Розробка системи резервного електроживлення

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Міністерство Освіти Республіки Білорусь

Установа освіти «Гомельський державний дорожньо-будівельний коледж імені Ленінського комсомолу Білорусі»

Відділення «ЕВС»

Спеціальність 2-400202 гр. ЕВС-41

Допущений до захисту

Завідуючою відділенням

Глухова І.В.

«____»__________ 2008р.

Пояснювальна записка

дипломного проекту

Розробка системи резервного електроживлення

Спеціальність 2-400202 «Електронні обчислювальні засоби»

Учень-дипломник

групи ЕВС-41

Губатая О.В.

Керівник

Мінін Д.С.

Консультант з

економічного поділу

Ісакович О.В.

Гомель 2008

Введення

Дипломне проектування - завершальний етап навчання учнів технічних спеціальностей в установі освіти "Гомельський державний дорожньо-будівельний коледж імені Ленінського комсомолу Білорусії», який має на меті:

  1. Систематизацію, закріплення, розширення теоретичних знань і практичних навичок і застосування їх для вирішення конкретних професійних завдань;

  2. Оволодіння методикою проектування, формування навичок самостійної проектно-конструкторської роботи;

  3. Придбання навичок узагальнення та аналізу результатів, отриманих іншими розробниками або дослідниками;

  4. Виявлення рівня підготовленості учнів для самостійної роботи на виробництві, у проектних організаціях та установах.

Відповідно до завдання на дипломний проект переді мною була поставлена ​​задача розробити систему резервного електроживлення. Пристрій має забезпечувати харчування енергоспоживачів у разі збоїв або неполадок в електричній мережі.

1. Розрахунково-проектувальний розділ

    1. Призначення та області застосування

Вхідний джерело живлення перетворює змінний струм мережі (зрозуміло, коли вона підключена) в постійний струм, необхідний для акумуляторної батареї. Вихідний джерело харчування робить те ж саме в зворотному порядку: він перетворює постійний струм акумуляторної батареї в змінний струм. Джерелом напруги постійного струму (це напруга подається на вихідний джерело) є вхідний джерело (якщо він працює) або акумуляторна батарея. У будь-якому випадку змінний струм на виході стабільний, без будь-яких переривань вихідної напруги, незалежно від стану мережі змінного струму на вході.

У системі резервного електроживлення введений перемикач, який дозволяє усунути багато проблем. Він перемикає джерела живлення, коли зникає напруга в мережі або потрібно зарядити акумулятори. Тут матеріальна вигода досягається ціною коротко тимчасового зникнення вихідної напруги.

У нормальних умовах перемикач подає вхідна змінна напруга безпосередньо на вихід. При зникненні вхідного напруги, схема управління системою резервного електроживлення підключає (за допомогою перемикача) вихідний джерело живлення до мережі. У результаті в нормальних умовах джерело живлення відключений, тобто система резервного електроживлення не перегрівається, повне навантаження вхідного джерела зменшується, а вартість системи резервного електроживлення різко падає. Ємність акумуляторів визначає час підтримання напруги при його зникнення в мережі.

Управління акумуляторною батареєю. Система резервного електроживлення стежить за ємністю акумуляторної батареї і рівнем її зарядки. Вона подає сигнал тривоги при розрядці акумуляторів і видає повідомлення якщо потрібно замінити акумулятори.

    1. Розробка структурної схеми

Розробка структурної схеми є початковим етапом проектування будь-якого електронного пристрою.

Структурною називається схема, яка визначає основні функціональні частини виробу і зв'язки між ними. Структурна схема лише в загальних рисах розкриває призначення пристрою і його функціональних частин, а також взаємозв'язки між ними, і служить лише для загального ознайомлення з виробом.

Складові частини проектованого пристрою зображуються спрощено у вигляді прямокутників довільної форми, тобто з застосуванням умовно-графічних позначень. Усередині кожного прямокутника, функціонального вузла пристрою, вказані найменування, які дуже коротко описують призначення конкретного блоку.

На підставі виконаного аналітичного і згідно переліку виконуваних функцій розроблений пристрій містить у своєму складі:

  • понижуючий трансформатор;

  • акумулятор з напругою 24 В;

  • перетворювач постійної напруги 24В в змінну 220 В/50 Гц;

  • зарядний пристрій для акумулятора;

- Схеми порівняння рівнів напруги;

- Блок управління.

Виходячи з цього функціональна схема системи резервного електроживлення має вигляд у відповідності з рисунком 2.1.

Ріс.12.1 Структурна схема пристрою

Призначення блоків наступне:

- Випрямляч - включає в себе понижуючий трансформатор і зарядний пристрій для акумулятора, величина вихідної напруги на виході блоку +29 В;

- Акумулятор - забезпечує постійну напругу +24 В в аварійному режимі, яке потім перетворюється в змінне 220В, а так само є джерелом напруги для стабілізатора в аварійному та нормальному режимі;

- Стабілізатор - забезпечує постійну напругу живлення +5 В для мікросхем пристрою, також є джерелом опорних напруг для схем компараторів;

- Інвертор - перетворює постійну напругу акумулятора +24 В в змінне 220В частотою 50 Гц в аварійному режимі;

- Компаратор 1 - виконує порівняння рівня напруги з виходу випрямляча і акумулятора, у разі, якщо напруга на акумуляторі більше - виробляється керуючий сигнал, який відповідає аварійному режиму (напруга мережі менше допустимого значення);

- Компаратор 2 - виконує порівняння рівня напруги з виходу акумулятора і фіксованого значення U ОП2, у разі, якщо напруга на акумуляторі менше - виробляється керуючий сигнал, який відповідає режиму розрядженого акумулятора (напруга акумулятора менше допустимого значення);

- Компаратор 3 - в аварійному режимі виконує порівняння рівня зниженого напруги з виходу інвертора і фіксованого значення U оп3, у разі, якщо напруга на виході інвертора менше - виробляється керуючий сигнал, який відповідає режиму при якому ДБЖ не забезпечує задане значення на виході джерела (напруга джерела менше допустимого значення);

- Ключ 1 - забезпечує комутацію мережі та навантаження в нормальному режимі;

- Ключ 2 - забезпечує комутацію акумулятора і навантаження в аварійному режимі;

- Блок управління - обробляє керуючі сигнали з виходів компараторів і залежно від стану компаратора 1 - управляє ключами 1 і 2, переходячи в аварійний режим роботи і індикатором "Аварійний режим"; стану компаратора 2 - управляє індикатором "Акумулятор розряджений"; стану компаратора 3 - управляє індикатором "Змініть джерело живлення";

- Індикація - забезпечує світлодіодну індикацію для трьох режимів роботи - "Аварійний режим", "Акумулятор розряджений", "Змініть джерело харчування".

1.3 Розробка принципової схеми

1.3.1 Розрахунок вузлів та блоків

Розрахунок схеми блоку випрямляча:

Випрямляч включає в себе понижуючий трансформатор Тр1 і два діодних мосту VD 1 - VD 4, VD 5 - VD 8. Принципова схема випрямляча має вигляд відповідно з малюнком 1.3.1.1.

Рис. 1.3.1.1 Принципова схема випрямляча і компаратора 1

При наявності напруги мережі випрямляч забезпечує оптимальний режим заряду зовнішньої акумуляторної батареї (АКБ), що складається з двох послідовно з'єднаних свинцево-кислотних акумуляторів з номінальною напругу 12 В і ємністю 17 А / год кожний. Повна потужність двох послідовно з'єднаних акумуляторів буде становити 24 ∙ 17 = 408 (В ∙ А) / ч.

Як акумуляторних батарей застосуємо герметичні необслуговувані свинцево-кислотні акумуляторні батареї АКБ -17 виробника Alarm Power, що мають параметри: 12В/17, 0 А / год, максимальний струм заряду 3 А, 181х76х167 мм, 6,1 кг, -10 ... +50 º С (оптимально 20 º С), [6]. Заряд АКБ відбувається напругою 27-29 В при максимальному струмі заряду 3 А. Виходячи з параметрів АКБ розраховуємо випрямляч VD 1 - VD 4, VD 5 - VD 8 і вибираємо тип трансформатора.

Розрахунок мостової схеми випрямляча. Згідно довідкових даних справедливе співвідношення:

U обр max / U о = 1,57,

де U обр max - максимальне зворотна напруга діода, В;

U о - постійне випрямлена напруга, В.

I СР пр / I о = 0,5,

де I СР пр - середній прямий струм діода, А;

I о - постійний випрямлений струм, А.

I пр max / I о = 1,57,

де I пр max - максимальний прямий струм діода, А.

Визначимо режим роботи діодів, враховуючи що I о = 3 А, U о = 29 В:

U обр max = 1,57 · U о = 1. 57 · 29 = 45.53 В;

I СР пр = 0,5 · I о = 0.5 · 3 = 1.5 А;

I пр max = 1.57 · I о = 1.57 · 3 = 4.71 А.

Вибираємо діоди, виходячи їх умови:

U обр max (діода)> U обр max = 45.53 В;

I СР пр (Діода)> I СР пр = 1.5 А;

I пр max (Діода)> I пр max = 4.71 А.

У якості діодів VD 1 ÷ VD 4, VD 5 ÷ VD 8 вибираємо діод типу КД202В, що має параметри: U обр max (діода) = 70 В, I СР пр (Діода) = 5 А, I пр max (Діода) = 5 А, U пр (діода) = 0,9 В.

Розрахунок фільтра на виході випрямляча. В якості фільтра застосовуємо ємність С1, С2 Значення ємності визначимо, виходячи з бажаного коефіцієнта пульсацій на виході фільтра. Задаємо До п ф = 0.1.

Величину ємності фільтра визначимо за формулою:

З ф = t р / (2 До п ф · R 0),

де t р ≈ 7 мс - час розряду ємності при f = 50 Гц;

R 0 = U 0 / I 0 = 29 / 3 = 9.7 Ом - еквівалентна навантаження.

Таким чином З ф = 7 · 10 -3 / (2 · 0.1 · 9.7) ≈ 3.6 · 10 -3 Ф.

Вибираємо конденсатор з ряду Е24:

С1, С2 - К-50-31-40 В-4700 мкФ ± 20%.

Розрахунок мережевого трансформатора.

Чинне значення вторинної напруги трансформатора одно:

U 2 =

U про · (1 + К п) +2 U пр

=

29 · (1 +0.1) +2 · 0.9

= 23.8 В,


√ 2


√ 2


де: U пр = 0,9 В - пряме падіння напруги на діодах мостового випрямляча.

