МОСКОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра інформаційних систем і вимірювальних технологій
Москва
2008
ЗМІСТ
ВСТУП
ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ
1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИЛАДУ
2. ВИБІР І ОБГРУНТУВАННЯ ПРИНЦИПОВОЇ СХЕМИ
2.1. Розробка схем джерела живлення
2.2. Розробка приладу «присутності»
3. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА
3.1. Блок живлення
4. РОЗРОБКА ТА МЕТОД ВИГОТОВЛЕННЯ ДРУКОВАНИХ ПЛАТ
5. ОПИС КОНСТРУКЦІЇ ПРИЛАДУ
ЛІТЕРАТУРА
ВСТУП
На сьогоднішній день все більшого поширення набуває термін «інтелектуальний будинок» - то будинок, обладнаний засобами автоматичного контролю над усіма системами життєзабезпечення. Комплекс життєзабезпечення інтелектуального будинку утворюють такі системи:
- Захисту від проникнення з підсистемами: захисту периметру, контролю доступу в будівлю або окремі приміщення (кодові замки, домофони) і виявлення незаконного проникнення всередину і переміщення по будівлі (різного роду сенсори);
- Зовнішнього і внутрішнього відеоспостереження (відеокамери, відеосервери);
- Протипожежна (пожежні датчики, автоматичні розпилювачі);
- Контролю за витратою води та електроенергії (керовані лічильники, призначені не тільки для візуального контролю, але і для передачі даних вимірювань параметрів на вищий рівень АСУ;
- Інформаційна (забезпечує доступ до мережевих ресурсів);
- Керування силовим обладнанням і освітленням (освітлення всередині будівлі, зовнішнє підсвічування, ліфти);
- Кліматичного контролю та вентиляції;
- Телефонна, з виходом в міську телефонну мережу
та інше специфічне обладнання, яке не впливає на безпеку і функціонування будівлі.
Контроль за роботою систем може бути розподіленим або централізованим. Так, вахтер чи місцева охорона можуть управляти системами відеоспостереження, контролю доступу та захисту від проникнення; відповідальний за пожежну безпеку - протипожежною системою, а адміністратор локальної мережі - доступом користувачів мережі будинку до зовнішніх і внутрішніх інформаційних ресурсів, наприклад Інтернету.
«Інтелектуальне» будинок від автоматизованого відрізняється, головним чином, можливістю програмувати управляючі системи таким чином, щоб реакція на події всередині периметра будівлі відбувалася за заздалегідь визначеним сценарієм. Будь-яка з підсистем такої будівлі або функціонує повністю автономно, фіксуючи свої дії в журналі подій, або оперативно взаємодіє з оператором, запрошуючи у нього підтвердження дій. [5]
Всі системи життєзабезпечення можуть охоплюватися єдиної кабельної структурою, або кожна з них буде побудована на своїх кабелях. Загальною середовищем передачі інформації може служити, наприклад, комутована мережа Ethernet. Проте надійність системи в цілому в цьому випадку буде нижче, тому що при пошкодженні кабельної проводки порушується функціонування всіх систем, підключених до даного сегмента кабелю. Як правило, створюється шість незалежних кабельних структур (інформаційна мережа будинку - зазвичай Ethernet; замкнута петля пожежної системи 2x2 проводу; замкнута петля системи захисту від проникнення; замкнута петля сервісних служб - контроль освітлення, витрати електроенергії, води; мережа передачі інформації від системи відеоспостереження; телефонна мережа будинку.
У деяких випадках на невеликих або мають універсальний пожежно-охоронний контролер об'єктах може використовуватися одна і та ж кабельна проводка для протипожежної та охоронної систем.
Система відеоспостереження може бути поєднана з інформаційною мережею будинку. У цьому випадку для обмеження доступу до відеоданих комутатори локальної мережі будинку (центральний та поверхові комутатори, якщо такі є) повинні мати функцію віртуальних локальних мереж (VLAN). Однак окремі відеокамери можуть надаватися для спільної експлуатації.
У зв'язку з бурхливим розвитком IP-телефонії та новими інтеграційними можливостями телефонна мережа будинку також іноді, особливо в офісах, об'єднується з інформаційною мережею. Провідні виробники телекомунікаційного обладнання вже випустили в продаж пристрою, подібні телефонами, але підключаються до локальної мережі.
Системи управління домовик автоматикою (СУДУ), до яких можна віднести пожежну систему, охоронну систему і сервісні служби, функціонують на всіх рівнях моделі відкритих систем за єдиними принципами.
На фізичному і канальному рівні СУДУ представляє собою один чи кілька сегментів, розділених функціонально і фізично (територіально).
Важливо відзначити, що ідеологія побудови «інтелектуальних» будівель може бути використана при проектуванні систем управління життєзабезпеченням різних будівель: житлових, офісних або промислових.
Описана структура являє собою найбільш загальний випадок системи управління будівлею. Конкретна реалізація ідеології «інтелектуального будинку» у значній мірі залежить від вимог замовника.
Однак подібного роду розробки вимагають не тільки великих тимчасових витрат, але і фінансових вливань. Розроблювальний прилад «присутності» в якійсь мірі дозволяє не допускати безконтрольного відвідування якого-небудь об'єкту або ж приводить у дію виконавчий пристрій при переміщенні.
ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ
Потрібно розробити прилад «присутності» призначене для автоматичного відкривання дверей, а також в якості сигналізатора, що попереджає про небезпеку. Прилад повинен живитися від стабілізованого джерела постійного струму напругою 15 ... 18 В.
Проект повинен містити:
1. Схему електричну принципову
2. Блок живлення
3. Складальне креслення
3.1.Корпус
3.2. Кришка
3.3 Денце
4. Схема розташування елементів
1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИЛАДУ
Прилад «присутності» здатний зафіксувати проникнення людини в приміщення і привести в дію виконавче охоронний пристрій. Його можна використовувати для охорони приміщень і окремих предметів, для автоматичного відкривання дверей, а також в якості сигналізатора, що попереджає про небезпеку і так далі. Прилад живиться від стабілізованого джерела постійного струму напругою 15 ... 18 В.
Основні технічні характеристики приладу «присутності»:
Напруга живлення, В. ............................................. ......................................... 16
Струм споживання при спокої, не більше, мА ......................................... ................ 10
Струм споживання при спрацьовуванні, не більше, мА ......................................... .. 45
Максимальна чутливість при площі антен 0,2 м, не менше, мм .................................... .................................................. ................................. 1000
Дрейф контрольного напруги в діапазоні температур 20 ... 45 ° С, мВ / град ................................. .................................................. .................................. 3
Габарити (без антен), мм ........................................... ........................... 135x95x40
2. ВИБІР І ОБГРУНТУВАННЯ ПРИНЦИПОВОЇ СХЕМИ
2.1. Розробка джерела живлення
Для більшості цифрових пристроїв необхідне джерело живлення. При великому споживанні потужності використання як джерела гальванічних батарей економічно. У цьому випадку постійне напругу отримують шляхом трансформування і випрямлення напруги мережі. Для цієї мети в даній приладі використовуємо (див. додаток ФІРЕ.ІІТ.КП604992/с.002) двухполуперіодний випрямляч з середньою точкою трансформатора.
До достоїнств можна віднести - використовуються обидві половини змінної напруги. При цьому виробляється пульсуюче коливання, в якому відсутні в однополуперіодної схемою напівхвилі інвертуються і з'являються між позитивними напівхвилях. Коефіцієнт пульсації становить 0,67, для порівняння коефіцієнт пульсації однополупериодного випрямляча 1,57.
