淺談大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目

黃捷+祝凱+孫潔+徐夢(mèng)楨

摘 要 大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和實(shí)踐技能，強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力，鼓勵(lì)和支持學(xué)生盡早參與技術(shù)開(kāi)發(fā)和社會(huì)實(shí)踐等創(chuàng)新活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)適應(yīng)性。筆者通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生制作紅外遙控式調(diào)光電路，對(duì)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(xiàng)目 紅外遙控 單相調(diào)光

中圖分類(lèi)號(hào)：TM923.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(xiàng)目?jī)?nèi)容的設(shè)計(jì)思路

1.1設(shè)計(jì)方案的論證

傳統(tǒng)的白熾燈調(diào)光電路非常成熟，運(yùn)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(guò)一種紅外線遙控電路，將手動(dòng)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(lái)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(jì)項(xiàng)目?jī)?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(guò)遙控控制燈光的柔和調(diào)節(jié)，使其具有軟啟動(dòng)功能；對(duì)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(xiàng)目?jī)?nèi)容分段調(diào)試與整合

1.3.1 遙控模塊設(shè)計(jì)與實(shí)踐

紅外遙控模塊由兩個(gè)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(jì)與實(shí)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(shí)現(xiàn)之。

項(xiàng)目初期，通過(guò)方案的選擇、制作、調(diào)試，在項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中，首先對(duì)圖3、圖4的電路進(jìn)行實(shí)際焊接制作，通過(guò)實(shí)際測(cè)量調(diào)光程度、示波器對(duì)主要功率器件采樣波形實(shí)際讀取，圖3的電路也能實(shí)現(xiàn)燈具的亮暗調(diào)節(jié)，但是其實(shí)現(xiàn)過(guò)程需將市電通過(guò)整流橋進(jìn)行整流，對(duì)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(guò)虛線帶開(kāi)關(guān)的電位器對(duì)電源進(jìn)行控制，能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)光電路的軟啟動(dòng)功能，觸發(fā)電路簡(jiǎn)單易行，同時(shí)輸出為雙向脈沖，對(duì)于雙向晶閘管來(lái)說(shuō)可以直接使用，對(duì)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(guò)程中最為方便快捷，實(shí)際生活中，以低成本白熾燈調(diào)光臺(tái)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(shí)際調(diào)光電路后，對(duì)聯(lián)調(diào)的電路電源電壓等級(jí)進(jìn)行區(qū)分，將低壓高壓隔離開(kāi)后，進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。

首先，測(cè)試發(fā)射模塊。在電源接入后，紅外線發(fā)射模塊的電路開(kāi)始運(yùn)行，本設(shè)計(jì)采用NE555構(gòu)成驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生電路，NE555時(shí)基集成電路由于自激振蕩會(huì)產(chǎn)生一系列的脈沖波形，秒信號(hào)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(hào)需要調(diào)制后效果才最好，所以對(duì)此電路參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終使用的脈沖信號(hào)為頻率在38～40kHz，經(jīng)過(guò)調(diào)制后的波由SE303紅外線發(fā)射管向外發(fā)射。

其次，測(cè)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(guò)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(shí)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(shí)輸出為高）。

在測(cè)試收發(fā)電路過(guò)程中，發(fā)射電路性能及波形測(cè)試沒(méi)有問(wèn)題，在接收電路上，用示波器測(cè)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(shí)偶爾會(huì)接收到低電平，但不是負(fù)脈沖；遇到此問(wèn)題后，團(tuán)隊(duì)同學(xué)趕緊查資料，換電路，又測(cè)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(shí)，沒(méi)有收到接收所要的波形，在測(cè)試過(guò)程繼續(xù)不下去的同時(shí)，團(tuán)隊(duì)組員提出可以采用模塊化的遙控電路，通過(guò)輸出以繼電器形式，對(duì)圖4虛線處進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，最終實(shí)現(xiàn)了相關(guān)功能。

2 項(xiàng)目的過(guò)程管理

在本訓(xùn)練項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，指導(dǎo)教師采用的方法與實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)作過(guò)程一致，引導(dǎo)團(tuán)隊(duì)的工作開(kāi)展。在任務(wù)選題、完成任務(wù)工作量分配、四個(gè)季度的時(shí)間節(jié)點(diǎn)等方面由學(xué)生自行制定詳細(xì)計(jì)劃，使成員在自我約束的 壓力下，既相對(duì)緊張又有條不紊地完成任務(wù)。

團(tuán)隊(duì)小組成員由項(xiàng)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(huì)議中，有目的地引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生在完成訓(xùn)練項(xiàng)目的過(guò)程中，針對(duì)所遇到的問(wèn)題，進(jìn)行有計(jì)劃的主動(dòng)學(xué)習(xí)，綜合運(yùn)用自己課堂所學(xué)理論及專(zhuān)業(yè)知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行解決問(wèn)題，并在每季度的匯報(bào)中分享這一過(guò)程，使團(tuán)隊(duì)每個(gè)成員的實(shí)踐創(chuàng)新能力都有所提升。

每個(gè)季度中期的會(huì)議，由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人向指導(dǎo)教師匯報(bào)上一階段成果，指導(dǎo)教師針對(duì)工作進(jìn)展情況，結(jié)合每個(gè)組員存在的問(wèn)題做出正確的啟發(fā)，不直接給出解決方法，鼓勵(lì)學(xué)生在相互討論溝通的過(guò)程中，得到適宜的問(wèn)題解決方法，再進(jìn)行實(shí)踐操作，解決問(wèn)題。

在授之以“漁”的過(guò)程中，訓(xùn)練學(xué)生如何完成項(xiàng)目任務(wù)，在溝通與碰撞中增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)，增加其凝聚力。

最后的驗(yàn)收環(huán)節(jié)，指定組員完成訓(xùn)練項(xiàng)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(shí)也為將來(lái)做畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，制作PPT等內(nèi)容打基礎(chǔ)，使學(xué)生在完成訓(xùn)練項(xiàng)目的過(guò)程中不僅僅是埋頭做事，在公眾場(chǎng)合也能夠充分展示自己，敢于表現(xiàn)自己。

3結(jié)束語(yǔ)

在整個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目計(jì)劃實(shí)施的過(guò)程中，人員不能過(guò)多，適合建立3-4人左右的團(tuán)隊(duì)，讓每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員有不同的任務(wù)分工，團(tuán)結(jié)協(xié)作，發(fā)揮出各自的優(yōu)勢(shì)共同將任務(wù)完成。從學(xué)生完成任務(wù)后的反饋意見(jiàn)來(lái)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(wèn)題中解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生在學(xué)完課堂理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合課題反過(guò)來(lái)再對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)加以綜合應(yīng)用，對(duì)將來(lái)如何開(kāi)展相關(guān)工作及所需具備的技能提出新的要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳海霞，王鎖萍，熊田忠.面向企業(yè)需求的電氣控制類(lèi)課程設(shè)計(jì)創(chuàng)新教學(xué)模式[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014.33（2）：190-193.

[2] 段家低，曹惠賢，王煜.美國(guó)高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理情況[J].大學(xué)物理，2004.23（3）：42-45.

[3] 王娜君，王杰，李旦等.基于工程能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J].教育探索，2011（10）：49-50.

[4] 劉鳴，畢玉玲，趙美蓉.實(shí)行開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新探索精神[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2005.22（4）：91-94.