Повна габаритна потужність трансформатора дорівнює:

S т = α тр · Р о = α тр · U про · I о = 1.66 ∙ 29 ∙ 3 = 144.42 ВА,

де α тр = 1.66 - довідкове значення для мостового випрямляча, навантаження якого починається з ємнісного елемента.

Так як повна потужність двох послідовно з'єднаних акумуляторів буде становити 24 ∙ 17 = 408 (В ∙ А) / год, то в якості габаритної потужності трансформатора приймемо значення S т = 400 ВА.

Для мостового випрямляча діюче значення струму вторинної обмотки трансформатора дорівнює: I 2 = 1.11 · I о = 1.11 · 3 = 3.33 А.

Вибираємо стандартний трансформатор з умови:

S т> 400 ВА;

U 2> 23.8 В;

I 2> 3.33 А.

Вибираємо трансформатор ТПП321 - 200,0 на стержневом сердечнику ПЛМ 27х40х58, що має параметри, [13]:

S н = 200 ВА; U 1 = 127/220 В; I 1 = 2.03/1.15 А; I 2 = 4 А; f = 50 Гц.

Для забезпечення розрахункової потужності і струму вторинної обмотки застосуємо паралельне включення трансформаторів. Так як трансформатори мають рівні коефіцієнти і напруги к.з., то паралельне включення забезпечує

S н = 2 · 200 = 400 ВА, I 2 = 2 · 4 = 8 А.

Схема включення обмоток для отримання напруги U 2 = 23.8 У

Розрахунок схеми блоку інвертора

Інвертор складається з підсилювача по току, на двох ключах, які по черзі працюють, і підвищувального трансформатора Тр2. Принципова схема інвертора має вигляд відповідно з малюнком 1.3.1.3.

Мікроконтролер К1816ВЕ751 задає імпульсний сигнал тривалістю 45 мкс на вхід ключа VT 1 інвертора. Після подачі сигналу по закінченню 45 мкс ключ VT 1 закривається і через 5мкс відкривається ключ VT 4. Ключ VT 4 відкривається теж на 45мкс. Цей сигнал підсилюється по струму і подається на вхід підвищувального трансформатора Тр2. Почергове включення і відключення ключів створює на вході трансформатора Тр2 змінний магнітний потік, що забезпечує змінний струм на виході з трансформатора Тр2. Напруга на трансформатор Тр2 подається з акумуляторної батареї 24В.

Ріс.1.3.1.3 Принципова схема випрямляча і компаратора 1

Мікроконтролер К1816ВЕ751 задає імпульсний сигнал тривалістю 45мкс на вхід ключа VT 1 інвертора. Після подачі сигналу по закінченню 45мкс ключ VT 1 закривається і через 5мкс відкривається ключ VT 4. Ключ VT 4 відкривається теж на 45мкс. Цей сигнал підсилюється по струму і подається на вхід підвищувального трансформатора Тр2. Почергове включення і відключення ключів створює на вході трансформатора Тр2 змінний магнітний потік, що забезпечує змінний струм на виході з трансформатора Тр2. Напруга на трансформатор Тр2 подається з акумуляторної батареї 24В.

Розрахуємо індуктивність первинної обмотки і максимальний струм виходячи з відомих параметрів схеми:

U піт = 220 В - діюче значення напруги;

Р н = 400 Вт - вихідна потужність;

γ = 0.5 - шпаруватість імпульсів (задаємося значенням); f = 44 кГц - робоча частота.

Для виготовлення трансформатора Т вибираємо роз'ємний Ш-подібний магнітопровід марки Ш8 x 8 з зазором з фериту 1500 НМ. Його параметри:

L = 32, H = 16, h = 11.5, S = 8, 10 = 8, l 1 = 7.5? δ = 1 (всі параметри, мм).

Довжина магнітної лінії l с = 75.1 мм, площа поперечного перерізу Sc = 69.2 мм 2.

Так як магнітопровід має повітряний зазор, магнітне опір якого багато більше магнітного опору магнітопровода, то при визначенні кількості витків індуктивності первинної обмотки замість довжини магнітної лінії можна використовувати довжину повітряного зазору і його магнітну проникність.

Визначимо кількість витків первинної обмотки з необхідної індуктивності і відомих параметрів магнітопровода:

Кількість витків вторинної обмотки знаходимо з умови U 1 / U 2 = w 1 / w 2, напруга вторинної обмотки U 2 1 = 24 В і U 2 2 = 10 В, у первинній обмотці 310 В, звідси w 1 лютого = 7 витків і w 2 лютого = 3 витки.

Визначимо переріз проводів. Для цього знаходимо діючі значення струмів в обмотках:

Де j - щільність струму в провіднику, вибираємо 4 А / мм 2.

I еф1 = 1.83 А, I еф2 1 = 0.13 А, I еф2 2 = 0.06 А.

Визначимо діаметр проводів:

d 1 = 0.76 мм, d 1 лютого = 0.20 мм, d 2 лютого = 0.10 мм.

Вибираємо обмотувальні дроти ПЕВТВ-2 з діаметрами 0.8 мм і 0.21 мм.

Розрахунок параметрів транзисторів інвертора.

Розрахунок транзисторів VT 3 і VT 6. Прикінцеві транзистори VT 3 і VT 6 вибираємо з умови:

Ік max> 3.33А,

U ке max> 24 В.

Вибираємо транзистор КТ827А (n - p - n).

Параметри транзистора: Ік max = 20 А, U ке max = 90 В, Рк max т = 125 Вт, h 21Е = 750, I КБО ≤ 1mА, Тпер max = 150 ˚ С, Тпер max = 125 ˚ С,

Амплітуда струму бази транзисторів VT 3 і VT 6 дорівнює:

I Б m 3,6 =

I Кm 3,6

=

3.33

= 4.4 · 10 -3 А.


β 3,6


750


Розрахунок транзисторів VT 2 і V 56. Для забезпечення струму бази транзисторів VT 3 і VT 6 використовуємо транзистори VT 2 і VT 5. Струм колектора транзисторів вибираємо з умови:

I К m 2,5 = (10 ÷ 20) I Б m 3,6,

I К m 2,5 = 10 I Б m 3,6 = 10 ∙ 4.4 · 10 -3 = 44 мА.

Транзистори VT 2 і VT 5 вибираємо з умови:

Ік max> 44мА,

U ке max> 24 В.

Вибираємо транзистор КТ 315 Д (n - p - n).

Параметри транзистора: I до max = 100 m А, U ке max = 40 В, Рк max = 0.15 Вт, h 21Е ≥ 20, I КБО ≤ 1 mА, Тпер max = 120 ˚ С, I ЕБО <30 мкА.

Тоді струм бази транзисторів VT 2 і VT 5 дорівнює:

I Б m 2,5 =

I Кm 2,5

=

0.044

= 2.2 · 10 -3 А.


β 5,6


20


Розрахунок опорів R 12 і R 17. Опору дільників R 12 і R 17 визначаємо з виразу:

R12 = R17 = U БЕ 3,6 / I К m 2,5 = 0.7/44 · 10 -3 = 15.9 Ом,

З ряду Е24 вибираємо: R 12, R 17 - МЛТ - 0.125-20 Ом ± 5%.

Розрахунок опорів R 11 і R 16. Опору дільників R 11 і R 16 визначаємо з виразу:

Напруга на колекторах транзисторів вибираємо з умови

24 - U БЕ 2,5 - Δ U = 24-0.7-5 = 18.3 В> U До m 2,5,

де Δ U = 3 ÷ 5 В - запас по харчуванню при розрядженому режимі роботи акумулятора.

Приймаються U До m 2,5 = 18 В. Тоді знаходимо:

Ом.

З ряду Е24 вибираємо: R 11, R 16 - МЛТ - 0.125-360 Ом ± 5%.

Розрахунок транзисторів VT 1 і VT 4, опорів R 10 і R 15. Управління ключами VT 1, VT 4 здійснюється високим вихідним сигналом мікроконтроллер К1816ВЕ751. Використовуючи довідкові дані [10] на мікроконтроллер, визначаємо умова управління транзисторами VT 1, VT 4 від МК:

I 1 вих Р0 imax = 0,3 мА> I Б m 1,4.

Переймаючись струмом управління I 0 вих Р i = 0.1 мА (з метою надійного насичення транзистора), розрахуємо номінал струмообмежувальні резистора R 10, R 15:

Ом.

З ряду Е24 вибираємо: R 10, R 15 - МЛТ - 0.125-4.3 кОм ± 5%.

Вхідні транзистори VT 1 і VT 4 вибираємо з умови:

Ік max> 1мА,

U ке max> 24 В.

Вибираємо транзистор КТ 315 Д (n - p - n).

Параметри транзистора: I до max = 100 m А, U ке max = 40 В, Рк max = 0.15 Вт, h 21Е ≥ 20, I КБО ≤ 1 mА, Тпер max = 120 ˚ С, I ЕБО <30 мкА.

Розрахунок опорів R 9 і R 14. Перехід транзисторів у режим насичення буде виконуватися за умови:

β 1,4 ∙ I Б m 1,4> U Б m 2,5 / R 9,14,

де U Б m 2,5 = 24 - U БЕ 2,5 - Δ U = 24-0.7-5 = 18.3 В - напруга на базі транзисторів VT 2 і VT 5,

Δ U = 3 ÷ 5 В - запас по харчуванню при розрядженому режимі роботи акумулятора.

20 ∙ 0.0001 = 0.002 А> 18.3 / R 9,14,

R 9,14> 9150 Ом.

З ряду Е24 вибираємо: R 9, R 14 - МЛТ - 0.125-20 кОм ± 5%.

Струм колектора транзисторів в режимі насичення при розрядженому режимі роботи акумулятора буде обмежений до значення

I К m 1,4 = U Б m 2,5 / R 9,14 = 18.3/910 = 0.0201 А.

Розрахунок опорів R 8 і R 13. Опору R 8 і R 13 визначаємо вирази:

R8 = R13> U БЕ 2,5 / I К m 1,4 = 0.7/20.1 · 10 -3 = 34.8 Ом.

З ряду Е24 вибираємо: R 8, R 13 - МЛТ - 0.125-910 Ом ± 5%

Розрахунок схеми блоків компараторів

Виходячи з опису роботи функціональної схеми системи резервного електроживлення, вихідна напруга компараторів повинно змінюватися в межах від 0 В до +5 В. Даним умовам відповідає здвоєний операційний підсилювач з внутрішньої частотної корекцією і захистом входу від перевантажень 140УД20А, призначений для використання в активних фільтрах, суматора, компараторах мультивібраторах і т. д., [1,81].