Щоб зменшити пульсації, на виході випрямляча, в схему включаємо згладжує Г - образний RC - фільтр.
Коефіцієнт згладжування показує, у скільки разів фільтр зменшує пульсації випрямленої напруги.
де
Схеми стабілізації використовуються в багатьох, але не у всіх джерелах живлення. Для забезпечення стійкості вихідного напруги постійного струму в умовах мінливої навантаження, коливаннях напруги в мережі використовуємо стабілізатор у вигляді інтегральної мікросхеми.
Включимо в схему резистор R1 є датчиком струму в схемі захисту від перевантажень.
На виході схеми встановимо конденсатор С2, службовець для зниження рівня пульсацій вихідної напруги, а так само підвищення стійкості стабілізатора.
За допомогою змінного резистора R5 можна робити більш точне регулювання вихідної напруги.
2.2. Розробка приладу «присутності»
Схема приладу «присутності» (див. ФІРЕ.ІІТ.КП604992 / с) - складається з генератора сигналів ультразвукової частоти, індуктивно-ємнісного моста з двома антенами, підсилювача ультразвукової частоти, порогового устрою та виконавчого реле.
Генератор виконаний на транзисторі VT1 по схемі з загальним колектором. Як індуктивності LC-контура використовується первинна обмотка трансформатора ТV1. Дві його вторинні обмотки і конденсатори С1 ... СЗ утворюють симетричний LC-міст, який, завдяки індуктивного зв'язку первинної і вторинних обмоток ТV1, живиться змінним напругою частотою 60 ... 70 кГц. Вихідна напруга LC-мосту знімається зі змінного резистора R1. Налаштовують міст елементами С2, R2. До обмоткам II і III під'єднані антени WA1 і WA2 - робоча і компенсаційна.
Сигнал з виходу мосту надходить на трьохкаскадні підсилювач змінного струму, виконаний на транзисторах VT2 ... VT4, з коефіцієнтом посилення 2000 ... 2590. Вихідний каскад підсилювача навантажений на бруківці випрямляч VD1 .. VD4. Випрямлена напруга згладжується RC-фільтром С13, R14, С14 і надходить на порогове пристрій, що є тригер Шмітта. У тригері для зменшення гістерезису сигналу керування до 0,05 В в еміттерние ланцюга VT5, VT6 включені стабілітрони VD7 ... VD9 Ланцюжок R15, VD5, VD6 в базовій ланцюга VT5 забезпечує температурну стабільність порога спрацьовування. Щоб послабити вплив навантажувальних ланцюгів на роботу тригера, виконавче реле К1 включено в ланцюг колектора додаткового транзистора VT7, що виконує одночасно функцію інвертора.
Прилад «присутності» працює таким чином. У початковому стані LC-міст збалансований або близький до балансу, напруга на вході VT2 становить 1 ... 1.5 мВ, а на виході випрямляча (в контрольних гніздах ХТ1, ХТ2) - не більше 2,5 ... 3 В. Цього напруги недостатньо для спрацьовування тригера Шмітта, і реле К1 залишається знеструмленим. При наближенні людини до однієї з антен змінюється ємність відповідного плеча LC-моста відносно загального проводу, і напруга у вихідний діагоналі моста (на R1) збільшується. Відповідно зростає постійна напруга на вході порогового пристрою. Коли напруга між точками А і Б перевищить значення 4 В, тригер Шмітта спрацьовує і контактна система реле включає виконавчий механізм (пускач, електромагніт, дзвінок, лампу і т.д.). Після видалення людини від антени на достатню відстань (залежить від чутливості пристрою) напруга U AB знижується до рівня менше 4 В, тригер Шмітта відпускає і К1 знеструмлюється.
У пристрої застосовані резистори МЛТ постійні потужністю 0,25 Вт, змінні резистори СПЗ-13, терморезистор ММТ-4 або ММТ-1. Конденсатори: постійні КТ, КМ, КД (Cl, C3 з ТКЕ групи МЗЗ або М47), оксидні - типу К50-6, К50-12, подстроєчний - типу КПК-М. Транзистор VT1 може бути замінений транзистором КТ602 або КТ803 з будь-яким буквеним індексом.
Як VT2, VT3, VT5 ... VT7 можна використовувати будь-які кремнієві транзистори малої потужності з допустимою напругою «колектор-емітер» і «колектор-база» не менш напруги джерела живлення, при цьому допустимий струм колектора транзистора VT7 повинен бути вище струму спрацювання реле К1 . Допустима напруга «колектор-емітер» транзистора VT4 має не менш ніж у два рази перевищувати напругу джерела живлення. У пристрої застосовано реле РЕЗ-9 (паспорт РС4.524.201 або РС4.524.200). Діоди ДЗІ можна замінити на діоди Д2, Д9. Трансформатор Т1 виготовляється на феритовому броньовому сердечнику Б22, марка фериту 1500НМЗ (1500НМ2).
Обмотки II і III містять по 100 витків дроту ПЕВ 0,15 і намотуються першими одночасно в два дроти. Первинна обмотка містить 20 ... 30 витків дроту ПЕШО 0,2 і намотується поверх вторинних обмоток. При монтажі трансформатор Т1 слід встановити на висоті 10 мм від поверхні плати за допомогою распорной втулки (капронова пробка).
Як трансформатора Т2 використовується узгоджувальний трансформатор від транзисторного приймача, виконаний на муздрамтеатрі з пермаллоя. Ставлення витків первинної і вторинної обмоток повинно бути в межах 0,4 ... 0,6. Електромагнітне реле К1 можна замінити на будь-яке інше, розраховане на напругу 12 ... 14 В, при цьому струм спрацьовування не повинен перевищувати допустимого струму колектора транзистора VT7.
Антени WA1 і WA2 виконуються з алюмінієвого або мідного дроту 00,2 ... 3 мм і довжиною 0,7 ... 4 м, у вигляді прямого відрізка або рамки. Більш ефективними є плоскі антени з тонкого листового алюмінію або фольгованого гетинаксу площею ОД ... 0,3 м 2. Розміри і форма антен в кожному конкретному випадку визначаються призначенням реле і місцем установки. Важливо, щоб за формою і розмірами антени були однакові. Антени та з'єднувальні дроти необхідно жорстко закріпити. У просторі антени розташовують так, щоб при наближенні до них людини ємність між ним і робочої антеною зростала значно швидше, ніж між людиною та компенсуючої антеною. Іншими словами, по відношенню до людини антени повинні розташовуватися асиметрично.
Налагодження приладу проводять при відключених антенах. Монтажну плату встановлюють на тимчасових жорстких стійках з ізоляційного матеріалу довжиною 40 ... 50 мм, щоб усунути вплив на LC-MOCT діелектричних властивостей стільниці робочого столу. Потім повертають движок змінного резистора R1 вліво за схемою до упору, підключають пристрій до джерела живлення і вимірюють струм спокою в його ланцюга. Він не повинен перевищувати величину 9 ... 11 мА. Потім повільно повертають движок R1 вправо.
У якийсь момент має включитися виконавче реле К1, що буде помітно по різкому зростанню струму харчування до 38 ... 45 мА, в залежності від типу К1. Потім балансують LC-міст змінними резистором R2 і конденсатором С2. Момент настання балансу визначають по мінімуму напруги в контрольних гніздах ХТ1, ХТ2. Движок R1 поступово переводять в протилежне становище, при цьому напруга U Ab має становити 1,5 ... 2 В; при великому розбалансі воно досягає рівня 8 ... 9 В. Спрацювання реле К1 має відбуватися при напрузі в контрольних гніздах 4 .. .4,2 В.
