设计的一般过程

1、设计的一般过程,中江实验中学 王汉霖,一、设计的一般过程,一）发现与明确问题 （二）制定设计方案、收集信息、设计分析、方案构思、方案呈现、方案筛选 （三）制作模型或原型 （四）测试、评估及优化 （五）产品的使用和维护,一）发现与明确问题 1、发现问题,1）、问题的来源 A、人类生存活动中必然会遇到的问题 B、由别人给出问题，设计者必须针对问题寻求解决方案 C、基于一定的目的由设计者自己主动地发现问题 （2）、发现问题的途径与方法 A、观察日常生活 B、收集和分析信息 C、技术研究与技术试验,2、明确问题,1、明确问题的内容与价值 问题是否明确 问题的价值 2、明确解决问题受到的限制及具体的设计

2、任务 问题受到的限制来自于两方面: （a）设计对象的特点和问题解决的标准 （b）设计者的技术能力与条件,二）制定设计方案,收集信息的途径 用户调查、专家咨询、现场参观、查阅图书资料、收听收看广播电视、浏览互联网 收集信息的内容： 设计对象的功能、结构、所用的材料、制作工艺、安全性、环保性、性价比等 设计分析 决定是否进行方案设计 方案构思、方案呈现、方案筛选 提出解决问题的若干方案，然后对各种方案进行权衡，选取最佳方案,例子 自动开关照明路灯的设计,一 发现问题，确定课题 学生宿舍的过道里的路灯往往都是手动开关，有些时候晚上打开了，而白天就忘记关闭，这样就白白地造成资源的浪费，所以学校希望把手

3、动开关改成自动 设计一个适宜路灯使用光控照明灯自动开关电路，具有延长灯泡寿命的设计,具体要求： 1.光控照明灯白天自动关闭照明灯。 2.当黄昏光线变暗时，点亮照明灯。 3.进行电路原理设计。 4.完成光控电子开关电路设计。 5.本电路具有适宜路灯使用的软启动功能，即夜幕降临时，自然光线是逐渐缓慢变弱，灯泡有一个逐渐变亮的软启动过程,开展调查，收集信息,所需要收集的信息有 1.自动开关电路的原理 2.自动开关电路的设计图 3.此电路由什么电源供电，灯泡的功率，光敏传感器件（二极管还是三极管）电位器（控制合适的光照度） 4.完成自动开关电路的设计图的元器件是否方便购买，价格是否超出预算,制定方案，

4、决策优化,通过信息的收集，发现现行用的自动开关电路有如下3种方法 方案一 原理：接通电源后，电容C2两端可获得12V左右直流电压，供光控电子开关电路使用。供光控电子开关由三极管VT1、光敏电阻RG及电位器RP、电阻R2等元件组成。白天RG受到自然光线照射而呈低电阻，三极管VT基极为低电平，所以电路处于断开状态，灯H不亮。夜晚来临时，照射在RG的光线变弱，RG呈高电阻，使得VT基极电位上升，当升至0.7V左右时，VT导通，12V电源就通过VT加至可控硅VS的控制极G上，使VS迅速导通，电灯H就通电发亮。调节电位器的阻值，可以改变电路的起控点，使电灯H在合适的光照度下点亮了发光,方案一设计图,方案

5、二： 电路原理： 220V交流经二极管VD1VD4桥式整流加在三极管VS的阳极和阴极之间，为VS导通提供了必要的正向电压，白天自然光线较强，RG呈低电阻，分压比较小，VS门极为低电平，可控硅处于截止状态，灯H不亮；当夜幕来临时，照射在RG的光线较弱，RG呈现高电阻，分压比大，就为VS提供了较高的正向触发电压，故VS导通，灯H即亮,方案二设计图,方案三 电路原理 三极管VS构成电灯的主回路，可控回路由二极管VD和电阻R与光敏电阻器RG组成的分压器构成。二极管VD的作用是为控制回路提供直流电源。白天自然光线较强，光敏电阻器RG呈现低阻，故使VS的门极呈高电平，VS因获得正向触发电压而导通灯H点亮。

6、改变电阻R的阻值，可以调整电路的起控点，使电灯在合适的光照下开始点亮发光,方案三设计图,三种方案的对比 采用方案一要用较多的元器件，而且设计图也比较复杂，超出了高中学生的物理水平 采用方案二需要的元器件较少，设计图简单明了，图中的元器件对于高中生已经有所涉及，操作起来不会很陌生。 采用方案三需要的元器材比方案二略多，设计图比方案二较为复杂，尤其是4个二极管的连接，也超出了高中生的能力范围 所以最终选择方案二,实施制作,电路元件列表,制作模型,完成电路图,模型的作用 使设计对象具体化 帮助分析设计的可能性,测试评价,按方案二完成电路图的焊接并进行调试发现不能承受超过100W的灯泡，同时此电路对灯

7、泡的损耗较大。1/8的电阻略有点小，光敏电阻的阻值调得过高导致起控灵敏度太低,1、测试：目的是检验产品在操作、使用过程中，在结构和技术性能等方面能否达到预定的设计要求。 2、评估 在测试的基础上，对设计方案和产品进行较为全面的评估。主要指标有质量、成本稳定性、加工难易程度等,修改设计,1.由于是路灯，所以灯泡选用40W或者60W，同时还要注重灯泡的品质 2.将1/8的电阻改成1/4的电阻 3.将光敏电阻的阻值适当的调低 经过上述修改此电路完全能发挥其作用。同时成本也很低，适合大范围的使用 至此，自动开关照明电路设计完毕 修改优化是既要分析测试和评估的具体记录，也要重视对公众意见的调查，以明确改进的方向,二、技术设计的一般过程图示,是,无,否,有,值得,发现问题,值得解决吗,有条件解决吗,确定设计课题,调查、手机设计所需的信息、数据、资料,制定设计方案（多种），并进行权衡，决策优化，选定方案,进行具体、详细的设计,实施设计（产品研制,产品（或方案实施结果）的检测,评价、提出改进