淺談大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練項目

黃捷+祝凱+孫潔+徐夢楨

摘 要 大學(xué)生創(chuàng)新項目旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力和實踐技能，強化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和實踐創(chuàng)新能力，鼓勵和支持學(xué)生盡早參與技術(shù)開發(fā)和社會實踐等創(chuàng)新活動，增強學(xué)生的職業(yè)適應(yīng)性。筆者通過指導(dǎo)學(xué)生制作紅外遙控式調(diào)光電路，對于其在所學(xué)電力電子課程中，如何進(jìn)行單相調(diào)光進(jìn)行了由淺入深的學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)新項目 紅外遙控 單相調(diào)光

中圖分類號：TM923.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2016.11.023

Abstract College Students' innovative project aims to further improve the students' ability to apply knowledge and practical skills， strengthen the training of students' engineering ability and innovation ability， encourage and support the students as soon as possible to participate in social practice， technology development and innovation activities， enhance students' occupation adaptability. The author through guiding students to create infrared remote dimming circuit for the power electronics in the school curriculum， how to carry out the single phase dimming of learning from the shallower to the deeper.

Keywords innovation program； infrared remote control； single phase modulation

1 項目內(nèi)容的設(shè)計思路

1.1設(shè)計方案的論證

傳統(tǒng)的白熾燈調(diào)光電路非常成熟，運用電力電子半控型器件晶閘管，加上配套的觸發(fā)控制電路，就可以進(jìn)行調(diào)光控制。通過一種紅外線遙控電路，將手動可調(diào)光電路，改進(jìn)為遠(yuǎn)程控制，這樣調(diào)整后的電路可以改善傳統(tǒng)照明設(shè)施帶來的不便。人們可以在8-10米以內(nèi)的距離遙控100W 以內(nèi)的照明設(shè)施進(jìn)行調(diào)光。

1.2設(shè)計項目內(nèi)容的技術(shù)指標(biāo)

電路首先要具有紅外遙控通斷功能，并可以通過遙控控制燈光的柔和調(diào)節(jié)，使其具有軟啟動功能；對于負(fù)載燈泡功率20W～60W；調(diào)光范圍觀察觸發(fā)角 ，相位角的調(diào)節(jié)可以逐漸調(diào)整，能夠從10o～170o任意變化。

1.3項目內(nèi)容分段調(diào)試與整合

1.3.1 遙控模塊設(shè)計與實踐

紅外遙控模塊由兩個部分組成，一是紅外遙控發(fā)射，另一部分為紅外遙控接收。紅外發(fā)射模塊電路如圖1所示，紅外接收模塊電路如圖2所示。

1.3.2單相調(diào)光電路模塊設(shè)計與實踐

用晶閘管制作傳統(tǒng)白熾燈調(diào)光的主電路和觸發(fā)電路，并實現(xiàn)之。

項目初期，通過方案的選擇、制作、調(diào)試，在項目進(jìn)行過程中，首先對圖3、圖4的電路進(jìn)行實際焊接制作，通過實際測量調(diào)光程度、示波器對主要功率器件采樣波形實際讀取，圖3的電路也能實現(xiàn)燈具的亮暗調(diào)節(jié)，但是其實現(xiàn)過程需將市電通過整流橋進(jìn)行整流，對整流后的波形進(jìn)行處理，再得到單向晶閘管所需的觸發(fā)脈沖；圖4的電路直接通過虛線帶開關(guān)的電位器對電源進(jìn)行控制，能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)光電路的軟啟動功能，觸發(fā)電路簡單易行，同時輸出為雙向脈沖，對于雙向晶閘管來說可以直接使用，對比兩者的工作情況，可以得出結(jié)論，第二種電路性能優(yōu)于第一種，最終確定，采用雙向晶閘管調(diào)光電路，其在制作及調(diào)試過程中最為方便快捷，實際生活中，以低成本白熾燈調(diào)光臺燈為例，基本就采用這種方法。

1.3.3整合后的電路調(diào)試

確定了遙控模塊電路及實際調(diào)光電路后，對聯(lián)調(diào)的電路電源電壓等級進(jìn)行區(qū)分，將低壓高壓隔離開后，進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。

首先，測試發(fā)射模塊。在電源接入后，紅外線發(fā)射模塊的電路開始運行，本設(shè)計采用NE555構(gòu)成驅(qū)動脈沖發(fā)生電路，NE555時基集成電路由于自激振蕩會產(chǎn)生一系列的脈沖波形，秒信號就可以用此電路生成，由于紅外發(fā)射及接收電路的特殊性，其產(chǎn)生的脈沖信號需要調(diào)制后效果才最好，所以對此電路參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終使用的脈沖信號為頻率在38～40kHz，經(jīng)過調(diào)制后的波由SE303紅外線發(fā)射管向外發(fā)射。