Правильність роботи пристрою перевіряється наступним чином:
- Повільним і плавним обертанням С2 встановлюють контрольне напруга, близьке до стану балансу (3 В);
- При піднесенні пальця руки до одного з гнізд XI або Х2 контрольне напруга має зростати, при піднесенні до іншого гнізда - знижуватися.
Якщо при балансуванні мінімальне контрольне напруга досягається при ємності З2 «максимум», слід до С2 паралельно підпаяти конденсатор ємністю 1,5 ... 7,5 пФ типу КТ з ТКЕ групи МЗЗ, М47 і знову повторити балансування. Якщо С2 при балансуванні опиниться в положенні «мінімум» - додатковий конденсатор слід припаяти паралельно СЗ.
Налаштування реле з підключеними антенами виконується аналогічно, при цьому положення тіла оператора і його рук у просторі має бути таким, щоб надавати найменший вплив на антени. При остаточній налаштуванні реле змінним резистором R1 підбирають бажану чутливість пристрою. Під чутливістю слід розуміти максимальна відстань між людиною і робочої антеною в міліметрах, при якому відбувається спрацьовування автомата.
3. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА
3.1. Блок живлення
Визначимо значення струму через вторинну обмотку трансформатора за формулою:
Кафедра інформаційних систем і вимірювальних технологій
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
по предмету: Основи проектування приладів і систем
на тему: Розробка приладу «присутності»Москва
2008
ЗМІСТ
ВСТУП
ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ
1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИЛАДУ
2. ВИБІР І ОБГРУНТУВАННЯ ПРИНЦИПОВОЇ СХЕМИ
2.1. Розробка схем джерела живлення
2.2. Розробка приладу «присутності»
3. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА
3.1. Блок живлення
4. РОЗРОБКА ТА МЕТОД ВИГОТОВЛЕННЯ ДРУКОВАНИХ ПЛАТ
5. ОПИС КОНСТРУКЦІЇ ПРИЛАДУ
ЛІТЕРАТУРА
ВСТУП
На сьогоднішній день все більшого поширення набуває термін «інтелектуальний будинок» - то будинок, обладнаний засобами автоматичного контролю над усіма системами життєзабезпечення. Комплекс життєзабезпечення інтелектуального будинку утворюють такі системи:
- Захисту від проникнення з підсистемами: захисту периметру, контролю доступу в будівлю або окремі приміщення (кодові замки, домофони) і виявлення незаконного проникнення всередину і переміщення по будівлі (різного роду сенсори);
- Зовнішнього і внутрішнього відеоспостереження (відеокамери, відеосервери);
- Протипожежна (пожежні датчики, автоматичні розпилювачі);
- Контролю за витратою води та електроенергії (керовані лічильники, призначені не тільки для візуального контролю, але і для передачі даних вимірювань параметрів на вищий рівень АСУ;
- Інформаційна (забезпечує доступ до мережевих ресурсів);
- Керування силовим обладнанням і освітленням (освітлення всередині будівлі, зовнішнє підсвічування, ліфти);
- Кліматичного контролю та вентиляції;
- Телефонна, з виходом в міську телефонну мережу
та інше специфічне обладнання, яке не впливає на безпеку і функціонування будівлі.
Контроль за роботою систем може бути розподіленим або централізованим. Так, вахтер чи місцева охорона можуть управляти системами відеоспостереження, контролю доступу та захисту від проникнення; відповідальний за пожежну безпеку - протипожежною системою, а адміністратор локальної мережі - доступом користувачів мережі будинку до зовнішніх і внутрішніх інформаційних ресурсів, наприклад Інтернету.
«Інтелектуальне» будинок від автоматизованого відрізняється, головним чином, можливістю програмувати управляючі системи таким чином, щоб реакція на події всередині периметра будівлі відбувалася за заздалегідь визначеним сценарієм. Будь-яка з підсистем такої будівлі або функціонує повністю автономно, фіксуючи свої дії в журналі подій, або оперативно взаємодіє з оператором, запрошуючи у нього підтвердження дій. [5]
Всі системи життєзабезпечення можуть охоплюватися єдиної кабельної структурою, або кожна з них буде побудована на своїх кабелях. Загальною середовищем передачі інформації може служити, наприклад, комутована мережа Ethernet. Проте надійність системи в цілому в цьому випадку буде нижче, тому що при пошкодженні кабельної проводки порушується функціонування всіх систем, підключених до даного сегмента кабелю. Як правило, створюється шість незалежних кабельних структур (інформаційна мережа будинку - зазвичай Ethernet; замкнута петля пожежної системи 2x2 проводу; замкнута петля системи захисту від проникнення; замкнута петля сервісних служб - контроль освітлення, витрати електроенергії, води; мережа передачі інформації від системи відеоспостереження; телефонна мережа будинку.
У деяких випадках на невеликих або мають універсальний пожежно-охоронний контролер об'єктах може використовуватися одна і та ж кабельна проводка для протипожежної та охоронної систем.
Система відеоспостереження може бути поєднана з інформаційною мережею будинку. У цьому випадку для обмеження доступу до відеоданих комутатори локальної мережі будинку (центральний та поверхові комутатори, якщо такі є) повинні мати функцію віртуальних локальних мереж (VLAN). Однак окремі відеокамери можуть надаватися для спільної експлуатації.
У зв'язку з бурхливим розвитком IP-телефонії та новими інтеграційними можливостями телефонна мережа будинку також іноді, особливо в офісах, об'єднується з інформаційною мережею. Провідні виробники телекомунікаційного обладнання вже випустили в продаж пристрою, подібні телефонами, але підключаються до локальної мережі.
Системи управління домовик автоматикою (СУДУ), до яких можна віднести пожежну систему, охоронну систему і сервісні служби, функціонують на всіх рівнях моделі відкритих систем за єдиними принципами.
На фізичному і канальному рівні СУДУ представляє собою один чи кілька сегментів, розділених функціонально і фізично (територіально).
Важливо відзначити, що ідеологія побудови «інтелектуальних» будівель може бути використана при проектуванні систем управління життєзабезпеченням різних будівель: житлових, офісних або промислових.
Описана структура являє собою найбільш загальний випадок системи управління будівлею. Конкретна реалізація ідеології «інтелектуального будинку» у значній мірі залежить від вимог замовника.
Однак подібного роду розробки вимагають не тільки великих тимчасових витрат, але і фінансових вливань. Розроблювальний прилад «присутності» в якійсь мірі дозволяє не допускати безконтрольного відвідування якого-небудь об'єкту або ж приводить у дію виконавчий пристрій при переміщенні.
ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ
Потрібно розробити прилад «присутності» призначене для автоматичного відкривання дверей, а також в якості сигналізатора, що попереджає про небезпеку. Прилад повинен живитися від стабілізованого джерела постійного струму напругою 15 ... 18 В.
Проект повинен містити:
1. Схему електричну принципову
2. Блок живлення
3. Складальне креслення
3.1.Корпус
3.2. Кришка
3.3 Денце
4. Схема розташування елементів
1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИЛАДУ
Прилад «присутності» здатний зафіксувати проникнення людини в приміщення і привести в дію виконавче охоронний пристрій. Його можна використовувати для охорони приміщень і окремих предметів, для автоматичного відкривання дверей, а також в якості сигналізатора, що попереджає про небезпеку і так далі. Прилад живиться від стабілізованого джерела постійного струму напругою 15 ... 18 В.