Параметри підсилювача при Т = 25 ˚ С наведені у таблиці

Параметри ОУ 140УД20А при U ип = ± 15 В

U ІП1,

У

U ип 2,

У

U іп.min,

У

V вих,

В / мкс

Uвих, В

R н min, кОм

I піт, mA

I вх, н A

U см, m У

Δ U см / Δ Т, мкВ / град

До U

+15 ± 1,5

-15 ± 1,5

± 5

2,5

> 0.3

2

≤ 2,8

≤ 20 0

± 5

± 2

≥ травня 0000

Мікросхема дозволяє застосовувати однополярне харчування [1,81] і згідно таблиці 3.1 дозволяє мати живлення U ип = +5 В.

Призначення висновків і використання мікросхеми з однополярним живленням має вигляд відповідно з малюнком 1.3.1.4.

Ріс.1.3.1.4. Призначення висновків ОУ 140УД20А

Компаратор 1-порівнює напруга на виході випрямляча з напруга з виходу акумулятора в аварійному режимі. Якщо напруга на виході випрямляча менше, то напруга на виході компаратора дорівнює 0 В, що відповідає низькому рівню сигналу (лог.0) для блоку управління.

На неінвертуючий вхід DA 1.1 подається напруга з виходу випрямляча VD 5 - VD 8 через дільник R 1, R 2, R 3 з коефіцієнтом розподілу забезпечує напруга +5 В. Виходячи з параметрів ОУ та випрямленої напруги + 29 У вибираємо опору з ряду Е24 R 1 = 47 кОм, R 3 = 5.1 кОм. Опір R 2 = 10 кОм змінне і забезпечує плавну підстроювання напруги спрацьовування компаратора.

Напруга на неінвертуючий вхід визначається виразом

де R 2 * - регульована частина опору R 2, кОм.

На инвертирующий вхід DA 1.1 подається напруга від джерела живлення +5 У через дільник R 4, R 5 з коефіцієнтом розподілу менше одиниці. Виходячи з параметрів ОУ, вибираємо опору з ряду Е24 R 5 = 91 кОм, R 4 = 10 кОм.

Напруга на інвертуючому вході одно

Вибираємо резистор:

R 1 - МЛТ - 0.125-47 кОм ± 5%;

R 2 - СП-2-2а - 0.5 - 10 кОм ± 10%;

R 3 - МЛТ-0.125 - 5.1 кОм ± 5%;

R 4 - МЛТ-0.125 - 10 кОм ± 5%;

R 5 - МЛТ - 0.125-91 кОм ± 5%;

6 - МЛТ-0.125 - 10 кОм ± 5%.

Компаратор 2 - порівнює напруга з виходу акумулятора з опорною напругою U ОП2 в аварійному режимі. Якщо напруга на виході акумулятора менше, то напруга на виході компаратора дорівнює 0 В, що відповідає низькому рівню сигналу (лог.0) для блоку управління

На неінвертуючий вхід DA 1.2 подається напруга + 24В з виходу акумулятора через дільник R 18, R 19, R 20 з коефіцієнтом розподілу забезпечує напруга +5 В. Розрахунок дільника аналогічний розрахунку напруги инвертирующего входу компаратора 1. Опір R 19 дозволяє точно встановити напругу розрядженого акумулятора.

На инвертирующий вхід DA 1.2 подається напруга від джерела живлення +5 У через дільник R 21, R 22 з коефіцієнтом розподілу менше одиниці. Дане напруга буде U ОП2. Розрахунок дільника аналогічний розрахунку напруги инвертирующего входу компаратора 1.

Вибираємо резистор:

R 18 - МЛТ - 0.125-47 кОм ± 5%;

R 19 - СП-2-2а - 0.5 - 10 кОм ± 10%;

R 20 - МЛТ-0.125 - 5.1 кОм ± 5%;

R 21 - МЛТ-0.125 - 10 кОм ± 5%;

R 22 - МЛТ - 0.125-91 кОм ± 5%;

R 23 - МЛТ-0.125 - 10 кОм ± 5%.

Ріс.1.3.1.5. Схема підключення компаратора 2

Ємність C 3 призначена для згладжування пульсацій напруги від акумулятора. Вибираємо конденсатор: С3 - К-50-31-40 В-4700 мкФ ± 20%.

Компаратор 3 - порівнює знижена напруга з виходу інвертора опорною напругою U оп3 в аварійному режимі. Якщо напруга на виході інвертора менше, то напруга на виході компаратора дорівнює 0 В, що відповідає низькому рівню сигналу (лог.0) для блоку управління.

На неінвертуючий вхід DA 2.1 подається напруга з виходу випрямляча інвертора VD 9 - VD 12 через дільник R 24, R 25, R 26 з коефіцієнтом розподілу забезпечує напруга +5 В.

Згідно розрахунків діюче значення напруги на вході випрямляча VD 9 - VD 12 одно U 2 = 10 В. Так як був зроблений вибір діодів мостового випрямляча при напрузі U 2 = 23.8 В, то діоди вибираємо за даними попереднього розрахунку.

Вибираємо діоди, виходячи їх умови:

U обр max (діода)> U обр max = 45.53 В;

I СР пр (діода)> I СР пр = 1.5 А;

I пр max (діода)> I пр max = 4.71 А.

У якості діодів VD 9 ÷ VD 12 вибираємо діод типу КД213А має параметри: U обр max (діода) = 200 В, I СР пр (діода) = 1.5 А, I пр max (діода) = 10 А, U пр (діода) = 1В, частотний робочий діапазон дорівнює 50 кГц. Постійна складова на виході мостового випрямляча дорівнює

U 2 / U 0 = 1.11,

U 0 = U 2 / 1.11 = 10/1.11 = 9 В.

Розрахунок дільника аналогічний розрахунку напруги инвертирующего входу компаратора 1. Опір R 25 забезпечує плавну підстроювання напруги спрацьовування компаратора.

На инвертирующий вхід DA 2.21 подається напруга від джерела живлення +5 У через дільник R 27, R 28 з коефіцієнтом розподілу менше одиниці. Дане напруга буде U оп3. Розрахунок дільника аналогічний розрахунку напруги инвертирующего входу компаратора 1.

Вибираємо резистор:

R 24 - МЛТ - 0.125-47 кОм ± 5%;

R 25 - СП-2-2а - 0.5 - 10 кОм ± 10%;

R 26 - МЛТ-0.125 - 5.1 кОм ± 5%;

R 27 - МЛТ-0.125 - 10 кОм ± 5%;

R 28 - МЛТ - 0.125-91 кОм ± 5%;

R 29 - МЛТ-0.125 - 10 кОм ± 5%.

Ємність C 34 призначена для згладжування пульсацій напруги від випрямляча інвертора. Вибираємо конденсатор: С4 - К-50-31-40 В-4700 мкФ ± 20%.

Розрахунок схеми блоку управління, ключів, індикації

Як пристрій управління використовуємо однокристальний мікроконтроллер сімейства МК51 К1816ВЕ751.

Прилад виконаний на основі однокристального мікроконтролера К1816ВЕ751, що працює з внутрішньою пам'яттю програм, що забезпечується подачею високого рівня напруги на висновок ( = 1). Для генерації тактовою частоти f C L K мікроконтролера до висновків XTAL 1 і XTAL 2 підключений кварцовий резонатор ZQ 1 на частоту 4.8 МГц. Конденсатори С2, С3 забезпечують надійний запуск внутрішнього генератора МК при включенні харчування. Ланцюжок С1, R 1 служить для початкової установки (скидання) МК при подачі електроживлення. Конденсатор С4 служить для фільтрації імпульсних перешкод, що виникають на висновках джерела живлення при роботі цифрових мікросхем.

Ріс.1.3.1.6. Схема електрична принципова блоку управління ключами і світлодіодним індикації

Наведені параметри є типовою схемою підключення і розрахунку не підлягають.

Вибираємо резистори і конденсатори:

R 30 - МЛТ - 0.125-8.2 кОм ± 5%;

C 5, C 6 - КТ4-21-100 В - 20 пФ ± 20%;

C 7 - К-50-31-40 В-10 мкФ ± 20%;

C 8 - К-53-1-30 В-0.1 мкФ ± 20%;

Розрахунок ключів. Ключі забезпечує комутацію мережі та навантаження в нормальному й аварійному режимі. Таким чином, вони повинні забезпечувати комутацію напруги і струму:

U ком = 220 В, I ком = 400/220 = 1.8 А.

Вибираємо виходячи з цих параметрів як ключів двоконтактну реле РЕЗ-22 типу РФ 4.500.130.

Електрична принципова схема реле має ві.

Ріс.1.3.1.7 Електрична принципова схема реле РЕЗ-22

Параметри реле типу РФ 4.500.130:

- Параметри котушки управління R обм = 2500 Ом, I спрацює = 10.5 мА, I отп = 2.5 мА;

- Параметри силових контактів U ком = 220 В, I ком = 0.5 А.

При розрахунку струм комутації I ком = 400/220 = 1.8 А. Так як спрацьовування реле відбувається при струмі I спрацює = 10.5 мА, а максимальний вихідний струм лінії порту Р3 не перевищує 1,6 м A, то для управління реле застосовуємо транзисторний ключ VT 7, VT 8.

Вибираємо транзистор типу КТ502А з параметрами:

I до max = 150 мА; U ке max = 25 В; U ке нас = 0,6 В; P до max = 350 мВт; β = 120.

Максимально необхідний струм бази:

Ріс.1.3.1.8 Схема з'єднання ліній комутації реле РЕЗ-22

Відмиканням електричного ключа управляє низький рівень (логічний 0) на виведення Р3.3 і Р3.4. Використовуючи довідкові дані [10] на мікроконтроллер К1816ВЕ751, перевіряємо можливість управління транзистором VT 7, VT 8 від МК:

I 0 вих Р 3imax = 1,6 Ма> I Б VT7, 8max = 0.09 Ма.

Переймаючись струмом управління I 0 вих Р3 i = 1 Ма (з метою надійного насичення транзистора), розрахуємо номінал струмообмежувальні резистора R 31, R 32:

Вибираємо номінал R 31, R 32 рівним 4,3 кОм. Номінал резисторів R 33, R 34, службовців для більш надійного відмикання і замикання транзисторів вибираємо рівним також 4,3 кОм.

Вибираємо резистори і конденсатори: R 31, R 32, R 33, R 34 - МЛТ - 0.125-4.3 кОм ± 5%.

