淺談大學生實踐創新訓練項目

黃捷+祝凱+孫潔+徐夢楨

摘 要 大學生創新項目旨在進一步提高學生的知識應用能力和實踐技能，強化培養學生的工程能力和實踐創新能力，鼓勵和支持學生盡早參與技術開發和社會實踐等創新活動，增強學生的職業適應性。筆者通過指導學生制作紅外遙控式調光電路，對于其在所學電力電子課程中，如何進行單相調光進行了由淺入深的學習。

關鍵詞 創新項目 紅外遙控 單相調光

中圖分類號：TM923.3 文獻標識碼：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 項目內容的設計思路

1.1設計方案的論證

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

1.2設計項目內容的技術指標

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節，使其具有軟啟動功能；對于負載燈泡功率20W～60W；調光范圍觀察觸發角 ，相位角的調節可以逐漸調整，能夠從10o～170o任意變化。

1.3項目內容分段調試與整合

1.3.1 遙控模塊設計與實踐

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

1.3.2單相調光電路模塊設計與實踐

用晶閘管制作傳統白熾燈調光的主電路和觸發電路，并實現之。

項目初期，通過方案的選擇、制作、調試，在項目進行過程中，首先對圖3、圖4的電路進行實際焊接制作，通過實際測量調光程度、示波器對主要功率器件采樣波形實際讀取，圖3的電路也能實現燈具的亮暗調節，但是其實現過程需將市電通過整流橋進行整流，對整流后的波形進行處理，再得到單向晶閘管所需的觸發脈沖；圖4的電路直接通過虛線帶開關的電位器對電源進行控制，能夠實現調光電路的軟啟動功能，觸發電路簡單易行，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，可以得出結論，第二種電路性能優于第一種，最終確定，采用雙向晶閘管調光電路，其在制作及調試過程中最為方便快捷，實際生活中，以低成本白熾燈調光臺燈為例，基本就采用這種方法。

1.3.3整合后的電路調試

確定了遙控模塊電路及實際調光電路后，對聯調的電路電源電壓等級進行區分，將低壓高壓隔離開后，進行聯合調試。

首先，測試發射模塊。在電源接入后，紅外線發射模塊的電路開始運行，本設計采用NE555構成驅動脈沖發生電路，NE555時基集成電路由于自激振蕩會產生一系列的脈沖波形，秒信號就可以用此電路生成，由于紅外發射及接收電路的特殊性，其產生的脈沖信號需要調制后效果才最好，所以對此電路參數進行調節，最終使用的脈沖信號為頻率在38～40kHz，經過調制后的波由SE303紅外線發射管向外發射。

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調諧回路，用于調節頻率參數，經處理后使其諧振在38-40kHZ，為了在輸出端1得到所需要的負脈沖（引腳1平時輸出為高）。

在測試收發電路過程中，發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，在調節發射電路參數的同時偶爾會接收到低電平，但不是負脈沖；遇到此問題后，團隊同學趕緊查資料，換電路，又測試了由KA2184芯片組成的另一種接收電路，同樣得不到所需負脈沖，只能得到高電平，調節發射電路參數時，沒有收到接收所要的波形，在測試過程繼續不下去的同時，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虛線處進行設計改造，最終實現了相關功能。

2 項目的過程管理

在本訓練項目的實施過程中，指導教師采用的方法與實際項目運作過程一致，引導團隊的工作開展。在任務選題、完成任務工作量分配、四個季度的時間節點等方面由學生自行制定詳細計劃，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。

團隊小組成員由項目負責人統一管理，指導教師在分階段以學生為主導的會議中，有目的地引導，培養學生在完成訓練項目的過程中，針對所遇到的問題，進行有計劃的主動學習，綜合運用自己課堂所學理論及專業知識，獨立進行解決問題，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新能力都有所提升。

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

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

最后的驗收環節，指定組員完成訓練項目的陳述與答辯環節，這一內容可以培養學生的總結、表達與展示能力，同時也為將來做畢業設計論文，制作PPT等內容打基礎，使學生在完成訓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，敢于表現自己。

3結束語

在整個訓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分工，團結協作，發揮出各自的優勢共同將任務完成。從學生完成任務后的反饋意見來看，此模式提高了學生的參與熱情，鍛煉了學生在發現問題中解決問題的能力，讓學生在學完課堂理論知識的基礎上，結合課題反過來再對專業知識加以綜合應用，對將來如何開展相關工作及所需具備的技能提出新的要求。

參考文獻

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