Основні технічні характеристики приладу «присутності»:
Напруга живлення, В. ............................................. ......................................... 16
Струм споживання при спокої, не більше, мА ......................................... ................ 10
Струм споживання при спрацьовуванні, не більше, мА ......................................... .. 45
Максимальна чутливість при площі антен 0,2 м, не менше, мм .................................... .................................................. ................................. 1000
Дрейф контрольного напруги в діапазоні температур 20 ... 45 ° С, мВ / град ................................. .................................................. .................................. 3
Габарити (без антен), мм ........................................... ........................... 135x95x40
2. ВИБІР І ОБГРУНТУВАННЯ ПРИНЦИПОВОЇ СХЕМИ
2.1. Розробка джерела живлення
Для більшості цифрових пристроїв необхідне джерело живлення. При великому споживанні потужності використання як джерела гальванічних батарей економічно. У цьому випадку постійне напругу отримують шляхом трансформування і випрямлення напруги мережі. Для цієї мети в даній приладі використовуємо (див. додаток ФІРЕ.ІІТ.КП604992/с.002) двухполуперіодний випрямляч з середньою точкою трансформатора.
До достоїнств можна віднести - використовуються обидві половини змінної напруги. При цьому виробляється пульсуюче коливання, в якому відсутні в однополуперіодної схемою напівхвилі інвертуються і з'являються між позитивними напівхвилях. Коефіцієнт пульсації становить 0,67, для порівняння коефіцієнт пульсації однополупериодного випрямляча 1,57.
Щоб зменшити пульсації, на виході випрямляча, в схему включаємо згладжує Г - образний RC - фільтр.
Коефіцієнт згладжування показує, у скільки разів фільтр зменшує пульсації випрямленої напруги.
де
Схеми стабілізації використовуються в багатьох, але не у всіх джерелах живлення. Для забезпечення стійкості вихідного напруги постійного струму в умовах мінливої навантаження, коливаннях напруги в мережі використовуємо стабілізатор у вигляді інтегральної мікросхеми.
Включимо в схему резистор R1 є датчиком струму в схемі захисту від перевантажень.
На виході схеми встановимо конденсатор С2, службовець для зниження рівня пульсацій вихідної напруги, а так само підвищення стійкості стабілізатора.
За допомогою змінного резистора R5 можна робити більш точне регулювання вихідної напруги.
2.2. Розробка приладу «присутності»
Схема приладу «присутності» (див. ФІРЕ.ІІТ.КП604992 / с) - складається з генератора сигналів ультразвукової частоти, індуктивно-ємнісного моста з двома антенами, підсилювача ультразвукової частоти, порогового устрою та виконавчого реле.
Генератор виконаний на транзисторі VT1 по схемі з загальним колектором. Як індуктивності LC-контура використовується первинна обмотка трансформатора ТV1. Дві його вторинні обмотки і конденсатори С1 ... СЗ утворюють симетричний LC-міст, який, завдяки індуктивного зв'язку первинної і вторинних обмоток ТV1, живиться змінним напругою частотою 60 ... 70 кГц. Вихідна напруга LC-мосту знімається зі змінного резистора R1. Налаштовують міст елементами С2, R2. До обмоткам II і III під'єднані антени WA1 і WA2 - робоча і компенсаційна.
Сигнал з виходу мосту надходить на трьохкаскадні підсилювач змінного струму, виконаний на транзисторах VT2 ... VT4, з коефіцієнтом посилення 2000 ... 2590. Вихідний каскад підсилювача навантажений на бруківці випрямляч VD1 .. VD4. Випрямлена напруга згладжується RC-фільтром С13, R14, С14 і надходить на порогове пристрій, що є тригер Шмітта. У тригері для зменшення гістерезису сигналу керування до 0,05 В в еміттерние ланцюга VT5, VT6 включені стабілітрони VD7 ... VD9 Ланцюжок R15, VD5, VD6 в базовій ланцюга VT5 забезпечує температурну стабільність порога спрацьовування. Щоб послабити вплив навантажувальних ланцюгів на роботу тригера, виконавче реле К1 включено в ланцюг колектора додаткового транзистора VT7, що виконує одночасно функцію інвертора.
Прилад «присутності» працює таким чином. У початковому стані LC-міст збалансований або близький до балансу, напруга на вході VT2 становить 1 ... 1.5 мВ, а на виході випрямляча (в контрольних гніздах ХТ1, ХТ2) - не більше 2,5 ... 3 В. Цього напруги недостатньо для спрацьовування тригера Шмітта, і реле К1 залишається знеструмленим. При наближенні людини до однієї з антен змінюється ємність відповідного плеча LC-моста відносно загального проводу, і напруга у вихідний діагоналі моста (на R1) збільшується. Відповідно зростає постійна напруга на вході порогового пристрою. Коли напруга між точками А і Б перевищить значення 4 В, тригер Шмітта спрацьовує і контактна система реле включає виконавчий механізм (пускач, електромагніт, дзвінок, лампу і т.д.). Після видалення людини від антени на достатню відстань (залежить від чутливості пристрою) напруга U AB знижується до рівня менше 4 В, тригер Шмітта відпускає і К1 знеструмлюється.
У пристрої застосовані резистори МЛТ постійні потужністю 0,25 Вт, змінні резистори СПЗ-13, терморезистор ММТ-4 або ММТ-1. Конденсатори: постійні КТ, КМ, КД (Cl, C3 з ТКЕ групи МЗЗ або М47), оксидні - типу К50-6, К50-12, подстроєчний - типу КПК-М. Транзистор VT1 може бути замінений транзистором КТ602 або КТ803 з будь-яким буквеним індексом.
Як VT2, VT3, VT5 ... VT7 можна використовувати будь-які кремнієві транзистори малої потужності з допустимою напругою «колектор-емітер» і «колектор-база» не менш напруги джерела живлення, при цьому допустимий струм колектора транзистора VT7 повинен бути вище струму спрацювання реле К1 . Допустима напруга «колектор-емітер» транзистора VT4 має не менш ніж у два рази перевищувати напругу джерела живлення. У пристрої застосовано реле РЕЗ-9 (паспорт РС4.524.201 або РС4.524.200). Діоди ДЗІ можна замінити на діоди Д2, Д9. Трансформатор Т1 виготовляється на феритовому броньовому сердечнику Б22, марка фериту 1500НМЗ (1500НМ2).
Обмотки II і III містять по 100 витків дроту ПЕВ 0,15 і намотуються першими одночасно в два дроти. Первинна обмотка містить 20 ... 30 витків дроту ПЕШО 0,2 і намотується поверх вторинних обмоток. При монтажі трансформатор Т1 слід встановити на висоті 10 мм від поверхні плати за допомогою распорной втулки (капронова пробка).
Як трансформатора Т2 використовується узгоджувальний трансформатор від транзисторного приймача, виконаний на муздрамтеатрі з пермаллоя. Ставлення витків первинної і вторинної обмоток повинно бути в межах 0,4 ... 0,6. Електромагнітне реле К1 можна замінити на будь-яке інше, розраховане на напругу 12 ... 14 В, при цьому струм спрацьовування не повинен перевищувати допустимого струму колектора транзистора VT7.