Розрахунок індикації. Світлодіодна індикацію забезпечує три режими роботи - "Аварійний режим", "Акумулятор розряджений", "Змініть джерело харчування". В якості індикаторів VD 13, VD 14, VD 15 застосовуємо світлодіоди типу АЛ336Б. Параметри світлодіодів: U пр = 2.0 В, I пр = 10 мА. Діоди підключені до МК через потужні інвертори з відкритим колектором DD 2.1, DD 2.2, DD 2.3 (мікросхема К155ЛН5). Це пояснюється тим, що максимальний вихідний струм лінії порту Р3 не перевищує 1,6 м A [10], а для нормального світіння світлодіода необхідно задати через нього струм 10 м A. Інвертор мікросхеми К155ЛН5 забезпечує: I 0 вих = 40 мА при U 0 вих = 0.7 В, I 1 піт = 48 мА [2].

Таким чином включення світлодіодів слід виробляти висновком логічного 0 на вихід інвертора. Так як після початкової установки (скидання) МК всі його порти налаштовані на введення інформації, тобто на їх висновках будуть логічні 1, то в програмі роботи МК необхідно відразу ж після включення електроживлення вивести логічний 0 в розряди Р3.5, Р3.6, Р3.7 для гасіння світлодіодів.

Розрахуємо номінали струмообмежувальні резисторів R 35, R 36, R 37:

Ом.

Вибираємо з ряду Е24 резистори: R 35, R 36, R 37 - МЛТ - 0.125-220 Ом ± 5%.

Розрахунок блоку стабілізатора

Стабілізатор забезпечує постійну напругу живлення +5 В для мікросхем пристрою, також є джерелом опорних напруг для схем компараторів.

Потужність споживана ІМС, ОЕВМ, світлодіодною індикацією і ключами дорівнює:

Р піт = 3 ∙ Р DA + Р МК +3 ∙ Р VD + Р DD +2 ∙ Р кл,

де Р = U ип ∙ I пот - активна потужність споживана елементами схеми.

Використовуючи дані розрахунків п.3.1-3.4 і додатки А знаходимо

Р піт = 3 ∙ 5 ∙ 2.8 +5 ∙ 220 +3 ∙ 2 ∙ 10 +5 ∙ 48 +2 ∙ 5 ∙ 10.5 = тисячу п'ятсот сорок сім мВт.

З урахуванням потужності споживаної активними опорами ланцюга приймаємо Р піт = 2 Вт.

Струм який повинен забезпечувати стабілізатор дорівнює:

I стаб = Р піт / U ип = 2 / 5 = 0.4 А.

В якості схеми стабілізатора вибираємо ІМС типу К142ЕН4. Довідкові параметри ІМС наведені в таблиці

Таблиця - Довідкові параметри ІМС К142ЕН4

U вх min, В

U вх max, В

I вих max, mA

До нс U,%

До нс I,%

U вих, В

P рас max, Вт

≥ 9

≤ 45

3 жовтня

≤ 0,05

≤ 0,25

3 ÷ 30

≤ 6

Схема підключення ІМС має вигляд згідно з рисунком 1.3.1.9. ІМС є регульованим стабілізатором напруги підвищеного захисту від перегріву і перевантаження по струму.

Ріс.1.3.1.9 Схема підключення ІМС К142ЕН4

Рекомендовані довідкові значення C 9, C 10, R 38 і R 39 рівні: C 9 = 2.2 мкФ, C 10 = 4700 нФ, R 38 = 1.6 кОм, R 39 = 22кОм.

Вибираємо резистори і конденсатори:

R 38 - МЛТ - 0.125-1.6 кОм ± 5%;

R 39 - СП-2-2а - 0.5 - 22 кОм ± 10%;

C 9 - К-53-25-40 В-2.2 мкФ ± 20%;

C 10 - К-53-25-40 В-4.7 мкФ ± 20%.

1.3.2 Вибір елементної бази

Опис і загальні відомості про мікроконтролері К1816ВЕ751

Восьмирозрядних високопродуктивні однокристальних мікроЕОМ (ОМЕВМ) сімейства МК51 виконані за високоякісної п-МОП технологій (серія 1816) і КМОП технології (серія 1830).

Використання ОМЕВМ сімейства МК51 в порівнянні з МК48 забезпечує збільшення. обсягу пам'яті команд і пам'яті даних. Нові можливості введення-виведення і периферійних пристроїв розширюють діапазон застосування і знижують загальні витрати системи. Залежно від умов використання, швидкодія системи збільшується мінімум в два з половиною рази і максимум у десять разів.

Сімейство МК51 включає п'ять модифікацій ОМЕВМ (які мають ідентичні основні характеристики), основна відмінність між якими полягає в реалізації пам'яті програм і потужності споживання.

ОМЕВМ КР1816ВЕ51 і КР1830ВЕ51 містять масочном-програмований в процесі виготовлення кристала ПЗП пам'яті програм ємністю 4096 байт і розраховані на застосування в масовій продукції. За рахунок використання зовнішніх мікросхем пам'яті загальний обсяг пам'яті програм може бути розширений до 64 Кбайт.

ОМЕВМ КМ1816ВЕ751 містить ППЗУ ємністю 4096 байт із стиранням ультрафіолетовим випромінюванням і зручна на етапі розробки системи при налагодженні програм, а також при виробництві невеликими партіями або при створенні систем, що вимагають в процесі експлуатації періодичного підлаштування. За рахунок використання зовнішніх мікросхем пам'яті загальний обсяг пам'яті програм може бути розширений до 64 Кбайт.

ОМЕВМ КР1816ВЕ31 і КР1830ВЕ31 не містять вбудованої пам'яті програм, однак можуть використовувати до 64 Кбайт зовнішньої постійної або перепрограммируемой пам'яті програм і ефективно використовуватися в системах, що вимагають істотно більшого за обсягом (ніж 4 Кбайт на кристалі) ПЗУ пам'яті программ.Каждая з перерахованих вище мікросхем є відповідно аналогом БІС 8051, 80С51, 8751, 8031, 80С31 сімейства MCS-51 фірми Intel (США).

Кожна ОМЕВМ розглянутого сімейства містить вбудоване ОЗУ пам'яті даних ємністю 128 байт з можливістю розширення загального обсягу оперативної пам'яті даних до 64 Кбайт за рахунок використання зовнішніх мікросхем ЗУПВ.

Загальний обсяг пам'яті ОМЕВМ сімейства МК51 може досягати 128 Кбайт: 64 Кбайт пам'яті програм і 64 Кбайт пам'яті даних.

При розробці на базі ОМЕВМ більш складних систем можуть бути використані стандартні ІС з байтовой організацією, наприклад, серії КР580. Надалі позначення "МК51" буде спільним для всіх моделей сімейства, за винятком випадків, які будуть обумовлені особливо.

ОМЕВМ містять всі вузли, необхідні для автономної роботи:

1) центральний восьмирозрядний процесор;

2) пам'ять програм об'ємом 4 Кбайт (тільки КМ1816ВЕ751, КР1816ВЕ51 і КР1830ВЕ51);

3) пам'ять даних обсягом 128 байт;

4) чотири восьмирозрядних програмованих каналу введення-виведення;

5) два 16-бітових багаторежимних таймера / лічильника;

6) систему переривань з п'ятьма векторами і двома рівнями;

7) послідовний інтерфейс;

8) тактовий генератор.

Система команд ОМЕВМ містить 111 базових команд з форматом 1, 2, або 3 байти.

ОМЕВМ має:

- 32 РОН;

- 128 визначених користувачем програмно-керованих прапорів;

- Набір регістрів спеціальних функцій.

РОН і визначені користувачем програмно-керовані прапори розташовані в адресному просторі внутрішнього ОЗУ даних. Регістри спеціальних функцій (SFR, SPECIAL FUNCTION REGISTERS) із зазначенням їх адрес наведено в таблиці 1.3.2.1.

Таблиця 1.3.2.1 Регістри спеціальних функцій

Нижче коротко описуються функції регістрів, наведених у таблиці А1.

АСС - регістр акумулятора. Команди, призначені для роботи з акумулятором, використовують мнемоніку "А", наприклад, MOV A, P2. Мнемоніка "АСС" використовується, наприклад, при побітової адресації акумулятора. Так, символічне ім'я п'ятий біта акумулятора при використанні асемблера ASM51 буде наступним: АСС. 5.Регістр В. Використовується під час операцій множення і ділення. Для інших інструкцій регістр В може розглядатися як додатковий сверхоперативной регістр.Регістр стану програми. Регістр PSW містить інформацію про стан программи.Указатель стека SP. 8-бітовий регістр, вміст якого инкрементируется перед записом даних у стек при виконанні команд PUSH і CALL. При початковому скиданні покажчик стека встановлюється в 07Н, а область стека в ОЗП даних починається з адреси 08Н. При необхідності шляхом перевизначення покажчика стека область стека може бути розташована в будь-якому місці внутрішнього ОЗУ даних мікроЕОМ. Покажчик даних. Покажчик даних (DPTR) складається з старшого байта (DPH) та молодшого байта (DPL). Містить 16-бітову адресу при зверненні до зовнішньої пам'яті. Може використовуватися як 16-бітовий регістр або як два незалежних восьмибітових регістру.

Порт0-ПортЗ. Регістрами спеціальних функцій Р0, Р1, P2, РЗ є регістри-"засувки" відповідно портів Р0, Р1, P2, РЗ.

Буфер послідовного порту. SBUF представляє собою два окремих регістру: буфер передавача і буфер приймача. Коли дані записуються в SBUF, вони надходять у буфер передавача, причому запис байта в SBUF автоматично ініціює його передачу через послідовний порт. Коли дані читаються з SBUF, вони вибираються з буфера приймача.

Регістри таймера. Реєстрові пари (TH0, TL0) і (TH1.TL1) утворюють 16-бітові регістри відповідно таймера / лічильника 0 і таймера / лічильника 1.

Регістри управління. Регістри спеціальних функцій IP, IE, TMOD, TCON, SCON і PCON містять біти управління й біти стану системи переривань, таймерів / лічильників і послідовного порту.

ОМЕВМ при функціонуванні забезпечує:

- Мінімальний час виконання команд складання - 1 мкс;

- Апаратне множення і ділення з мінімальним часом виконання команд множення / поділу - 4 мкс

У ОМЕВМ передбачена можливість завдання частоти внутрішнього генератора за допомогою кварцу, LC-ланцюжка чи зовнішнього генератора.