其次，測試接收模塊。紅外線遙控接收電路如圖2所示，主要由 pc1373組成。直流電源5V接入后，D1為紅外接收管，當(dāng)接收到紅外光脈沖后，其兩極間的電阻作同頻率變化，通過電源的正極向芯片輸入端7引入約38-40kHZ的小電流，此電路的芯片作為選頻前置放大器，外圍電路較少，同時靈敏度及抗干擾性能好，其增益范圍在30-60dB，引腳3接入L/C調(diào)諧回路，用于調(diào)節(jié)頻率參數(shù)，經(jīng)處理后使其諧振在38-40kHZ，為了在輸出端1得到所需要的負(fù)脈沖（引腳1平時輸出為高）。

在測試收發(fā)電路過程中，發(fā)射電路性能及波形測試沒有問題，在接收電路上，用示波器測試 pc1373的1引腳，其輸出始終為高電平，在調(diào)節(jié)發(fā)射電路參數(shù)的同時偶爾會接收到低電平，但不是負(fù)脈沖；遇到此問題后，團隊同學(xué)趕緊查資料，換電路，又測試了由KA2184芯片組成的另一種接收電路，同樣得不到所需負(fù)脈沖，只能得到高電平，調(diào)節(jié)發(fā)射電路參數(shù)時，沒有收到接收所要的波形，在測試過程繼續(xù)不下去的同時，團隊組員提出可以采用模塊化的遙控電路，通過輸出以繼電器形式，對圖4虛線處進(jìn)行設(shè)計改造，最終實現(xiàn)了相關(guān)功能。

2 項目的過程管理

在本訓(xùn)練項目的實施過程中，指導(dǎo)教師采用的方法與實際項目運作過程一致，引導(dǎo)團隊的工作開展。在任務(wù)選題、完成任務(wù)工作量分配、四個季度的時間節(jié)點等方面由學(xué)生自行制定詳細(xì)計劃，使成員在自我約束的 壓力下，既相對緊張又有條不紊地完成任務(wù)。

團隊小組成員由項目負(fù)責(zé)人統(tǒng)一管理，指導(dǎo)教師在分階段以學(xué)生為主導(dǎo)的會議中，有目的地引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生在完成訓(xùn)練項目的過程中，針對所遇到的問題，進(jìn)行有計劃的主動學(xué)習(xí)，綜合運用自己課堂所學(xué)理論及專業(yè)知識，獨立進(jìn)行解決問題，并在每季度的匯報中分享這一過程，使團隊每個成員的實踐創(chuàng)新能力都有所提升。

每個季度中期的會議，由項目負(fù)責(zé)人向指導(dǎo)教師匯報上一階段成果，指導(dǎo)教師針對工作進(jìn)展情況，結(jié)合每個組員存在的問題做出正確的啟發(fā)，不直接給出解決方法，鼓勵學(xué)生在相互討論溝通的過程中，得到適宜的問題解決方法，再進(jìn)行實踐操作，解決問題。

在授之以“漁”的過程中，訓(xùn)練學(xué)生如何完成項目任務(wù)，在溝通與碰撞中增強團隊意識，增加其凝聚力。

最后的驗收環(huán)節(jié)，指定組員完成訓(xùn)練項目的陳述與答辯環(huán)節(jié)，這一內(nèi)容可以培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)、表達(dá)與展示能力，同時也為將來做畢業(yè)設(shè)計論文，制作PPT等內(nèi)容打基礎(chǔ)，使學(xué)生在完成訓(xùn)練項目的過程中不僅僅是埋頭做事，在公眾場合也能夠充分展示自己，敢于表現(xiàn)自己。

3結(jié)束語

在整個訓(xùn)練項目計劃實施的過程中，人員不能過多，適合建立3-4人左右的團隊，讓每個團隊成員有不同的任務(wù)分工，團結(jié)協(xié)作，發(fā)揮出各自的優(yōu)勢共同將任務(wù)完成。從學(xué)生完成任務(wù)后的反饋意見來看，此模式提高了學(xué)生的參與熱情，鍛煉了學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題中解決問題的能力，讓學(xué)生在學(xué)完課堂理論知識的基礎(chǔ)上，結(jié)合課題反過來再對專業(yè)知識加以綜合應(yīng)用，對將來如何開展相關(guān)工作及所需具備的技能提出新的要求。

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