Антени WA1 і WA2 виконуються з алюмінієвого або мідного дроту 00,2 ... 3 мм і довжиною 0,7 ... 4 м, у вигляді прямого відрізка або рамки. Більш ефективними є плоскі антени з тонкого листового алюмінію або фольгованого гетинаксу площею ОД ... 0,3 м 2. Розміри і форма антен в кожному конкретному випадку визначаються призначенням реле і місцем установки. Важливо, щоб за формою і розмірами антени були однакові. Антени та з'єднувальні дроти необхідно жорстко закріпити. У просторі антени розташовують так, щоб при наближенні до них людини ємність між ним і робочої антеною зростала значно швидше, ніж між людиною та компенсуючої антеною. Іншими словами, по відношенню до людини антени повинні розташовуватися асиметрично.
Налагодження приладу проводять при відключених антенах. Монтажну плату встановлюють на тимчасових жорстких стійках з ізоляційного матеріалу довжиною 40 ... 50 мм, щоб усунути вплив на LC-MOCT діелектричних властивостей стільниці робочого столу. Потім повертають движок змінного резистора R1 вліво за схемою до упору, підключають пристрій до джерела живлення і вимірюють струм спокою в його ланцюга. Він не повинен перевищувати величину 9 ... 11 мА. Потім повільно повертають движок R1 вправо.
У якийсь момент має включитися виконавче реле К1, що буде помітно по різкому зростанню струму харчування до 38 ... 45 мА, в залежності від типу К1. Потім балансують LC-міст змінними резистором R2 і конденсатором С2. Момент настання балансу визначають по мінімуму напруги в контрольних гніздах ХТ1, ХТ2. Движок R1 поступово переводять в протилежне становище, при цьому напруга U Ab має становити 1,5 ... 2 В; при великому розбалансі воно досягає рівня 8 ... 9 В. Спрацювання реле К1 має відбуватися при напрузі в контрольних гніздах 4 .. .4,2 В.
Правильність роботи пристрою перевіряється наступним чином:
- Повільним і плавним обертанням С2 встановлюють контрольне напруга, близьке до стану балансу (3 В);
- При піднесенні пальця руки до одного з гнізд XI або Х2 контрольне напруга має зростати, при піднесенні до іншого гнізда - знижуватися.
Якщо при балансуванні мінімальне контрольне напруга досягається при ємності З2 «максимум», слід до С2 паралельно підпаяти конденсатор ємністю 1,5 ... 7,5 пФ типу КТ з ТКЕ групи МЗЗ, М47 і знову повторити балансування. Якщо С2 при балансуванні опиниться в положенні «мінімум» - додатковий конденсатор слід припаяти паралельно СЗ.
Налаштування реле з підключеними антенами виконується аналогічно, при цьому положення тіла оператора і його рук у просторі має бути таким, щоб надавати найменший вплив на антени. При остаточній налаштуванні реле змінним резистором R1 підбирають бажану чутливість пристрою. Під чутливістю слід розуміти максимальна відстань між людиною і робочої антеною в міліметрах, при якому відбувається спрацьовування автомата.
3. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА
3.1. Блок живлення
Визначимо значення струму через вторинну обмотку трансформатора за формулою:
I н - максимальний струм навантаження, 0,5 А.
Необхідно визначити номінальну потужність:
U 2 - напруга на вторинній обмотці, В;
I 2 - максимальний струм через вторинну обмотку трансформатора, А.
Діючі значення напруг на вторинних обмотках трансформатора
Потужність же на вторинних обмотках знаходиться за формулою
Коефіцієнт використання трансформатора становить До тр = 0,674. Маємо
P н - номінальна потужність, Вт.
P тр - потужність трансформатора, Вт
Знайдемо коефіцієнт трансформації за формулою
Розрахуємо необхідну площу перерізу осердя муздрамтеатру
Підрахуємо число витків первинної та вторинної обмотках за формулою
де U 1, U 2 - напруги на первинній та вторинній обмотках відповідно.
S - площа перерізу магнітопроводу, см 2.
Необхідно знайти діаметр проводів обмоток трансформатора за формулою:
I - струм через обмотку, мА.
Отримуємо діаметр проводу рівний 0,6 мм.
Після цього можна приступити до підбору трансформаторного заліза й проведення, виготовлення каркаса і виконання обмоток. Але слід мати на увазі, що Ш - образні трансформаторні пластини мають неоднакову площу вікна, тому потрібно перевіряти, чи підійдуть вибрані пластини для трансформатора. [7]
Для цього потужність трансформатора помножимо на 50, вийде необхідна площа вікна:
Отримане змінну напругу і струм необхідно випрямити.
За законом Ома визначимо опір навантаження
Перетворення змінного струму в постійний проводиться за допомогою напівпровідникових діодів.
Струм через діоди становить
Вибираємо два діоди КД202Г, який забезпечує випрямлений струм I пр = 3,5 А, що витримує зворотне напруга 70 В, пряме падіння напруги U пр = 0,9 В, зворотний струм I обр = 0,8 мА, поріг випрямлення Е пір = 0 , 35 В.
Пряме опір вентиля
Для згладжування пульсацій, що залишаються після випрямлення, використовуються схеми фільтрації. У схемі використовуємо Г - образний RC фільтр.
Знайдемо напругу на вході фільтра
Визначимо опір електричного фільтра за формулою:
Ємність конденсатора, який входить до складу фільтра знаходимо як
f - частота мережі, 50 Гц.
m - відношення частоти пульсацій основної гармоніки до частоти мережі, 2.
R ф - опір електричного фільтра.
R н - опір навантаження.
В якості інтегрального стабілізатора для фіксації напруги живлення DD1 вибираємо К142ЕН1 з параметрами: U вх = 20 ... 40 В, U вих = 12 ... 30 В, максимальний струм пропускається I max = 0,1 А, максимальна розсіює потужність P max = 0,8 Вт, коефіцієнт нестабільності напруги по виходу мікросхеми До нс = 0,5.
Вихідний струм мікросхеми DD1 не відповідає заданому і для його підвищення встановлюємо послідовно з навантаженням регулюючий транзистор VТ1 cn - p - n провідністю.
Струм транзистора визначаємо як
U п - амплітуда пульсацій на вході стабілізатора;
U ке min - мінімальне падіння напруги на відкритому транзисторі, 2 В.
Отримуємо
U 01 min ³ 16 + 2 + 1,7 = 18,7 В
де
Максимальна розсіює потужність на транзисторі можна розрахувати як
За знайденим значенням вибираємо транзистор КТ827А з наступними параметрами U до е max = 100В, I до max = 20 A, P k max = 125Вт, h 21 е. min = 850, h 21 е. max = 18000.
Визначимо струм бази транзистора по формулі
що значно менше допустимого струму навантаження мікросхеми ДА1 - 0,05 А.
Щоб транзистор при номінальному струмі навантаження був закритий і не впливав на роботу стабілізатора, а відкривався лише за I н = I пір, пороговий струм повинен помітно відрізнятися від номінального значення.
Опір R1 визначає напругу на емітерний перехід транзистора. Ця напруга пропорційно току навантаження, оскільки резистор R3 включений послідовно з нею
Встановлюємо саморобний дротяний резистор з манганина.
Ставлення R2/R3 вибираємо таким, щоб при номінальному струмі навантаження напруга між висновками мікросхеми 10 і 11 було близьким до нуля.
