无线环境监控系统试题.docx

12 / 12电子产品装配与调试试题题 目：室外环境无线监控系统完成时间：4小时工 位 号： 日 期： 第一部分 电路说明部分一、 电路功能概述 本套件由室外环境无线监控系统主机和从机组成，从机主要检测室外空气质量、噪声、光照度、温湿度等参数，通过2.5G的无线模块将采集的信号传送到主机并在液晶显示屏上显示出来，达到监控室外环境各项指标的目的。二、 主要芯片介绍（1）STC12C5410AD单片机主控芯片使用STC12C5410AD,通对单片机IO口的操作来实现系统功能。STC12C5410AD单片机是STC生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，内部集成高精度R/C时钟，5MHZ35MHZ宽范围可设置，可彻底省掉外部晶振，自带看门狗电路。(2)电源芯片AMS1117-3.3AMS1117-3.3的输出电压为3.3v,用来给nRF24L01无线模块供电。 (3)环境光强度传感器芯片BH1750FVIBH1750FVI是一种用于两线式串行总线接口的数字型光强度传感器集成电路。这种集成电路可以根据采集的光线强度来调整液晶或者键盘背景灯的亮度。利用它的高分辨率可以探测较大范围的光强度变化(4)温湿度传感器DHT11DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件(5)半导体空气质量传感器MQ135MQ135气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在污染气体时，传感器的电导率随空气中污染气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。 MQ135气体传感器对氨气、硫化物、苯系蒸汽的灵敏度高，对烟雾和其它有害气体的监测也很理想。这种传感器可检测多种有害气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。（6）单芯片2.4GHz射频收发机nRF24L01模块 nRF24L01是一款新型单片射频收发器件，工作于2.4 GHz2.5 GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低，在以-6 dBm的功率发射时，工作电流也只有9 mA;接收时，工作电流只有12.3 mA，多种低功率工作模式（掉电模式和空闲模式）使节能设计更方便。三、功能说明1、 室外环境无线监控系统主机和从机连接+9v电源，打开各自电源开关，主机液晶屏上显示如下：2、 按下主机开关键，系统语音提示“系统启动”，并发出三声“滴滴滴”，此时液晶上显示如下：其中L000%表示当前环境光照强度的百分比，S037%表示湿度的百分比，W19C表示当前的温度值是19摄氏度，Y003%表示烟雾浓度的百分比，Z011%表示噪声强度的百分比，P05%表示PM2.5浓度的百分比。3、按下查询键，系统语音提示“开始查询”，“光照度弱/中/强”，“空气质量良好/轻度污染/严重污染”，“噪声弱/中/强”。4、再次按下主机开关键，系统语音提示“系统关闭”，并发出三声“滴滴滴”，此时液晶上恢复显示刚上电时的初始状态。 四、调试说明（此套件有一处故障需要排除）1、 正确合理安装lcd1602液晶显示屏。2、 系统上电后，主机和从机电源指示灯LED1和LED2亮，显示屏显示正常。3、 MQ135烟雾检测电路：将棉签沾酒精贴在传感器头子上，测试TEST1的电压值不断的变大，拿开后电压值又逐渐变小。当浓度高时，调节电位器RP1阻值，使LED3亮，浓度低时，LED3灭，此时TEST2的电压值由低变为高。4、 光照度检测电路：按下主机开关键，液晶屏显示与功能说明一致，当光照度强度检测芯片U5处在黑暗、弱光和强光下，对应的光照强度的百分比会发生变化。5、 温湿度检测电路：将传感器DHT11处在不同温度和湿度的环境下，对应的温度值和湿度的百分比会发生变化。6、 噪声检测电路：调节RP2阻值，使敲打驻极体或者对着驻极体吹气时，TEST3的输出电压值变化明显，LED4亮。不动作时，LED4灭。7、 PM2.5检测电路：按照板子丝印顺序接好PM2.5传感器模块，测量TEST4和TEST5是否有波形输出，若有，对着传感器吹起，查看TEST5的峰值是否发生变化。若有，则说明PM2.5检测电路正常。第二部分 考试答卷部分（满分100）一、元器件识别与检测（28分）1、 元件识别（4分）清点套件中主机和从机的元件，其中共有三极管 只，直插二极管 只，此外还包括_等元件（填写不得少于6种类型）。2、 从机元件测试（12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：_（选填指针或者数字）元器件识别及检测内容配分评分标准得分电阻R11标称值测量值测量档位1错1项，该电阻测试项不得分电容C5标称值介质质量判定1错1项，该电容测试项不得分三极管Q2画出外形示意图标注管脚名称b-e结正向电阻b-c结反向电阻3错1项，该三极管测试项不得分电位器RP1画出外形示意图电路符号质量判定3错1项，该电位器测试项不得分元件挑选全部元器件元器件应用正确2元件装错、漏或损坏1分/件万用表的使用和维护万用表正常使用和维护操作全过程无失误2各项操作方法不当及失误扣0.5分/项3、利用仪器设备检测各测试点的信号，记录波形参数并填写下表（12分） 通电，测试TEST5的波形并记录参数。（3分）TEST5：记录示波器波形示波器峰峰值为： V 频率为： Hz 写出 峰峰值Vp= V 频率值f= HZ测试集成芯片U3的6脚的波形并记录参数。