На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Система управления бытовой стиральной машиной

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 17.09.2012. Сдан: 2011. Страниц: 12. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 
Введение 

           В данном курсовом проекте  представлена разработка блока управления стиральной машиной, который обеспечивает полностью автоматизированный процесс стирки при различных режимах, различных температур воды и различных режимах отжима белья. Задание режима стирки и количество оборотов при отжиме должно задаваться с панели управления. Так же текущее состояние стирки должно отображаться на панели управления.
           Автоматические стиральные машины предназначены для стирки белья по заданной программе. Замачивание, стирка и полоскание осуществляются механическим перемешиванием белья, помещенного в барабан. Как правило, барабан имеет три ребра для лучшего перемешивания белья в процессе стирки, а также перед программой отжима. Отжим белья осуществляется в том же барабане, но при вращении барабана с большими оборотами. Все процессы стирки, полоскания, отжима, регулирования заданной программы и температуры, сушки - выполняются автоматически. Автоматические стиральные машины работают от сетей холодного и горячего водоснабжения, а также электрической сети. Современные схема принципиально отличаются от выпускающихся ранее стиральных машин по конструкции и сложности. В них используются сложные элементы автоматики и электроники, ранее никогда не применяемые. Большой выбор программ позволяет хорошо отстирать белье разной степени загрязненности из тканей различного состава, и, не снижая степени износа. 

 

    Теоретическая часть
 
1.1 Описание стиральной машины 

           Внутри корпуса  стиральной машины установлен бак, с закрепленным на нем электродвигателем привода барабана. На передней части бака находятся противовесы, а сам бак подвешен на двух или четырех цилиндрических пружинах, которые крепятся к упорам корпуса. К нижней части бака приварены пластины. К этим пластинам крепится электродвигатель и амортизаторы. Амортизаторы служат для уменьшения вибрации машины.
           Основные узлы и  агрегаты стиральной машины, а также  их функции:
    электромагнитный клапан - залив воды;
    электродвигатель (мотор стирки, привод барабана) - вращение барабана;
    крестовина бака - в ней находится подшипниковый узел, в котором вращается барабан, а сама крестовина крепится к баку;
    ремень - передает вращение от электродвигателя к барабану;
    сливной насос - слив воды из бака в канализацию;
    нагревательный элемент (тэн) - нагрев воды в баке;
    температурный датчик - контроль температуры нагрева воды;
    электронный блок управления (электронный модуль) - вращение барабана с различными оборотами, а также реверсивное вращение барабана;
    датчик блокировки загрузочного люка - блокировка загрузочного люка во время выполнения программ;
    индикаторы режима работы;
 
 

1.2 Функциональная спецификация 

     
    Вход
     1. Режим работы
     2. Кнопка запуска (включение питания)
     3. Количество оборотов при отжиме
        Датчик температуры воды
        Датчик блокировки двери
    Выход
      Нагревательный элемент
      Блокировка двери
      Индикатор режима
      Насос
      Двигатель
      Клапан залива
    Функции
      Проверка концевого датчика закрытия дверцы и блокировка/разблокировка дверцы в случае если концевой датчик замкнут
      Возможность проведения стирки в одном из семи доступных режимов
      Управление двигателем барабана (возможность установки одного из восьми скоростных режимов)
      Световая индикация текущего состояния стиральной машины (6 состояний)
      Управление клапаном залива воды (открытие/закрытие)
      Включение/выключение насоса залива воды
      Управление нагревательным элементом для установления одного из двух возможных температурных режимов стирки
 
 

     
     

     Рис. 1. Структурная схема 

 

1.3 Элементная база 

     1.3.1 Датчик температуры воды 

           Накладной датчик ОВЕН дТС3225-Pt1000.В2 предназначен для измерения  температуры воды в трубопроводах систем отопления и вентиляции. Датчик устанавливается на трубопровод, крепление осуществляется с помощью хомута.
           Для улучшения теплопроводности имеет медную пластину, изогнутую под соответствующий диаметр трубопровода.
           Для подключения  кабеля в корпусе предусмотрено  отверстие, которое закрывается  заглушкой.
           Технические характеристики указаны в таблице 1: 