U 10-11 = U R1 + U бе 1 - U R2 = U R3 - U вих »0
Приймаються R3 = 2,4 кОм
U R 1 = I н * R 1 = 0,5 * 0,45 = 0,23 В
U бе1 = 0,5 В
U R 2 = U R 1 + U бе1 = 0,23 + 0,5 = 0,73 В
Струм дільника R2, R3
Вихідний конденсатор С2 також як і С1 підвищує стійкість стабілізатора і зменшує пульсації на виході. Виробник мікросхеми К142ЕН1 рекомендує ємність конденсатора С1 = 0,1 мкФ. Подібну ємність можна використовувати і для конденсатора С2. Тип конденсаторів К73 - 24.
4. РОЗРОБКА ТА МЕТОД ВИГОТОВЛЕННЯ ДРУКОВАНИХ
ПЛАТ
Монтаж усіх деталей приладу крім антен виконаний на друкованій платі розміром 120x85x1, 5 мм. При монтажі деталей на платі слід встановити розділовий екран, який виконується з гнутого латунного куточка перетином 30x5x0, 5 мм довжиною 118 мм. Екран надійно з'єднується із загальною шиною пристрою. Плата міститься в пластмасовому корпусі певних розмірів. Зовнішні ланцюга під'єднуються за допомогою штирьків і гнізд від прямокутного роз'єму типу РП10.
У процесі виготовлення плата піддається дії хімічних реагентів: при великих розмірах плати, можливо, її викривлення.
Розміри і контури друкованих провідників та елементів, контактних майданчиків, монтажних і контактних отворів і т.п. на кресленнях друкованих плат вказують за допомогою координатної сітки в прямокутній системі координат. Правила виконання креслень друкованих плат (ГОСТ 2.417-68) передбачається також нанесення координатної сітки в полярній системі координат і вказівка розмірів за допомогою розмірних виносних ліній. Допускається комбінований спосіб нанесення розмірів.
За ГОСТ 10317-72 крок координатної сітки в двох взаємно перпендикулярних напрямках повинен дорівнювати 2,5 мм. Для особливо малогабаритної апаратури, а так само у виняткових, технічно обгрунтованих, випадках застосування додаткового кроку 1,25 мм.
Схемні деталі й друковані провідники розміщують на координатній сітці відповідно до принципової схемою. При цьому необхідно більш економно використовувати площу плати та уникати перетину схемою.
Елементи, що мають великі габарити слід розміщувати поза плати, а з'єднання здійснювати монтажним проводом. Всі навісні деталі звичайно розташовують з одного боку плати, а друковані провідники - на іншій. На бік друкованих провідників не повинні виходити за кріпильні деталі, так як з цього боку виконується пайка. У ряді випадків доцільно застосувати двосторонній монтаж. Конденсатори, резистори, перемички та інші навісні деталі розташовують паралельно координатній сітці. Відстань між корпусами паралельно розташованих деталей повинне бути не менш 1мм, а відстань по торця - не менше 1,5 мм. Центри отворів для установки навісних деталей розташовують у точках перетину координатної сітки.
Конструювання друкованої плати починають з розробки ескізу, який виконують у збільшеному масштабі (2:1, 4:1 і т.д.). Для всіх елементів, що входять в схему, виготовляють в тому ж масштабі шаблони з картону і розташовують на полі креслення. Після вибору кращого варіанту їх розташування, наносять з'єднувальні провідники. Друковані провідники розташовані на іншій стороні плати, показують штриховими лініями.
Потім складають креслення друкованої плати. У вузлах координатної сітки показують окружності, відповідні місцях установки навісних навісних елементів.
На зображенні друкованої плати провідники, екрани, контактні майданчики та інші друкарські елементи штрих. Провідники, ширина яких на кресленні менш 2мм., Зображують суцільною потовщеною лінією, що дорівнює приблизно двом товщинам контурній. Контактні майданчики, що примикають до провідників, зображені суцільний потовщеною лінією, не штрих.
Наносимо фарбою, лаком або спеціальним маркером позитивний малюнок схеми провідників. Подальшим травленням в розчині хлорного заліза віддаляється мідь з незахищених ділянок, і на діелектрику виходить необхідна електрична схема провідників.
Підготовка поверхні заготовки до нанесення малюнка полягає в очищенні поверхні фольги. Зачищення доцільно виконувати латунними або капроновими щітками.
Хімічний метод при порівняно простому технологічному процесі забезпечують високу міцність зчеплення провідників з основою, рівномірну товщину провідників та їх високу електропровідність. В даний час хімічний метод є основними при виготовленні односторонніх друкованих плат. Недоліки цього методу необхідність у металевих втулках при двосторонньому монтажі і непродуктивну витрату міді.
5. ОПИС КОНСТРУКЦІЇ ПРИЛАДУ
Приклад встановлення реле «присутності» в невеликому приміщенні для автоматичного включення світла зображений на рис. 5.1. Антени та реле розташовують на бічній стіні. Прилад намагаються розташувати по можливості симетрично щодо обох антен. Блок живлення, лампу розжарювання і вимикач встановлюють у зручних для користування місцях. Для підвищення чутливості висновок Х5 бажано поєднати проводом 00,3 ... 0,5 мм з заземленими елементами, наприклад, водопровідною трубою. Антени ховають під шпалерами або закривають декоративними накладками. При вході в кімнату світло автоматично запалюється і горить, поки людина знаходиться в приміщенні. Як тільки кімната спорожніє, світло автоматично гасне.
При монтажі елементів реле в приміщенні слід уникати близького розташування антен (менше 1 м) від джерел електромагнітного поля, наприклад, холодильника, працюючої пральної машини, телевізора і т.д., щоб уникнути дестабілізуючого дії на налаштування реле. Якщо стіни виконані з армованих панелей, то для підвищення чутливості реле антени бажано розмістити на відстані 40 ... 50 мм від поверхні стін.
Рис.5.1 Приклад встановлення приладу «присутності»
Додаток
Специфікація
Специфікація блоку харчування
ЛІТЕРАТУРА
1. В. М. Пестриков Домашній електрик і не тільки ... Вид. Ніт. - Видання 4-е
2. А.Г. Сергєєв, В.В. Крохин. Метрологія, уч. посібник, Москва, Логос, 2000
3. Горячева Г. А., Добромислов Є. Р. Конденсатори: Довідник. - М.: Радіо і зв'язок, 1984
4. Раннев Г. Г. Методи та засоби вимірювань: М.: Видавничий центр «Академія», 2003
5. http / / www.biolock.ru
6. Калашников В. І., Нефедов С. В., Путілін А. Б. Інформаційно-вимірювальна техніка й технології: навч. для вузів. - М.: Вищ. шк., 2002
7. http://www.gelezo.com
Необхідно визначити номінальну потужність:
U 2 - напруга на вторинній обмотці, В;
I 2 - максимальний струм через вторинну обмотку трансформатора, А.
Діючі значення напруг на вторинних обмотках трансформатора
Потужність же на вторинних обмотках знаходиться за формулою
Коефіцієнт використання трансформатора становить До тр = 0,674. Маємо
P н - номінальна потужність, Вт.
P тр - потужність трансформатора, Вт
Знайдемо коефіцієнт трансформації за формулою
Розрахуємо необхідну площу перерізу осердя муздрамтеатру
Підрахуємо число витків первинної та вторинної обмотках за формулою
де U 1, U 2 - напруги на первинній та вторинній обмотках відповідно.
S - площа перерізу магнітопроводу, см 2.