（3分）U3的6脚：记录示波器波形示波器峰峰值为： V 频率为： Hz 写出 峰峰值Vp= V 频率值f= Hz 分析：（每空1分，共6分） 在噪音信号采集电路中MK1或话筒采集噪音并将其转化为电信号，经 U8 将电信号放大；电容C16起信号_作用，R23、Q8、R24、LED4组成 _ （共基/共发/共集）放大电路。单片机复位电路分_复位与_复位两种。系统刚上电时，由于电容两端的电压不能突变电容C5可以近似看成短路状态，这时RST端电压为_电平 ，电容C7通过电阻R3不断充电，当C7充满电时RST为_电平，单片机完成上电复位过程。二、电子产品装配（28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得分元器件安装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的字符方向一致。4、 各个元器件安装正确无误。8检查成品，不符合要求的，每处每件扣3分/件。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。6安装质量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。6工具的使用和维护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。6根据监考记录，工具的不正确操作，每次扣3分。工作环境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。2根据监考记录和结束时的现场环境每次扣3分三、 产品功能测试（24分）根据整机调试说明，进行以下测试：（1）系统上电后，主机和从机电源指示灯LED1和LED2亮。（2分） （2）LCD1602液晶显示屏显示正常（5分） （3）语音提供电路工作正常（3分） （4）烟雾检测电路工作正常（3分） （5）温湿度检测电路工作正常（3分） （6）噪声检测电路工作正常（3分）（7）PM2.5检测电路工作正常（3分）（8）按键功能正常（2分）四、 绘制电路图（20分）考生在D盘根目录下建立一个文件夹，文件夹命名为“T+工位号”，考生所有文件均需保存在该文件夹内。各文件的文件名如下：工程文件： .prjpcb原理图文件： .schdoc原理图元件库文件：.schlib 其中为考生工位号，如06.sch注：如果保存文件的路径不对，则无成绩。文件夹的内容均不能出现个人信息，否则不予评分。 电路原理图：U1,U2,U3为功率放大管OP07，RP1为1k电位器需要在原理图上进行标注。附录：一、室外环境无线监控系统从机电路原理图二、室外环境无线监控系统主机电路原理图三、室外环境无线监控系统从机清单CommentDesignatorFootprintQuantity104C1, C2, C4, C6, C10, C11, C13, C14,C16,C1808051010UFC3, C7, C17RB.1/.23220UFC5, C15RB.1/.2230PFC8, C9080524.7UFC12RB.1/.2147UFC19RB.1/.211N4007D1, D2直插21N5819D3直插1电源座子JP12Pin，间距3.961单排针JP2, JP34pin，间距2.542PM2.5传感器JP4选配1杜邦线头子JP4选配6单排针JP4.1发光二极管LED1, LED2, LED3,LED40805D4MQ-135MG1MQ?1咪头MK1麦克风1BSS138Q1SOT-2318050Q2SOT-2318550Q3SOT-2314.7KR1, R6, R7, R8,R110805510KR3, R15080521KR2,R4, R5, R10, R21080555.1R9080515.1KR1208051150R13, R1408052100KR160805122KR17, R20, R220805356KR18080512.2KR190805133KR2308051330R240805110K电位器Rp1RP_32961100K电位器Rp2RP_32961自锁开关（黑）S1sw_8.5mm1L7805电源芯片U178051AMS1117-3,.3芯片U2SOT-2231STC12C5410AD芯片U3SOP-281662K3V3芯片U4SOT-231BH1750芯片U5贴片1LM393芯片U6SOP81DHT11U7温湿度传感器1LM358芯片U8SOP8111.0592M晶振Y1卧式1MQ?传感器座子MG11测试环TEST1,TEST2,TEST3,TEST4,TEST55双排座JP52*4pin,间距2.541无线模块JP5nRF24l011飞机架3mm4四、室外环境无线监控系统主机清单CommentDesignatorFootprintQuantity104C1, C2, C4, C6, C8,C11,C120805710UFC3, C7RB.1/.22220UFC5RB.1/.2130PFC9, C10080521N4007D1,D2,D3直插3电源座子JP12pin,间距3.961单排针JP24pin,间距2.541发光二极管LED1, LED20805D24.7KR108051680R20805110KR3,R6,R708053510R4080510R50805110K电位器Rp1RP_32961自锁开关S1sw_8.5mm1L7805电源芯片U178051AMS1117-3,.3芯片U2SOT-2231STC12C5410AD芯片U3SOP-281lcd1602液晶屏U4111.0592晶振Y1卧式1单排座16pin,间距2.541轻触按键K1,K22蜂鸣器LS1无源18050三极管Q1SOT-231语音芯片SC020BU5SOP8(定制)1双排座JP32*4pin,间距2.541无线模块JP5nRF24l011飞机架3mm4