Архітектура сімейства МК51 незважаючи на те, що вона заснована на архітектурі сімейства МК48, все ж не є повністю сумісною з нею. У новому сімействі є ряд нових режимів адресації, додаткові інструкції, розширене адресний простір і ряд інших апаратних відмінностей. Розширена система команд забезпечує побайтову і побітове адресацію, двійкову і двійково-десяткову арифметику, індикацію переповнення та визначення парності / непарності, можливість реалізації логічного процесора.

Найважливішою і характерною рисою архітектури сімейства МК51 є те, що АЛП може поряд з виконанням операцій над 8-розрядними типами даних маніпулювати однорозрядним даними. Окремі програмно-доступні біти можуть бути встановлені, скинуті або замінені їх доповненням, можуть пересилатися, перевірятися і використовуватися в логічних обчисленнях.

Тоді як підтримка простих типів даних (за нинішньої тенденції до збільшення довжини слова) може з першого погляду здатися кроком назад, це якість робить мікроЕОМ сімейства МК51 особливо зручними для застосувань, в яких використовуються контролери. Алгоритми роботи останніх за своєю суттю припускають наявність вхідних та вихідних булевих змінних, які складно реалізувати за допомогою стандартних мікропроцесорів. Всі ці властивості в цілому називаються булевим процесором сімейства МК51.

Завдяки такому потужному АЛУ набір інструкцій мікроЕОМ сімейства МК51 однаково добре підходить як для застосувань управління в реальному масштабі часу, так і для алгоритмів з великим об'ємом даних.

Порівняльні дані мікросхем наведені в таблиці 1.3.2.2

Порівняльні дані ОМЕВМ сімейства МК51

Мікросхема

Об'єм внутрішньої пам'яті програм, Кбайт

Тип пам'яті

Об'єм внутрішньої пам'яті даних, байт

Максимальна частота тактових сигналів, МГц

Споживаний струм, мА

КР1816ВЕ31

-

Зовн.

128

12

150

КР1816ВЕ51

4

ПЗУ

128

12

150

КР1816ВЕ751

4

ППЗУ

128

12

220

КР1830ВЕ31

-

Зовн

128

12

18

КР1830ВЕ51

4

Пху

128

12

18

У якості діодів VD 1 ÷ VD 4, VD 5 ÷ VD 8 виберу діод типу КД202В, що має параметри: U обр max (діода) = 70 В, I СР пр (діода) = 5 А, I пр max (діода) = 5 А, U пр (діода) = 0,9 В.

Виберу конденсатори з ряду Е24:

С1, С2 - К-50-31-40 В-4700 мкФ ± 20%.

С3 - К-50-31-40 В-4700 мкФ ± 20%.

С4 - К-50-31-40 В-4700 мкФ ± 20%.

C 5, C 6 - КТ4-21-100 В - 20 пФ ± 20%;

C 7 - К-50-31-40 В-10 мкФ ± 20%;

C 8 - К-53-1-30 В-0.1 мкФ ± 20%;

C 9 - К-53-25-40 В-2.2 мкФ ± 20%;

C 10 - К-53-25-40 В-4.7 мкФ ± 20%.

Як трансформатора виберу трансформатор ТПП321 - 200,0 на стержневом сердечнику ПЛМ 27х40х58, що має параметри S н = 200 ВА; U 1 = 127/220 В; I 1 = 2.03/1.15 А; I 2 = 4 А; f = 50 Гц .

Як обмотувальних проводів виберу дроти ПЕВТВ-2 з діаметрами 0.8 мм і 0.21 мм.

Як транзисторів VT3 і VT6 виберу транзистори КТ827А (n - p - n). Параметри транзистора: Ік max = 20 А, U ке max = 90 В, Рк max т = 125 Вт, h 21Е = 750, I КБО ≤ 1mА, Тпер max = 150 ˚ С, Тпер max = 125 ˚ С

Як транзисторів VT1 - VT2 виберу транзистор КТ315Д (n - p - n).

Параметри транзистора: I до max = 100 m А, U ке max = 40 В, Рк max = 0.15 Вт, h 21Е ≥ 20, I КБО ≤ 1 mА, Тпер max = 120 ˚ С, I ЕБО <30 мкА

З ряду Е24 виберу резистори:

R 1 - МЛТ - 0.125-47 кОм ± 5%;

R 2 - СП-2-2а - 0.5 - 10 кОм ± 10%;

R 3 - МЛТ-0.125 - 5.1 кОм ± 5%;

R 4 - МЛТ-0.125 - 10 кОм ± 5%;

R 5 - МЛТ - 0.125-91 кОм ± 5%;

R 6 - МЛТ-0.125 - 10 кОм ± 5%.

R 8, R 13 - МЛТ - 0.125-910 Ом ± 5%

R 9, R 14 - МЛТ - 0.125-20 кОм ± 5%.

R 10, R 15 - МЛТ - 0.125-4.3 кОм ± 5%.

R 11, R 16 - МЛТ - 0.125-360 Ом ± 5%.

R 12, R 17 - МЛТ - 0.125 - 20 Ом ± 5%.

R 18 - МЛТ - 0.125-47 кОм ± 5%;

R 19 - СП-2-2а - 0.5 - 10 кОм ± 10%;

R 20 - МЛТ-0.125 - 5.1 кОм ± 5%;

R 21 - МЛТ-0.125 - 10 кОм ± 5%;

R 22 - МЛТ - 0.125-91 кОм ± 5%;

R 23 - МЛТ-0.125 - 10 кОм ± 5%.

R 24 - МЛТ - 0.125-47 кОм ± 5%;

R 25 - СП-2-2а - 0.5 - 10 кОм ± 10%;

R 26 - МЛТ-0.125 - 5.1 кОм ± 5%;

R 27 - МЛТ-0.125 - 10 кОм ± 5%;

R 28 - МЛТ - 0.125-91 кОм ± 5%;

R 29 - МЛТ-0.125 - 10 кОм ± 5%.

R 30 - МЛТ - 0.125-8.2 кОм ± 5%;

R 31, R 32, R 33, R 34 - МЛТ - 0.125-4.3 кОм ± 5%.

R 35, R 36, R 37 - МЛТ - 0.125-220 Ом ± 5%.

R 38 - МЛТ - 0.125-1.6 кОм ± 5%;

R 39 - СП-2-2а - 0.5 - 22 кОм ± 10%;

У якості діодів VD 9 ÷ VD 12 виберу діоди типу КД213А мають параметри: U обр max (діода) = 200 В, I СР пр (діода) = 1.5 А, I пр max (діода) = 10 А, U пр (діода) = 1В, частотний робочий діапазон дорівнює 50 кГц.

Виходячи з параметрів як ключі виберу двоконтактну реле РЕЗ-22 типу РФ 4.500.130

Як транзисторів VT7 - VT8 виберу транзистори типу КТ502А з параметрами: I до max = 150 мА; U ке max = 25 В; U ке нас = 0,6 В; P до max = 350 мВт; β = 120.

      1. Опис принципу дії

Розроблений пристрій підтримує два режими роботи:

1) нормальний режим роботи - навантаження отримує живлення безпосередньо від мережі 220В;

2) аварійний режим роботи - навантаження отримує живлення від джерела

безперебійного живлення у випадку, якщо напруга мережі відсутня або менше значення нижньої межі напруги мережі.

Нормальний режим роботи системи резервного електроживлення:

У нормальному режимі напруга на виході випрямляча більше, ніж напруга з виходу акумулятора, тому напруга на виході компаратора 1 одно +5 В, що відповідає високому рівню сигналу (лог.1) для блоку управління.

В якості блоку управління використовується однокристальний мікроконтролера сімейства МК51 (К1816ВЕ751). Стан лог.1 відповідає нормальному режиму роботи системи резервного електроживлення, а значить, блок управління формує керуючі сигнали для ключ 1 і 2 при яких ключ 1 - замкнутий), напруга мережі подається на навантаження), а ключ 2 - розімкнений (акумулятор відключений від інвертора ).

У цьому режимі відбувається заряд акумулятора, а живлення мікросхем пристрою здійснюється від стабілізатора підключеного до акумулятора.

Стан сигналів на виході компаратора 2 і 3 одно +5 В і 0 В і в даному випадку блоком управління не обробляється.

Аварійний режим роботи системи резервного електроживлення:

В аварійному режимі напруга на виході випрямляча менше, ніж напруга з виходу акумулятора, тому напруга на виході компаратора 1 одно 0 В, що відповідає низькому рівню сигналу (лог.0) для блоку управління.

Стан лог.0 відповідає аварійному режиму роботи системи резервного електроживлення, а значить, блок управління формує керуючі сигнали для ключ 1 і 2 при яких ключ 1 - розімкнений (мережа відключена від навантаження), а ключ 2 - замкнутий (акумулятор підключено до инвертору).

Так само блок управління формує керуючі імпульсні сигнали тривалістю 45 мкс для ключів інвертора і включає індикатор "Аварійний режим".

У цьому режимі напруга акумулятора перетвориться інвертором в змінну напругу 220 В, а живлення мікросхем пристрою здійснюється від стабілізатора підключеного до акумулятора.

Стан виходів компараторів 2 і 3 відстежується блоком управління.

У разі, якщо напруга на акумуляторі стає менше, ніж задане опорне U ОП2, то на виході компаратора 2 формується лог.0 (0 В), який відповідає режиму розрядженого акумулятора (напруга акумулятора менше допустимого значення) і блок управління включає індикатор "Акумулятор розряджений ".

При появі напруги на виході інвертора його знижене значення порівнюється з фіксованим значенням U оп3. За відповідності вихідного напруги системи резервного електроживлення значенням 220 В на виході компаратора 3 встановлюється лог.1 (+5 В). У разі якщо напруга на виході інвертора стає менше - виробляється управляючий сигнал (лог.0), який відповідає режиму при якому система резервного електроживлення не забезпечує задане значення на виході джерела (напруга джерела менше допустимого значення) і блок управління включає індикатор "Змініть джерело живлення ".

При відновленні напруги мережі системи резервного електроживлення знову переходить в режим нормальної роботи.

2. Конструкторсько-технологічний розділ

2.1 Розробка друкованої плати

Друковані плати являють собою діелектричну пластину з нанесеним на неї струмопровідним малюнком (друкованим монтажем) та отворами для монтажу елементів.

При конструюванні РЕА на друкованих платах використовують такі методи:

1. Моносхемний застосовують для нескладної РЕА. У тому випадку вся електрична схема розташовується на одній ПП. Моносхемний метод має обмежене застосування, оскільки дуже складні ПП незручні при налаштуванні та ремонті РЕА. Недолік - складність системи сполучних проводів, що зв'язують окремі плати.