Необхідно знайти діаметр проводів обмоток трансформатора за формулою:
I - струм через обмотку, мА.
Отримуємо діаметр проводу рівний 0,6 мм.
Після цього можна приступити до підбору трансформаторного заліза й проведення, виготовлення каркаса і виконання обмоток. Але слід мати на увазі, що Ш - образні трансформаторні пластини мають неоднакову площу вікна, тому потрібно перевіряти, чи підійдуть вибрані пластини для трансформатора. [7]
Для цього потужність трансформатора помножимо на 50, вийде необхідна площа вікна:
Отримане змінну напругу і струм необхідно випрямити.
За законом Ома визначимо опір навантаження
Перетворення змінного струму в постійний проводиться за допомогою напівпровідникових діодів.
Струм через діоди становить
Вибираємо два діоди КД202Г, який забезпечує випрямлений струм I пр = 3,5 А, що витримує зворотне напруга 70 В, пряме падіння напруги U пр = 0,9 В, зворотний струм I обр = 0,8 мА, поріг випрямлення Е пір = 0 , 35 В.
Пряме опір вентиля
Для згладжування пульсацій, що залишаються після випрямлення, використовуються схеми фільтрації. У схемі використовуємо Г - образний RC фільтр.
Знайдемо напругу на вході фільтра
Визначимо опір електричного фільтра за формулою:
Ємність конденсатора, який входить до складу фільтра знаходимо як
f - частота мережі, 50 Гц.
m - відношення частоти пульсацій основної гармоніки до частоти мережі, 2.
R ф - опір електричного фільтра.
R н - опір навантаження.
В якості інтегрального стабілізатора для фіксації напруги живлення DD1 вибираємо К142ЕН1 з параметрами: U вх = 20 ... 40 В, U вих = 12 ... 30 В, максимальний струм пропускається I max = 0,1 А, максимальна розсіює потужність P max = 0,8 Вт, коефіцієнт нестабільності напруги по виходу мікросхеми До нс = 0,5.
Вихідний струм мікросхеми DD1 не відповідає заданому і для його підвищення встановлюємо послідовно з навантаженням регулюючий транзистор VТ1 cn - p - n провідністю.
Струм транзистора визначаємо як
I вн - струм, споживаний схемою стабілізатора, становить 0,006 А.
Визначимо мінімальну напругу на вході стабілізатора. Воно повинно бути:U п - амплітуда пульсацій на вході стабілізатора;
U ке min - мінімальне падіння напруги на відкритому транзисторі, 2 В.
Отримуємо
U 01 min ³ 16 + 2 + 1,7 = 18,7 В
Знайдемо номінальна вхідна напруга на стабілізаторі за формулою:
де
Максимальна розсіює потужність на транзисторі можна розрахувати як
За знайденим значенням вибираємо транзистор КТ827А з наступними параметрами U до е max = 100В, I до max = 20 A, P k max = 125Вт, h 21 е. min = 850, h 21 е. max = 18000.
Визначимо струм бази транзистора по формулі
що значно менше допустимого струму навантаження мікросхеми ДА1 - 0,05 А.
Щоб транзистор при номінальному струмі навантаження був закритий і не впливав на роботу стабілізатора, а відкривався лише за I н = I пір, пороговий струм повинен помітно відрізнятися від номінального значення.
Опір R1 визначає напругу на емітерний перехід транзистора. Ця напруга пропорційно току навантаження, оскільки резистор R3 включений послідовно з нею
Встановлюємо саморобний дротяний резистор з манганина.
Ставлення R2/R3 вибираємо таким, щоб при номінальному струмі навантаження напруга між висновками мікросхеми 10 і 11 було близьким до нуля.
U 10-11 = U R1 + U бе 1 - U R2 = U R3 - U вих »0
Приймаються R3 = 2,4 кОм
U R 1 = I н * R 1 = 0,5 * 0,45 = 0,23 В
U бе1 = 0,5 В
U R 2 = U R 1 + U бе1 = 0,23 + 0,5 = 0,73 В
Струм дільника R2, R3
Вихідний конденсатор С2 також як і С1 підвищує стійкість стабілізатора і зменшує пульсації на виході. Виробник мікросхеми К142ЕН1 рекомендує ємність конденсатора С1 = 0,1 мкФ. Подібну ємність можна використовувати і для конденсатора С2. Тип конденсаторів К73 - 24.
4. РОЗРОБКА ТА МЕТОД ВИГОТОВЛЕННЯ ДРУКОВАНИХ
ПЛАТ
Монтаж усіх деталей приладу крім антен виконаний на друкованій платі розміром 120x85x1, 5 мм. При монтажі деталей на платі слід встановити розділовий екран, який виконується з гнутого латунного куточка перетином 30x5x0, 5 мм довжиною 118 мм. Екран надійно з'єднується із загальною шиною пристрою. Плата міститься в пластмасовому корпусі певних розмірів. Зовнішні ланцюга під'єднуються за допомогою штирьків і гнізд від прямокутного роз'єму типу РП10.
У процесі виготовлення плата піддається дії хімічних реагентів: при великих розмірах плати, можливо, її викривлення.
Розміри і контури друкованих провідників та елементів, контактних майданчиків, монтажних і контактних отворів і т.п. на кресленнях друкованих плат вказують за допомогою координатної сітки в прямокутній системі координат. Правила виконання креслень друкованих плат (ГОСТ 2.417-68) передбачається також нанесення координатної сітки в полярній системі координат і вказівка розмірів за допомогою розмірних виносних ліній. Допускається комбінований спосіб нанесення розмірів.
За ГОСТ 10317-72 крок координатної сітки в двох взаємно перпендикулярних напрямках повинен дорівнювати 2,5 мм. Для особливо малогабаритної апаратури, а так само у виняткових, технічно обгрунтованих, випадках застосування додаткового кроку 1,25 мм.
Схемні деталі й друковані провідники розміщують на координатній сітці відповідно до принципової схемою. При цьому необхідно більш економно використовувати площу плати та уникати перетину схемою.
Елементи, що мають великі габарити слід розміщувати поза плати, а з'єднання здійснювати монтажним проводом. Всі навісні деталі звичайно розташовують з одного боку плати, а друковані провідники - на іншій. На бік друкованих провідників не повинні виходити за кріпильні деталі, так як з цього боку виконується пайка. У ряді випадків доцільно застосувати двосторонній монтаж. Конденсатори, резистори, перемички та інші навісні деталі розташовують паралельно координатній сітці. Відстань між корпусами паралельно розташованих деталей повинне бути не менш 1мм, а відстань по торця - не менше 1,5 мм. Центри отворів для установки навісних деталей розташовують у точках перетину координатної сітки.
Конструювання друкованої плати починають з розробки ескізу, який виконують у збільшеному масштабі (2:1, 4:1 і т.д.). Для всіх елементів, що входять в схему, виготовляють в тому ж масштабі шаблони з картону і розташовують на полі креслення. Після вибору кращого варіанту їх розташування, наносять з'єднувальні провідники. Друковані провідники розташовані на іншій стороні плати, показують штриховими лініями.
Потім складають креслення друкованої плати. У вузлах координатної сітки показують окружності, відповідні місцях установки навісних навісних елементів.
На зображенні друкованої плати провідники, екрани, контактні майданчики та інші друкарські елементи штрих. Провідники, ширина яких на кресленні менш 2мм., Зображують суцільною потовщеною лінією, що дорівнює приблизно двом товщинам контурній. Контактні майданчики, що примикають до провідників, зображені суцільний потовщеною лінією, не штрих.
