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(共25张PPT)
5.2开环电子控制系统的设计和应用（2~3课时）
任务一 设计电子门铃
任务二 设计简单的红外遥控电子门铃
学习目标
1.能应用功能电路设计开环电子控制系统，并进行安装、调试和改进。
2.通过简单遥控系统的设计和制作，了解遥控系统的组成及其控制过程。
3.通过对开环电子控制系统的设计和应用，体验电子控制系统的构成和各部分的工作过程。
走进情境
同学们在学习了简单实用的功能电路之后，经过奇思妙想，又对也子门给进行多方案的设计。有的同学想将电子门铃设为双音以便于门卫师傅辨识，有的同学则希望采用无线遥控的方式来操作电铃系统等等。
任务一 设计电子门铃
生活中常见的电子门铃大多采用开环电子控制系统。开环控制系统中，不存在由输出端到输入端的反馈通路。因此，开环电子控制系统又称为无反馈电子控制系统，其造价低，结构相对简单。
设计要求
1.安装一个电子门铃控制系统。
2.进出学校的师生和门卫师傅都能方便地使用。
3.有多种铃声，避免单调，增添趣味性。
设计分析
1.可选择开环电子控制系统，它的被控量是“声音”。
2.设置两个输入端，安装两个按钮开关，分别供进校和出校的师生方便地使用。
3.控制（处理）部分可以使用功能电路作为控制核心。
电子门铃的方框图
设计方案A
1.挑选两个可以发出不同声音的集成电路作为控制（处理）部分。
2.安装两组电子门铃控制系统，在学校大门内、外适当位置各安装一只按钮开关。
设计方案B
1.根据第一节“任务一”中的技术体验“安装与调试一个多谐振荡器”，在输出端接上无源蜂鸣器。
2.选择两组不同的R和C的值，制作能发出不同声音的门铃。
3.安装两组电子门铃控制系统，在学校大门内、外适当位置各安装一只按钮开关。
设计方案C（P100）
1.仿照第一节“任务二”中的技术体验，安装与调试一个555集成电路组成的多谐振荡器，在输出端接上扬声器。
2.增加部分辅助电路，采用按钮开关，利用按钮按下和松开，有不同的电阻接入电路，实现不同频率的振荡，产生"叮咚"双音门铃。
3.安装一组电子门铃控制系统，在学校大门内、外适当位置各安装一只按钮开关。
设计方案D（P101）
使用第一节“任务三”中JN6201音乐集成电路，在输入端I，和输入端I，接两只按钮开关，输出端O∶接一个晶体三极管后再接一个扬声器。
设计方案C安装与调试
活动准备：NE555集成电路1块，47kΩ电阻4只，二极管2只，10μF、100μF电容器各1只，0.01μF电容器2只，按钮开关2个，扬声器1只，5V直流电源1个。
主要过程∶
1.检测各个元器件的质量。
2.根据上面的电路图安装电路。
3.检查焊接中是否有虚焊和搭焊。
4.接通电路，检查电子门铃控制系统是否正常工作。
5.根据设计要求，在学校大门内、外合适的位置各安装一个门铃按钮，并进行布线和调试。
设计方案C电路图
设计方案C实物图
任务二 设计简单的红外遥控电子门铃
遥控系统的分类
无线遥控门铃的设计
设计要求∶
1.在门铃和按钮之间不需要布线。
2.在距离15m之内，按动门铃按钮，门铃即能发出声音。
3.尽量降低制作成本。
设计分析∶
1.在门铃和按钮之间不布线，只能采用遥控方式。
2.通过对设计要求的分析和对遥控系统的了解，必须解决好选择什么类型的遥控系统，以及遥控系统中发射器、接收器中电路的选择和执行器的选择问题。
3.分析干扰因素，减少干扰对接收器的影响。
设计方案A
1.遥控发射器采用家用电器中的红外遥控器。
2.采用JS1838和2CK71A等组成红外接收电路。
3.红外接收电路连接一个直流继电器，控制一只NE555集成电路“叮咚”双音电子门铃。
方案A电路图
设计方案B
1.采用NE555集成电路制成简易红外线发射电路。
2.遥控接收和门铃电路与方案A相同。
设计方案B电路图与电路板图
设计方案C
1.遥控发射器采用家用电器的红外遥控器。
2.采用JS1838和2CK71A组成红外接收电路。
3.采用JN6201音乐集成电路输出音乐声。
设计方案C电路图与电路板图
马上行动
对三个方案进行比较，根据尽量降低成本的要求，选择方案A或C进行制作。
1.检测元器件的质量。
2.根据电路图安装元器件，防止电路元件的错接和虚焊等。
3.安装完成后，使用家用电器的遥控器进行调试，并逐渐拉开控制距离至15m，观察遥控效果。
4.分析产生干扰的原因，改变红外接收头的方向，使干扰的影响最小。
讨论∶除改变红外接收头的方向外，还可以采用什么方法降低干扰对遥控的影响
设计和安装开环电子控制系统的一般步骤
（1）依据设计要求进行分析，确定被控量和被控对象。
（2）根据开环电子控制系统方框图，选择恰当的传感器，确定控制（处理）部分使用的实用电路和元器件，选择合适的执行部件。
（3）参照相关资料，在输入、控制（处理）和输出部分之间分别选择合适的接口电路，设计或改进原有的电路。
（4）检测元器件或实用电路的质量。
（5）安装电路，防止元器件错接、虚焊，要注意对未使用的引脚的处理，注意接地。
（6）调试电路，检查触发电压的大小。

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