close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Kursach(10)

код для вставкиСкачать
 Раздел 1. Общая часть
1.1 Введение
В дорогих спортивных тахометрах реализовано устройство, которое позволяет гонщику не рассматривая показания тахометра, вовремя переключать передачи. Проще говоря это просто большая лампочка, которая вспыхивает, когда уже пора... Но как приделать светодиод к тахометру? Принцип работы следующего устройства прост. На микросхеме К561ТМ2 собран преобразователь частота-напряжение. То есть чем больше частота вращения коленвала, тем больше напряжение на выходе. На транзисторах VT1-VT3 собран триггер Шмитта, который переключается при определенном напряжении на конденсаторе C2, которое устанавливается резистором R6. В качестве индикатора максимального числа оборотов используется 10мм светодиод красного цвета.
Сам электронный блок довольно прост в изготовлении и начинает работать сразу после включения. Только потребуется регулировка резистором частоты, при которой загорается светодиод. Можно конечно подстроечный резистор R6 заменить переменным приличного вида и вывести его на щиток приборов, чтобы можно было регулировать момент включения светодиода простым поворотом ручки. Транзисторы используются самые дешевые и доступные КТ315. Резистором R9 можно подобрать желаемую яркость свечения светодиода, но чрезмерно уменьшать сопротивление не стоит, так как может сгореть светодиод и транзистор.
1.2 Анализ технического задания
Основная часть устройства выполнена на печатной плате, при этом обеспечена полная изоляция элементов друг от друга, между областями, которые не должны контактировать. Все устройство помещено в корпус из диэлектрического материала. Габаритные размеры разрабатываемого устройства небольшие, что делает его удобным в использовании.
Микросхема исполнена для работы в умеренном климате с температурой от -45°С до +40°С. Может использоваться, как в помещении, так и на открытом воздухе, является переносным.
С кален вала приходит частота на тахометр. Параллельно подключена лампа вспышка, на микросхеме К-561TM2 выполнен преобразователь частоты- напряжение, где на выходе идет пропорциональная зависимость выходного напряжения от входной частоты, все это дело представляет собой одновибратор, который вырабатывает прямоугольный импульс фиксированной длительности, который замыкает ключ. При этом начинается зарядка конденсатора С с генератора постоянного тока. Чем чаще поступают импульсы, тем выше будет потенциал на выходе схемы. Так как между импульсами конденсатор разряжается через резистор, то потенциал на выходе может не только расти, но и падать, следуя за частотой входных импульсов. На транзисторах собран триггер Шмитта, который представляет собой: электроннаую модель двухпозиционного релейного элемента, статическая характеристика которого имеет зону неоднозначности (петлю гистерезиса). Структурно, триггер Шмитта представляет собой усилитель с достаточно большим коэффициентом усиления, охваченный глубокой положительной обратной связью. Фазовая траектория (статическая характеристика) триггера Шмитта представляет собой прямоугольную петлю гистерезиса. (Он и позволяет использовать триггер в качестве формирователя прямоугольных импульсов из входного напряжения, в частности, из синусоидального. Неоднозначность статической характеристики позволяет утверждать, что триггер Шмитта, как и другие триггеры обладает свойством памяти - его состояние в зоне неоднозначности определяется предысторией - ранее действовавшим входным сигналом. С2 ,- который заряжается после микросхемы(R6 регулирует заряд, накопленный на нем,) и открывает этот триггер, В результате чего, на выходе триггера образуется сигнал, а он то и зажигает светодиод.
1.3 Разработка структурной схемы При разработке структурных схем используются следующие методы:
1. Эвристический метод - основан на накопленном опыте, анализе технической литературы и интуитивных соображений. На основе их анализа создаётся несколько моделей структурных схем, из них выбирается самая надёжная, самая простая, самая дешёвая.
2. Математический метод - на основе исходных данных создаётся модель - математическое описание внешних воздействий. Проводится анализ модели, в который входит математический расчёт, моделирование на ЭВМ, испытание макетов. Выбирается модель, имеющая оптимальные показатели качества.