Наносимо фарбою, лаком або спеціальним маркером позитивний малюнок схеми провідників. Подальшим травленням в розчині хлорного заліза віддаляється мідь з незахищених ділянок, і на діелектрику виходить необхідна електрична схема провідників.
Підготовка поверхні заготовки до нанесення малюнка полягає в очищенні поверхні фольги. Зачищення доцільно виконувати латунними або капроновими щітками.
Хімічний метод при порівняно простому технологічному процесі забезпечують високу міцність зчеплення провідників з основою, рівномірну товщину провідників та їх високу електропровідність. В даний час хімічний метод є основними при виготовленні односторонніх друкованих плат. Недоліки цього методу необхідність у металевих втулках при двосторонньому монтажі і непродуктивну витрату міді.
5. ОПИС КОНСТРУКЦІЇ ПРИЛАДУ
Приклад встановлення реле «присутності» в невеликому приміщенні для автоматичного включення світла зображений на рис. 5.1. Антени та реле розташовують на бічній стіні. Прилад намагаються розташувати по можливості симетрично щодо обох антен. Блок живлення, лампу розжарювання і вимикач встановлюють у зручних для користування місцях. Для підвищення чутливості висновок Х5 бажано поєднати проводом 00,3 ... 0,5 мм з заземленими елементами, наприклад, водопровідною трубою. Антени ховають під шпалерами або закривають декоративними накладками. При вході в кімнату світло автоматично запалюється і горить, поки людина знаходиться в приміщенні. Як тільки кімната спорожніє, світло автоматично гасне.
При монтажі елементів реле в приміщенні слід уникати близького розташування антен (менше 1 м) від джерел електромагнітного поля, наприклад, холодильника, працюючої пральної машини, телевізора і т.д., щоб уникнути дестабілізуючого дії на налаштування реле. Якщо стіни виконані з армованих панелей, то для підвищення чутливості реле антени бажано розмістити на відстані 40 ... 50 мм від поверхні стін.
Рис.5.1 Приклад встановлення приладу «присутності»
Додаток
Специфікація
| Позначення | Найменування | Кількість | Примітка |
| Діоди | |||
| VD1-VD4, VD5, VD6 | Діод Д311 | 6 | |
| VD7 - VD9 | Стабілітрон Д814Г | 3 | |
| VD10 | Діод Д226 | 1 | |
| Конденсатори | |||
| С1, С3 | КТ 68 мкФ | 2 | |
| С2 | КПК-М 7 мкФ | 1 | |
| С4, С8 | КМ 0,01 мкФ | 2 | |
| С6 | К50-6 10 мкФ 25 В | 1 | |
| С7 | КМ 0,05 мкФ | 1 | |
| С9, С13 | К50-12 20 мкФ 12 В | 2 | |
| С10 | КМ 0,022 мкФ | 1 | |
| С11 | КД 180 мкф | 1 | |
| С12, С14 | К50-12 20 мкФ 6,3 В | 2 | |
| Резистори | |||
| R1 | СПЗ - 13 - 0,25 - 60 ... 1 * 10 6Ом ± 20% | 1 | |
| R3 | Резистор МЛТ 0,25 - 11 кОм ± 10% | 1 | |
| R4 | Резистор МЛТ 0,25 - 270 Ом ± 10% | 1 | |
| R5 | Резистор МЛТ 0,25 - 1 кОм ± 10% | 1 | |
| R6 | Резистор МЛТ 0,25 - 290 кОм ± 10% | 1 | |
| R7, R12, R16 | Резистор МЛТ 0,25 - 6,8 кОм ± 10% | 3 | |
| R8 | Резистор МЛТ 0,25 - 1 кОм ± 10% | 1 | |
| R9 | Резистор МЛТ 0,25 - 8,2 кОм ± 10% | 1 | |
| R10 | Резистор МЛТ 0,25 - 128 Ом ± 10% | 1 | |
| R11 | Резистор МЛТ 0,25 - 56 кОм ± 10% | 1 | |
| R13 | Резистор МЛТ 0,25 - 300 Ом ± 10% | 1 | |
| R14 | Резистор МЛТ 0,25 - 2 кОм ± 10% | 1 | |
| R15 | Резистор МЛТ 0,25 - 3 кОм ± 10% | 1 | |
| R17 | Резистор МЛТ 0,25 - 33 кОм ± 10% | 1 | |
| R19 | Резистор МЛТ 0,25 - 5,1 кОм ± 10% | 1 | |
| R20 | Резистор МЛТ 0,25 - 11 кОм ± 10% | 1 | |
| R21 | Резистор МЛТ 0,25 - 4,7 кОм ± 10% | 1 | |
| RК1 | Терморезистор ММТ-4 - 5,6 кОм ± 10% | 1 | |
| R19 | Резистор МЛТ 0,25 - 5,1 кОм ± 10% | 1 | |
| Реле | |||
| К1 | Реле РЕЗ-9 | 1 | |
| Транзистори | |||
| VT1 | Транзистор КТ604А | 1 | |
| VT2 - VT7 | Транзистор КТ315В | 6 | |
| Трансформатори | |||
| T4 | Трансформатор | 1 | |
| Антена | |||
| WA1, WA2 | Антена алюмінієва * | 2 | Антена мідна |
| Роз'єми | |||
| Х1 - Х7 | Роз'єм прямокутний РП10 | 7 |
| Позначення | Найменування | Кількість | Примітка |
| Резистори | |||
| R1 | Резистор дротяний 0,23 Ом | 1 | |
| R2 | Резистор МЛТ 0,25 - 120 Ом ± 10% | 1 | |
| R3 | Резистор МЛТ 0,25 - 2,4 кОм ± 10% | 1 | |
| R4 | СПЗ - 24 - 0,25 - 680 ... 1 * 10 6Ом ± 20% | 1 | |
| R5 | Резистор МЛТ 0,25 - 1,6 кОм ± 10% | 1 | |
| Rф | Резистор МЛТ 0,25 - 3 Ом ± 10% | 1 | |
| Конденсатори | |||
| С1, С2 | К73 - 24 0,1 мкФ 63 В | 2 | |
| Сф | К73 - 24 66 мкФ 50 В | 1 | |
| Трансформатори | |||
| TV1 | Трансформатор | 1 | |
| Діоди | |||
| VD1-VD2 | Діод КД202Г | 2 | |
| Мікросхеми | |||
| DA1 | Стабілізатор інтегральний К142ЕН2 | 1 | |
| Транзистори | |||
| VT1 | Транзистор КТ827А | 1 | |
| FU1 | Вставка плавкая ВП 4-3 (1А/250В) | 1 |
ЛІТЕРАТУРА
1. В. М. Пестриков Домашній електрик і не тільки ... Вид. Ніт. - Видання 4-е
2. А.Г. Сергєєв, В.В. Крохин. Метрологія, уч. посібник, Москва, Логос, 2000
3. Горячева Г. А., Добромислов Є. Р. Конденсатори: Довідник. - М.: Радіо і зв'язок, 1984
4. Раннев Г. Г. Методи та засоби вимірювань: М.: Видавничий центр «Академія», 2003
5. http / / www.biolock.ru
6. Калашников В. І., Нефедов С. В., Путілін А. Б. Інформаційно-вимірювальна техніка й технології: навч. для вузів. - М.: Вищ. шк., 2002
7. http://www.gelezo.com