2. Функціонально-вузловий метод застосовують в РЕА з використанням мікроелектронних елементів. При цьому ПП містить провідники комутації функціональних модулів в єдину схему. На одній платі можна зібрати дуже складну схему. Недолік цього методу - різке збільшення складності ПП. У ряді випадків всі провідники не можуть бути розташовані на одній і навіть обох сторонах плати. При цьому використовують багатошарові друковані плати МПП, що поєднують в єдину конструкцію кілька шарів друкованих провідників, розділених шарами діелектрика. Відповідно до Госту розрізняють три методи виконання ПП:

3.Ручний;

4.полуавтоматізірованний;

5.автоматізірованний;

Кращими є напівавтоматизованих, автоматизований методи.

Метод металізації наскрізних отворів застосовують при виготовленні багатошарових друкованих плат. Заготівлі з фольгованого діелектрика відрізають з припуском 30 мм на сторону. Після зняття задирок по периметру заготовок і в отворах, поверхню фольги захищають на крацевальном верстаті і знежирюють хімічно соляною кислотою у ванні. Малюнок схеми внутрішніх шарів виконують за допомогою сухого фоторезиста. При цьому протилежна сторона плати повинна не мати механічних ушкоджень і подтравливания фольги. Базові отвори отримують висвердлюванням на універсальному верстаті з ЧПК. Орієнтуючись на мітки суміщення, розташовані на технологічному полі. Отримані заготовки збирають в пакет. Перекладаючи їх складними прокладками з склотканини, що містять до 50% термореактивною епоксидної смоли. Поєднання окремих верств проводиться з базових отворів. Пресування пакету здійснюється гарячим способом. Пристрій з пакетами верств встановлюють на плити преса, підігріті до 120 ... 130 ° С. Перший цикл пресування здійснюють при тиску 0,5 МПа і видержке15 ... 20 хвилин. Потім температуру підвищують до 150 ... 160 ° С, а тиск - до 4 ... 6 МПа. При цьому тиску плата витримується з розрахунку 10 хвилин на кожен міліметр товщини плати. Охолодження ведеться без зниження тиску. Свердління отворів виконується на універсальних верстатах з ЧПК СМ-600-Ф2. У процесі механічної обробки плати забруднюються. Для усунення забруднення отвори піддають гідроабразивному впливу. При великій кількості отворів доцільно застосовувати ультразвукову очищення. Після знежирення та очищення плату промивають у гарячій і холодній воді. Потім виконується хімічну і гальванічну металізації отворів. Після цього видаляють маску. Механічна обробка по контуру, отримання конструктивних отворів здійснюють на універсальних, координатно-свердлильних верстатах. Вихідний контроль здійснюється автоматизованим способом на спеціальному стенді, де відбувається перевірка працездатності плати, тобто її електричних параметрів. Потім йде операція гальванічного осадження міді. Операція проводитиметься на автооператорной лінії АГ-44. На тонкий шар осідає мідь до потрібної товщини. Після цього проводиться контроль на товщину міді і якість її нанесення. Далі проводитися обробка по контуру друкованої плати. У цій операції видаляється непотрібний склотекстоліт по краях плати і підгонка до потрібного розміру. Потім методом сеткографіі проводитись маркування друкованої плати. Весь цикл виробництва друкованих плат закінчується контролем плати. Тут використовується автоматизована перевірка на спеціальних стендах.

2.2 Компонування проектованого пристрою

Процес компонування елементів проектованої мною світлодіодним інформаційної панелі можна підрозділити на кілька етапів:

Функціональна компоновка - це розміщення та встановлення функціональних елементів на друкованих платах з урахуванням функціональних та енергетичних вимог, а також щільності компонування і встановлення елементів, щільності топології друкованих провідників. Функціональна компонування проводиться для визначення основних розмірів друкованої плати, вибору способів її проектування і виготовлення. Перш ніж приступити до виготовлення друкованої плати, потрібно зробити її малюнок, тобто скомпонувати всі радіоелементи та мікросхеми. Компонування пристрою на увазі під собою приблизне розташування на друкованій платі радіоелементів і мікросхем, що входять до складу пристрою. Для визначення положення елементів на платі в першу чергу роблять малюнок плати відповідно до заданими габаритами пристрою, далі компонуються всі радіоелементи і мікросхеми на малюнку відповідно до їх реальними розмірами.

Після розташування радіоелементів і мікросхем наносяться отвори для контактних майданчиків і отвори для кріплення друкованої плати в корпусі пристрою.

Заключним етапом є проведення з'єднувальних ліній (друкованих провідників) відповідно до принципової схемою пристрою.

Внутрішня компоновка - полягає в розміщенні входять до складу нашого пристрою блоків всередині його корпусу з урахуванням вимог зручності складання, контролю, ремонту, механічного та електричного з'єднання, вимог щодо забезпечення оптимального теплового режиму та ергономіки.

Зовнішня компонування - це компонування пристрою в конструкціях старшого рівня, наприклад у складі робочого місця студента, при цьому, перш за все, враховуються ергономічні вимоги. До ергономічним критеріям компонування розробляється нами приставки відносяться: ефективність роботи та збереження здоров'я в процесі експлуатації.

Для визначення розмірів друкованої плати вчиню розрахунки за визначенням площі кожного елемента:

2.3 Пошук і усунення несправностей

Існує кілька способів відшукання несправностей. Вибір того чи іншого способу залежить від призначення пристрою і особливостей схеми. Тому від техніка-електроніка потрібне гарне знання, як мінімум принципової схеми і конструкції ремонтується пристрою.

Усі несправності будь-якого радіо електричного пристрою можна підрозділити на механічні та електричні.

До механічних несправностей відносяться несправності в механічних вузлах пристрою (для мого випадку, до даного типу несправностей можна віднести вихід з ладу перемикачів входять до складу блоку завдання вихідної інформації і блок індикації).

До електричних несправностей відносяться такі, які призводять до зміни електричного опору кіл (наприклад, до обриву ланцюга), Значному збільшенню опору, значного зменшення його або короткого замикання. Для мого навчального стенду до таких несправностей можна віднести: вихід з ладу резисторів, мікросхем, і т. п.

При пошуку несправностей радіоелектрічекого пристрої застосовують п'ять способів:

1) Зовнішній огляд дозволяє виявити більшість механічних несправностей, а також деякі електричні. Зовнішнім оглядом перевіряється якість збірки і монтажу. При перевірці якості складання вручну слід перевірити механічне кріплення окремих вузлів, таких як перемикачі, змінні резистори, штепсельні з'єднання (роз'єми). У разі порушення кріплення воно відновлюється. Зовнішнім оглядом перевіряють також якість електричного монтажу. При цьому виявляють цілісність сполучних провідників, наявність набряків припою, які можуть призвести до коротких замикань між окремими ділянками схеми, виявляють дроти з порушеною ізоляцією, перевіряють якість пайок і т. п. Зовнішнім оглядом можна переконатися в правильності номіналів резисторів і конденсаторів (блоку живлення) , виявити дефекти окремих елементів (обрив висновків, резисторів, механічне пошкодження керамічних конденсаторів та інші).

Зовнішній огляд, як правило, роблять при відключеному харчуванні апаратури. При його проведенні особливу увагу необхідно звертати на те, щоб в монтаж не потрапили випадкові предмети, які при включенні пристрою можуть викликати коротке замикання.

Зовнішнім оглядом можна виявити несправний светоелемент (за яскравістю), резисторів (щодо зміни кольору або обвуглювання поверхневого шару) та інших елементів.

У включеному стані можна визначити перегрів трансформаторів, електролітичних конденсаторів, напівпровідникових елементів. Поява запахів від перегрітих обмоток, резисторів, просочувального матеріалу трансформаторів також сигналізує про наявність несправностей у схемі пристрою. Про несправність може свідчити і зміна частоти або тону звукових коливань повітряного середовища, що викликаються роботою трансформаторів і інших елементів, які зазвичай або взагалі не чути під час роботи, або мають звучання іншого тону.

Для перевірки відсутності коротких замикань використовують омметр. В якості опорної точки найчастіше беруть плюс або мінус джерела живлення. Іноді вході огляду виникає сумнів у справності окремих елементів. Тоді слід випаяти елемент і перевірити його справність більш ретельно.

2) Спосіб проміжних вимірювань - полягає в послідовній перевірці проходження сигналу від блоку до блоку до виявлення несправної ділянки.

3) Метод виключення - полягає в послідовному виключенні справних вузлів і блоків.

4) Спосіб заміни окремих елементів, вузлів чи блоків на свідомо справні, широко використовується при ремонті радіо електричних пристроїв. Наприклад, можна замінити елемент (транзистор, трансформатор, мікросхему) або блок на завідомо справний і переконатися в наявності несправності на цій ділянці.

5) Спосіб порівняння - полягає в порівнянні параметрів несправного апарату з параметрами справного апарату того ж типу або марки.

Використання того чи іншого способу пошуку несправності залежить від здібностей схеми пристрою.

Пошук несправностей здійснюють за певним правилом (алгоритму), що дозволяє максимально скоротити час їх відшукання. Пошук проводиться поетапно, від більших конструктивних одиниць до більш дрібним, тобто в послідовності: Блок - Вузол (модуль) - Каскад - Несправний елемент.

При перевірці окремих елементів схеми слід переконатися у справності постійних резисторів, як зовнішнім оглядом, так і перевіркою омметром. При справному резистори омметр повинен показати номінальне значення опору.

Неелектролітіческіе конденсатори можна перевірити на пробій омметром. У випадку пробою омметр покаже коротке замикання. Множник омметра при перевірці конденсаторів необхідно поставити в положення "x 100" або "x 1000". Конденсатори при подібній перевірці дають відхилення стрілки приладу вправо і швидке її повернення в початкове положення до позначки ¥.

Електролітичні конденсатори також перевіряють омметром. Для цього перемикач омметра треба встановити на "x 100" або "x 1000". Подальша перевірка конденсатора аналогічна попередньому, тільки стрілка в початкове положення буде повертатися повільніше.

Конденсатори при заміні вибирають за номінальною ємності, робочій напрузі, класу точності, температурному коефіцієнту ємності (ТКЕ). Номінальні значення ємностей конденсаторів наведені в довідниках.

Обмотки трансформатора. При обриві обмотки омметр покаже нескінченно великий опір. При заміні трансформаторів враховується приводиться в довідкових даних маркування їх виходів. Несправні трансформатори замінюють на аналогічні.