3. Функциональное наращивание. На основе технического задания составляется перечень функций, которые должно реализовывать разрабатываемое устройство. В соответствии с функциями приводится перечень устройств реализующих эти функции и строится структурная схема.
Данное устройство имеет следующие блоки:
а) f/u-преобразователь частота/напряжение
б) T-тригер
в) УИ-устройство индикации
г) Ист.пит.-источник питания
1.4 Разработка электрической принципиальной схемы Задача разработки схемы электрической принципиальной проектируемого устройства является выбор и обоснование принципиальных схем каскадов для реализации структурной схемы.
Вначале производится анализ известных схемных решений проектируемого каскада. На основании анализа исходных данных и принятой структурной схемы выбирается наиболее подходящая электрическая схема. Критерии выбора: простота, надежность, дешевизна при выполнении заданных требований.
1.5 Выбор элементной базы
Выбор ЭРЭ должен быть сделан так, чтобы обеспечить надежную работу узла, каскада, блока питания в целом. При этом необходимо стремиться к выбору недорогих элементов, имеющих широкое применение в современной радиоаппаратуре, к максимальной микросхемизации разрабатываемого узла и добиваться максимальной простоты сборки и электрического монтажа, регулировки и эксплуатации. Все электрорадиоэлементы выбираются по справочной литературе и техническим условиям.
1) Интегральная микросхема выбирается:
а) по функциональному назначению;
б) по рабочему диапазону частот;
в) по рабочему напряжению;
г) по потребляемому току;
д) по температурной стабильности параметров.
2) Резисторы выбираются по:
а) величине рассеиваемой мощности;
б) типу проводящего слоя;
в) максимальному рабочему напряжению;
г) классу точности;
д) по температурному коэффициенту сопротивления.
3 Конденсаторы выбираются по:
а) типу; б) номинальному напряжению;
в) классу точности;
г) температурному коэффициенту ёмкости.
Исходя из выше перечисленных критерий, выбираем ЭРЭ для проектируемого устройства :
1) Интегральная микросхема К-561TM2
Время задержки 50 нс(типовое), мощность потребления 0,4 мкВт/вентиль, напряжение питания 3-15 В
2 D-триггера
2) Резисторы:
R1=100 кОм, 0.125 Вт;
R2=1 кОм, 0.125 Вт;
R3=33кОм, 0.125 Вт;
R4=3,3кОм,0.125Вт;
R6=680Ом, 0.125 Вт;
R7=10кОм,0.125Вт;
3) Конденсаторы:
С1=22мкФ;
С2=0.068мкФ;
С3=10мкФ;
4)Диоды:
VD1-КД522
VD2-КД522
Раздел 2. Расчетная часть.
2.1 Расчёт транзисторного ключа
1. Расчёт статического коэффициента передачи тока эмиттера α
α=β/(1+ β)
α=100/101=0.99
2.Расчёт требуемого тока коллектора Iк (ток нагрузки)
Iк=(Eп-Uост)/Rк
Iк=(12-0,4)/3300=3.51mA
1. Расчёт требуемого тока эмиттера Iэ
Iэ=Iк/α
Iэ=0.00351/0.99=0.00353A=3.53mA
2. Расчёт требуемого тока базы Iб (тока управления)
Iб=Iк/β
Iб=0.00351/100=0.0000351=35,1mkA
3. Расчёт температурного потенциала φт
φт =(K*T/e)=(RT/F)
φт=8.314*298/9.6484*104=0.026
6.Расчёт сопротивления вывода эмиттера rе
rе=ψт/Iэ
rе=0.026/0.00353=7.4Ом
7.Расчёт ограничивающего резистора Rб
Rб=(Uвх- φт- ψт)/Iб
Rб=(1-0.4-0.026)/0.0000351=16.4кОм
8.Расчёт мощности ограничивающего резистора Rб
Prб=Iб2*Rб
Prб=0.00003512*16400=1232*10-6*16.4*103=20.2Вт
9. Расчёт входного сопротивления транзисторного ключа Rвхтк
Rвхтк= Rб+( β+1)* rе
Rвхтк=16400+(100+1)*7.4=122кОм
Раздел 3. Экспериментальная часть 3.1. Описание конструкции "Лампа вспышка в тахометр"
Размеры устройства в корпусе составляют 75x30x15 мм, масса 0,01 кг. Электрорадиоэлементы закреплены на печатной плате с помощью пайки Для создания печатных плат используется диэлектрик (в данном случае текстолит), покрытый медной фольгой толщиной 35-50 мкм. Процесс изготовления изоляционной платы с печатным монтажом состоит из двух операций:
1. Создание изображения печатных проводников.
