学科技能CDIO总结报告.概要.pdf

学科技能CDIO项目是基于CDIO工程教育理念的一种实践教学模式，旨在培养学生的创新设计、实施、操作和优化工程系统的能力。在这个项目中，学生通过设计、开发、实现和优化一个具体的工程产品或系统来提升技能。以下是对该项目的详细分析： 1. **项目设计任务**： 本项目涉及设计一个远距离红外光遥控继电器控制电路，要求遥控距离达到30米。这样的设计需要考虑信号传输的稳定性和抗干扰能力，以及在远距离下的有效接收。 2. **设计原理分析**： - **热释电红外传感器**：这种传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分构成。其工作原理是利用热电效应，当探测到红外辐射时，温度变化导致电荷释放，形成电信号输出。 - **工作波长选择**：人体探测用的热释电红外传感器工作在7-14µm的波长范围，因为人体辐射的红外线波长约9.5µm，位于大气窗口内，能较好地穿透大气到达传感器。 - **滤光片作用**：干涉滤光片允许特定波长的红外辐射通过，并阻止其他如灯光、阳光等非目标辐射，提高传感器的敏感性和选择性。 - **阻抗匹配**：热释电探测元的高阻抗需要通过场效应管进行阻抗变换，转换成低输出阻抗的控制信号，以便与放大器输入端匹配。 3. **方案比较和确定**： 在设计过程中，可能需要对比不同类型的热释电传感器、滤光片和电路设计方案，以找到最佳组合，确保信号的稳定传输和高效处理。 4. **系统硬件图**： 硬件设计包括热释电传感器的布局、信号处理电路、继电器控制电路以及电源模块等，这些都需要绘制详细电路图以指导实际制作。 5. **程序流程图**： 控制软件的流程图描述了信号接收、解码、判断及控制继电器动作的过程，确保远程控制的准确性和实时性。 6. **源程序**： 源代码可能包括信号处理算法、解码逻辑以及与硬件交互的部分，以实现对红外信号的有效处理和继电器的控制。 7. **电路板制作**： 制作电路板涉及到PCB设计，包括元器件布局、布线等，确保电气性能和物理尺寸的合理性。 8. **试验结论**： 试验阶段会验证设计的性能，如遥控距离、灵敏度、抗干扰能力等，依据试验结果调整优化设计。 9. **参考文献**： 项目可能引用了关于热释电红外传感器技术、信号处理方法以及电路设计的学术论文和技术资料，以支持设计决策和理论基础。 通过这个项目，学生不仅学习了热释电红外传感器的工作原理，还掌握了电路设计、信号处理和控制系统构建等相关知识，锻炼了解决实际问题的能力，这对未来从事相关领域的职业有着重要的实践意义。