Справність напівпровідникових приладів можна також перевіряти омметром. Опір діода у зворотному напрямку буде набагато більше, ніж у прямому. Такий діод справний. В іншому випадку діод слід замінити.

Транзистори також перевіряють омметром, для цього омметр підключають між базою і емітером. У першому випадку прилад покаже малий опір, в другому - порівняно велика.

Напівпровідникові прилади (транзистори, діоди і мікросхеми) мають різне маркування виходів. При заміні використовують прилади того ж типу або їх аналоги, які вказуються в переліку елементів схеми

3. Економічний розділ

3.1 Розрахунок витрат на сировину і матеріали

См = S Н i * Ц i,

де См-вартість сировини і матеріалів, руб.;

Н i - норма витрати i-го матеріалу, в натуральних показниках;

Ц i - ціна за одиницю виміру i-го матеріалу, грн.

Результати розрахунків оформляємо в таблицю:

Таблиця 3.1 - Розрахунок витрат на сировину і матеріали

n / n

Найменування

матеріалу

Одиниці виміру

Норма витрати на пристрій

Ціна за од. вимірювання,

(Руб.)

Сума,

(Руб.)

1

2

3

4

5

6

1

Припої 61 ГОСТ 21931 - 76

кг

0,03

9630

288,9

2

Хлорне залізо

ТУ6-09-3084-82

кг

0,04

3000

120

3

Фарба ТНПФ-53 чорна

кг

0,02

14240

284,8

4

Ацетон (уайт-спірит) ГОСТ 2603-79

кг

0,03

3070

92,1

5

Склотекстоліт СФ-2-35Г-1, 5 1с

ГОСТ 10316-78

кг

0,2

9330

1866

6

Каніфоль соснова ГОСТ 19113 - 72

кг

0,02

16500

330

Разом

2 981,8

3.2 Розрахунок витрат на покупні комплектуючі вироби і напівфабрикати

Ск = S (К i * Ц i,)

де Ск - вартість покупних комплектуючих виробів та напівфабрикатів на один пристрій, руб.

До i - кількість комплектуючих виробів та напівфабрикатів i-го найменування на один пристрій, шт.

Ц i - ціна за одиницю, крб.

Результати розрахунків оформляємо в таблицю:

Таблиця 3.2 - Розрахунок витрат на покупні комплектуючі вироби і напівфабрикати

№ п / п

Найменування комплектуючих виробів і напівфабрикати

Кількість на 1 пристрою

Ціна за одиницю (грн.)

Сума (грн.)

1

2

3

4

5

1

Діод КД202В

8

700

5600

2

Діод КД213А

4

650

2600

3

Діод АЛ336Б

3

700

2100

4

Конденсатор К-50-31-40 В-4700 мкФ

4

1000

4000

5

Конденсатор КТ4-21-100 В - 20 пФ

2

100

200

6

Конденсатор К-50-31-40 В-10 мкФ

1

400

400

7

Конденсатор К-5 3 -1 - 3 0 У-0.1 мкФ

1

200

200

8

Конденсатор К-53-25-40 В-2.2 мкФ

1

300

300

9

Конденсатор К-53-25-40 В-4.7 мкФ

1

500

500

10

140УД20А

3

1000

3000

11

К1816ВЕ751

1

1000

1000

12

К155ЛН5

2

900

1800

13

К142ЕН4

1

900

900

14

Резонатор 4.8 МГц

1

600

600

15

Резистор МЛТ - 0.125-47 кОм

3

150

450

16

Резистор СП-2-2а - 0.5 - 10 кОм

2

150

300

17

Резистор МЛТ-0.125 - 5.1 кОм

3

150

450

18

Резистор МЛТ-0.125 - 10 кОм

5

150

750

19

Резистор МЛТ - 0.125-91 кОм

3

200

600

20

Резистор МЛТ - 0.125-910 Ом

2

150

300

21

Резистор МЛТ - 0.125-20 ком

4

150

600

22

Резистор МЛТ - 0.125-4.3 кОм

3

150

450

23

Резистор МЛТ - 0.125-360 Ом

2

150

300

24

Резистор МЛТ - 0.125-8.2 кОм

4

150

600

25

Резистор МЛТ - 0.125-220 Ом

3

150

450

26

Резистор МЛТ - 0.125-1.6 кОм

1

150

150

27

Резистор СП-2-2а - 0.5 - 22 кОм

1

150

150

28

Реле РЕЗ-22

2

1100

1100

29

Транзистор КТ 315 Д

4

500

2000

30

Транзистор КТ827

2

400

800

31

Транзистор КТ502А

2

400

800

32

Трансформатор ТПП321 - 200,0

2

47000

94000

33

Трансформатор ТП

1

7000

7000

Разом

134 450

3.3 Розрахунок тарифної заробітної плати виробничих робітників

ЗПтар = S (Сч ij * Т e i),

де ЗПтар - тарифна заробітна плата виробничих робітників, руб.;

Сч ij - годинна тарифна ставка по i-тої операції, j-го розряду робіт, руб.;

Т e i - трудомісткість i-тої операції, чол-год.;

Результати розрахунків оформляємо в таблицю:

Таблиця 3.3-Розрахунок тарифної заробітної плати виробничих робітників

п / п

Найменування операції

Розряд

робіт

Годинна

тарифна ставка

Трудомісткість,

(Чел-час.)

Сума тарифної

зарплати,

1

Слюсарні

2

922

1

922

2

Монтажні

3

1248

4

4992

3

Лакофарбові

2

922

2

1844

4

Регулювальні

3

1248

4

4992

5

Механічні

2

922

2

1844

Разом

14 594

3.4 Розрахунок основної заробітної плати виробничих робітників

ЗПосн = ЗПтар + Пр

Зпосн = 14594 + 4378,2 = 18 972,2 руб.,

де ЗПосн - основна заробітна плата виробничих робітників, руб.;

Пр - сума премії, руб.

Пр =

ЗПтар

100


*% Пр = (14594/100) * 30 = 4 378,2 руб.


де% Пр - відсоток премії основним виробничим робітникам - 30%.

3.5 Розрахунок додаткової заробітної плати виробничих робітників (ЗПдоп)

ЗПдоп = ЗПосн * 8,1 / 100,

де 8,1 -% додаткової зарплати по підприємству.

ЗПдоп = 18972,2 * 8,1 / 100 = 1 536,7 руб.

3.6 Розрахунок відрахувань від заробітної плати виробничих робітників (ОЗП)

а) до фонду соц.защіти - 35% від заробітної плати;

б) відрахування по обов'язковому страхуванню - 0,3%.

ОЗП = 0,353 * (ЗПосн + ЗПдоп)

ОЗП = 0,353 * (18972,2 + 1536,7) = 7 239,6 руб.

3.7 Разом прямі витрати (Зпр)

Зпр = М + ЗПосн + ЗПдоп + ОЗП

Зпр = 2 981,8 +134 450 + 18972,2 + 1536,7 +7239,6 = 165 180,3 руб.

3.8 Розрахунок накладних витрат (Нр)

Нр =

ЗПосн

100

* 169,2 = (18972,2 / 100) * 169,2 = 32 101руб

де 169,2 - відсоток накладних витрат по підприємству за базисний період,%.

3.9 Калькуляція собівартості проектованого пристрою. Розрахунок відпускної ціни проектованого пристрою

Таблиця 3.4 - калькуляція собівартості проектованого пристрою

n / n

Статті витрат калькуляції

Умовні позначення

Сума, руб.

1

Матеріальні витрати

М

137 431,8

2

Заробітна плата виробничих робітників

ЗПосн + ЗПдоп

20 508,9

3

Відрахування від заробітної плати виробничих робітників

ОЗП

7 239,6

4

Разом прямі витрати

Зпр

165 180,3

5

Накладні витрати

Нр

32 101

6

Разом повна собівартість (С = Зпр + Нр)

З

197 281,3

7

Планова прибуток (П = Ур * Сп / 100; де Ур - рівень планової рентабельності 20%)

П

39 456,3

8

Збір в республіканський фонд підтримки виробників сільськогосподарської продукції, продовольства і аграрної науки - 2%, Сб = (С + П) * 2 / (100 - 2).

Сб

4 831,4

9

Разом вартість проектованого пристрою без ПДВ

Рндс = С + П + Сб


Рндс


236 737,6

10

Податок на додану вартість

ПДВ =

(С + П + Сб) * 18

,



100



ПДВ

42 612,8


11

Відпускна ціна проектованого пристрою з урахуванням ПДВ

Цо = С + П + Сб + ПДВ,

Цо

284 182

Виходячи з проведених розрахунків відпускна ціна проектованого пристрою складе 284 182 рублів за його повної собівартості в 197 281,3 рублів і матеріальних витратах на купівлю комплектуючих в 137 431,8 рублів. Заробітна плата виробничих робітників складе 20 508,9 рублів.

Розрахунки по даному пристрою були проведені за даними підприємства РУП «Гомель ОТІ» за квітень 2008 року.

4. Охорона праці

При виконання монтажних, слюсарних і столярних робіт доводиться мати справу і з високим, і з гострими і швидко обертаються інструментами або ланками механізмів, і з агресивними хімічними речовинами.

Для запобігання від ураження високою напругою забороняється виконувати електромонтажні роботи в працюючій радіоапаратурі. Зняття статичного заряду забезпечується застосуванням заземлювального браслета. Можна використовувати звичайний металевий браслет від годинника, з'єднаний з проводом заземлення через резистор опором 1 МОм.

При роботі з електричним паяльником треба дотримуватися таких правил:

  1. Періодично перевіряти омметром відсутність замикання між корпусом паяльника і нагрівальним елементом. Таке замикання може стати причиною ураження струмом і псування припаюємо елементів. Тому рекомендується працювати з паяльником, жало якого заземлене.

  2. Використовувати стійку підставку для паяльника, що обереже його від падіння, а працює від опіків.

  3. Ні в якому разі не виконувати пайку в пристроєм, що працює, так як випадкове замикання може вивести пристрій з ладу і бути причиною травми.

При роботі зі слюсарними інструментами треба бути уважним і акуратним, щоб не поранитися різаком, напилком, лобзиком, свердлом або оброблюваної деталлю. Для цього необхідно:

  1. Надійно затиснути свердло в патроні дриля спеціальним ключем.

  2. Просвердлюємо деталь надійно закріплювати, інакше вона в кінці свердління може почати обертатися разом зі свердлом.

  3. Вирубання фасонних отворів треба виконувати обов'язково на масивній металевій підставці.

  4. При роботі з різаками обов'язково підкладати під розрізаний лист фанерну прокладку, щоб не пошкодити підлогу.