2. Создание токопроводящего слоя на изоляционном основании.
Широкое распространение получили три способа создания токопроводящего слоя:
1. химический, при котором выполняется травление незащищенных участков фольги на поверхности диэлектрика (данный метод применялся в ходе работы).
2. электрохимический, при котором осуществляется химическое осаждение, на поверхности диэлектрика создается слой металла толщиной 1-2 мкм, наращиваемый затем гальваническим способом до нужной толщины.
3. комбинированный, сущность которого состоит из сочетания первых двух. При использовании комбинированного метода проводники получают травлением фольги, а металлизированные отверстия - электрохимическим методом.
Установка элементов:
Технологический процесс установки элементов на печатной плате состоит из следующих операций: нанесение и сушка флюса, предварительный нагрев платы и элементов, пайка припоем, очистка.
Нанесение флюса на соединяемые поверхности осуществляется различными способами. Наибольшее распространение получили следующие: кистью, погружением, протягиванием, распылением, вспениваем и волной.
Перед пайкой флюс сушится при температуре 80-100°С. Необходимость этого, объясняется тем, что при конструировании жидкого флюса с
расплавленным припоем возникает бурное кипение растворителя флюса с выделением тщательного количества газов, которые отталкивают расплавленный припой от места пайки и ведут к пористости монтажных соединений. Кроме того, предварительный нагрев плат уменьшает тепловой удар, внутренние напряжения в соединениях и коробление ПП.
Типовой технологический процесс сборки PЭA состоит в следующих операций:
1 .Подготовка ЭРЭ к установке их на печатной плате.
2.Подготовка печатной платы.
3 Установка ЭРЭ на печатной плате.
4.Пайка ЭРЭ.
5.Установка и пайка элементов электрических соединителей на печатной плате.
6.Защита печатных узлов от влаги.
Технологический процесс сборки печатной платы включает в себя следующие операции:
1. Проверка покрытия и маркировочных знаков ЭРЭ.
2. Лужение: зачистка и лужение выводов ЭРЭ;
3.Подготовка ЭРЭ: формовка выводов резисторов, транзисторов, диодов, конденсаторов вручную с помощью приспособлений и пинцетов;
4. Комплектование
5. Лакообработка: покрыть лаком плату в соответствии с типовым технологическим процессом.
Разработанное устройство является переносным. 3.2 Проверка работоспособности разработанного устройства
Порядок включения устройства состоит в следующем:
1. Подключить питание(+12v).
2. Подключить к катушке зажигания.
.
Сигнализировать о работоспособности устройства будет следующее:
1. Загорание светодиода на определённых оборотах
Заключение
В ходе проведенных работ была разработана и собрана "Лампа вспышка в тахометр"
В первом разделе "Общая часть" были произведены:
* был произведён анализ технического задания;
* была разработана структурная схема усилителя;
* была разработана электрическая схема;
* был произведён выбор элементной базы.
Также были закреплены навыки в разработке структурной и принципиальной схем, выборе элементной базы. Электрорадиоэлементы были выбраны для обеспечения надежной работы каждого узла. При этом были использованы элементы, имеющие широкое применение, простоту сборки, минимальную стоимость и т.д. Все элементы были выбраны на основании расчетов, изложенных в разделе 2.
Одной из главных задач являлась проверка работоспособности устройства. Устройство полностью удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям, является простым, надежным и экономичным изделием.
Литература
1. Галкин В. И. Начинающему радиолюбителю/ В.И. Галкин. - Мн.: Полымя, 1995. - 414 с.: ил.
2. Интернет-www.avtotuning.by
2
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
51
Размер файла
160 Кб
Теги
kursach
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа