得到; 7. 用完後請關上電源。 8 結論 1. 驅蚊器作業能否達到要求, 2. 驅蚊器作業有甚麼可改進的地方, 3. 你在完成驅蚊器作業過程中獲得那些知識、技能和經驗, 4. 分享一些困難和解決方法。