При роботі з хімічними речовинами слід суворо дотримуватися всіх рекомендацій по розчиненню, змішування, послідовності виконання операцій і температурному режиму. Працювати необхідно в халаті, а в окремих випадках - в рукавичках і захисних окулярах. Перш за все необхідно оберігати очі, губи і слизисті оболонки носа і горла, які найбільш чутливі до впливу хімічних речовин.

На ділянці тіла, обпаленого паяльником або бризками припою, треба зробити содову примочку, а потім уражене місце змазати вазеліном. Місця опіків кислотами рясно промити водою і змочити содовим розчином. Місце опіку лугами потрібно рясно обмити розчином оцтової (лимонної або борної) кислоти. При порізах і подряпинах ранку обробити розчином йоду і заклеїти лейкопластирем.

5. Енерго - і матеріалосбереженіе

Для ефективного матеріалосбереженія системи резервного електроживлення мною були зроблені наступні кроки:

  1. Зменшено розмір друкованої плати шляхом більш щільного компонування радіоелементів, що зекономило текстоліт, що витрачаються на виготовлення плати.

  2. Друковану плату можна виготовити і без застосування хімікатів. Плату необхідних розмірів вирізують з фольгированного матеріалу, свердлять всі необхідні отвори і наносять на неї малюнок друкованого монтажу. Контури обводять гострим шилом.

Крім проблеми матеріалосбереженія існує ще один не менш важливий параметр, як енергозбереження.

Проблема енергозбереження в Республіці Білорусь зведена в ранг державної політики. Поряд з цим була створена республіканська система управління процесом енергозбереження. Верхньою ланкою цієї системи є державний комітет з енергозбереження та енергонагляд, який був створений в 1993р. Даним комітетом у 1998р. був прийнятий закон про енергозбереження, який оголошує всі проблеми сучасності пов'язані з Надмірне споживання, незаконним і некоректним використанням електричної, теплової та інших видів енергії.

З метою економного використання електричної енергії всі підприємства пов'язані з розробкою електричних пристроїв проектують пристрої, що випускаються в масове виробництво таким чином, щоб воно якомога менше споживало електроенергії. Для цього, наприклад, проводяться спроби до мінітюарізаціі окремих елементів, що дозволяє комбінувати їх єдині блоки невеликих розмірів. Це дає можливість зберігати електричну енергію за рахунок використання для харчування цих блоків вже одне джерело живлення, а не по одному для кожного з елементів. На спеціалізованих форумах і виставках підприємства діляться своїми новими розробками в області енергозберігаючої апаратури.

Крім наведеного прикладу існує велика кількість способів заощадження, як електричної, так і інших видів енергії.

У ході розробки системи резервного електроживлення я постаралася знизити споживання електричної енергії. У цих цілях мною було зроблено наступне:

  1. Використано мікросхеми зі зниженим енергоспоживанням;

  2. Були використані резистори малої потужності, а отже з не великим споживанням електричної енергії.

  3. Для всіх елементів використовується одне джерело живлення.

  4. Ретельно проведений розрахунок схеми для виключення зайвих функціональних вузлів.

6. Охорона навколишнього середовища

В даний час - час бурхливого розвитку і впровадження, постійно удосконалюються і оновлюються технологій виробництва кінцевої продукції - все більше уваги стало приділятися впливу цих нових технологій на навколишнє середовище. Зараз повсюдно відкриваються нові заводи і фабрики і ніхто не звертає увагу на екологічну зону, що знаходиться під наглядом цього підприємстві. У результаті чого слідують грубі порушення правил природокористування з боку підприємства, найпоширеніше - забруднення прилеглих водоймищ і річок скидаються відходами виробництва. Ці дії знищують багатьох мешканців тваринного і рослинного світу; забруднюють прісну воду нафтою та відходами нафтопродуктів, речовинами органічного і мінерального походження; забруднюють грунт токсичними речовинами, золою, промисловими відходами, кислотами, сполуками важких металів та ін Також поширені випадки забруднення атмосфери. Атмосфера забруднюється промисловими викидами, що містять оксиди сірки, азоту, вуглецю, вуглеводні, частинки пилу. Такі випадки не поодинокі, тому всі держави серйозно задумалися про контроль дотримання правил природокористування. Створюються спеціальні служби, комітети і т.д. стежать за дотриманням правил природокористування з боку підприємств. Тому нові проекти виробництва повинні проходити екологічну експертизу. Екологічна експертиза - система комплексної перевірки всіх можливих екологічних і соціально-економічних наслідків здійснення проектів і реконструкцій, спрямована на запобігання їх негативного впливу на навколишнє середовище і на вирішення намічених завдань з найменшими витратами ресурсів.

Для розвитку та дотримання правил природокористування, також застосовується екологічна освіта. У багатьох навчальних закладах, у тому числі і в нашому воно теж існує. Питаннями розвитку навколишнього середовища займається екологія - наука про взаємовідносини живих організмів та середовища їх проживання. Раціональне вирішення екологічних проблем можливе лише при оптимальному взаємодії природи і суспільства.

Виходячи з такого стану речей, виробництво продукції та сама продукція не повинні жодним чином забруднювати навколишнє середовище. Тому на підприємствах використовуються різного роду очисні споруди. Методика очищення промислових викидів за характером протікання фізико-хімічних процесів ділять на 4 групи:

  • промивка викидів розчинниками домішок (абсорбція);

  • промивка викидів розчинами реагентів, що пов'язують домішки хімічно (хемосорбція);

  • поглинання газоподібних домішок твердими активними речовинами (адсорбція);

  • термічна нейтралізація газів, що відходять і поглинання домішок шляхом застосування каталітичного перетворення.

При розробці системи резервного електроживлення були дотримані правила природокористування. Дана конструкція не забруднює навколишнє середовище в процесі своєї роботи. При виробництві друкованої плати необхідно дотримуватися техніки безпеки, тоді ніяких шкідливих впливів на навколишнє середовище і людину не буде. При розробці і створенні корпусу можна використовувати будь-який матеріал, що не впливає на навколишнє середовище, тому що пристрій має малі габарити, то й матеріал, що витрачаються на його виготовлення, використовується раціонально і в малих кількостях. Пристрій не випромінює ніяких шкідливих для здоров'я людини і природи випромінювань.

Висновок

У результаті виконання дипломного проекту мною були розроблені структурна і принципова схеми, на основі знань отриманих при вивченні предметів спеціальності «Електронні обчислювальні засоби». При розробці дипломного проекту знадобилися не тільки знання спеціальних предметів, таких як «Радіоелектроніка», «Теоретичні основи електротехніки», «Експлуатація та ремонт ЕВС», «Периферійні пристрої», «Конструювання ЕВС», а й деяких загальноосвітніх - «Креслення», « Охорона навколишнього середовища та енергозбереження »,« Охорона праці »,« Економіка ».

У ході проробленої роботи були розроблені функціональні вузли панелі і забезпечені взаємозв'язку між ними ..

Також хочу відзначити, що проектуються мною система резервного електроживлення позитивно обгрунтована з усіх сторін життєво необхідних чинників, економічної ефективності застосування, матеріалосбереженія, енергозбереження, швидкодії і звичайно ж експлуатаційних якостей.

Література

  1. Аналогові інтегральні схеми: Довідник / А.Л. Буличов, В.І. Галкін, В.А. Прохоренко - Мн.: Білорусь, 1993 .- 382с.

  2. Аналогові і цифрові інтегральні мікросхеми / За редакцією С.В. Якубовського. - М.: Радіо і зв'язок, 1984.

  3. Діоди: Довідник / О.П. Григор'єв, В.Я. Замятін, Б.В. Кондратьєв, С.Л. Пожидаєв. - М.: Радіо і зв'язок, 1990 .- 336с.

  4. Достанко А.П. Технологія радіоелектронних пристроїв і автоматизація виробництва. - Мн.: Вища школа, 2002.

  5. Кожекін Г.Я., Синиця Л.М. Організація виробництва.: Навчальний посібник. - Мн.: ІП «Екоперспектіва», 1998.

  6. Лаврус В.С. Батарейки та акумулятори. - К.: Hаука і техніка, 1995.

  7. Лосєв В.В., Мікропроцесорні пристрої обробки інформації. Алгоритми цифрової обробки: Учеб. посібник для вузів. / Мн.: Виш.шк., 1990

  8. Манойлов В.Є. Основи електробезпеки. - Л.: Енергатоміздат, 1985.

  9. Методичні вказівки до виконання організаційно-економічного розділу дипломного проекту для студентів спец. 20.05 "Промислова електроніка", Гомель 1990.

  10. Однокристальних мікроЕОМ. Довідник / Борикін В.Є. - Мінськ. 1994.

  11. Однокристальних мікроЕОМ. М.: МІКАП, 1994.

  12. Напівпровідникові прилади: Транзистори широкого застосування: Довідник / В.І. Галкін, А.Л. Буличов, П.М. Лямін. - Мн.: Білорусь, 1995.-383с.

  13. Резистори, конденсатори, трансформатори, дроселі, комутаційні пристрої РЕА: справ. / М.М. Акімов-Мн.: Білорусь, 1994.

  14. Довідковий посібник по мікропроцесорах і мікроЕВМ. / Под ред. Л. Н. Преснухін. - М.: Висш.шк., 1998.

  15. Скляров В.А. Мова C + + та об'єктно-орієнтоване програмування. - Мінськ: Вишейшая школа, 1997.

  16. Фонталін М.М. Розрахунки економічної ефективності в дипломах і курсових роботах Мн.: Вища школа, 1984р.

  17. Цифрові інтегральні мікросхеми: Справ. / М.І. Богданович, І.М. Грель, В.А. Прохоренко, В.В. Шалімов. - Мн.: Білорусь, 1991 .- 493с.

  18. ГОСТ 2.105-95. ЕСКД. Загальні вимоги до текстових документів.

  19. ГОСТ 19.701-90. ЕСПД. Схеми алгоритмів, програм, даних і систем.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Диплом
224.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Розробка системи подачі електроживлення за розкладом
Електроживлення пристроїв
Проектування електроживлення на судні
Аналіз вимог, висунутих до автономних систем електроживлення
Регулювання і стабілізація напруги і струму джерел зовнішнього електроживлення
Аналіз вимог, висунутих до автономних систем електроживлення з урахуванням забезпечення електромагнітної
Розробка системи теплопостачання
Розробка системи зі збору інформації
Розробка автоматизованої інформаційної системи
© Усі права захищені
написати до нас