     Таблица 1. Технические характеристики датчика температуры воды
Температура среды –50…+120 °С
Тип сенсора Pt1000 РСА1.2010.10L
Диаметр трубопровода:  
– номинальный 40 мм или 11/4"
– минимальный 20 мм или 1/2"
– максимальный ограничен только размером хомута
Схема подключения двухпроводная
Степень защиты IP54
 
 
 
 

           Габаритный чертеж: 

     

     Рис. 2. Накладной датчик температуры  ОВЕН дТС3225-Pt1000.В2 

     1.3.2 Нагревательный элемент 

           Трубчатые электронагреватели служат для преобразования электрической  энергии в тепловую и применяются  в промышленных установках и бытовых приборах. На оболочке ТЭН отсутствует напряжение, поэтому их можно эксплуатировать при непосредственном контакте с нагреваемой средой, в отличии от большинства других нагревательных элементов. ТЭНы могут быть двухконцевыми и одноконцевыми (патронными).
           ТЭН (рис. 3.а) двухконцевой состоит из тонкостенной металлической  оболочки (сталь 08 Ю или нержавеющей - сталь 12Х18Н10Т), выполненной из трубы  соответствующего диаметра (8-16 мм) ,внутри размещена спираль высокого сопротивления (нихром), прикрепленная к контактному стержню. Между спиралью и трубой находится диэлектрический наполнитель, имеющий высокий коэффициент теплопроводности (периклаз). Торцы ТЭН (рис.3.б) герметизируются термостойким лаком, контактные стержни изолируются керамическими изоляторами. 

 

      Устройство ТЭН:
     

     Рис.3.а. ТЭН двухконцевой
     

     Рис. 3. б. ТЭН двухконцевой 

     1.3.3 Микроконтроллер 

           В настоящее время  среди всех 8-разрядных микроконтроллеров - семейство MCS-51 является несомненным  лидером по количеству разновидностей и компаний, выпускающих его модификации. Оно получило свое название от первого представителя этого семейства - микроконтроллера 8051, выпущенного в 1980 году на базе технологии HMOS. Удачный набор периферийных устройств, возможность гибкого выбора внешней или внутренней программной памяти и приемлемая цена обеспечили этому микроконтроллеру успех на рынке.  

           Важную роль в  достижении такой высокой популярности семейства 8051 сыграла открытая политика фирмы Intel, родоначальницы архитектуры, направленная на широкое распространение лицензий на ядро 8051 среди большого количества ведущих полупроводниковых компаний мира.
           В результате на сегодняшний  день существует более 200 модификаций  микроконтроллеров семейства 8051, выпускаемых  почти 20-ю компаниями. Эти модификации включают в себя кристаллы с широчайшим спектром периферии: от простых 20-выводных устройств с одним таймером и 1К программной памяти до сложнейших 100-выводных кристаллов с 10-разрядными АЦП, массивами таймеров-счетчиков, аппаратными 16-разрядными умножителями и 64К программной памяти на кристалле. Каждый год появляются все новые варианты представителей этого семейства. Основными направлениями развития являются: увеличение быстродействия, снижение напряжения питания и потребления, увеличение объема ОЗУ и FLASH памяти на кристалле с возможностью внутрисхемного программирования, введение в состав периферии микроконтроллера сложных устройств типа системы управления приводами, CAN и USB интерфейсов и т.п.
           Все микроконтроллеры из семейства MCS-51 имеют общую систему команд. Наличие дополнительного оборудования влияет только на количество регистров специального назначения.
           Основными производителями  клонов 51-го семейства в мире являются фирмы Philips, Siemens, Atmel, Dallas, Temic, Oki, AMD, MHS, Gold Star, Winbond, Silicon Systems и ряд других.
           Для данной задачи –  разработки блока управления стиральной машиной - микроконтроллер этого  семейства является оптимальным, так  как сочетает в себе большие возможности  управления, необходимые для решения  поставленной нами задачи. А так же при серийном выпуске данного изделия большую роль будет играть его малая стоимость, высокую надежность работы.
           Микроконтроллер Сygnal С8051F064 (сравнительная характеристика показана в таблице 2).
           Ядро выполняет  до 70% инструкций за 1-2 машинных такта. Таким образом, ядро, работающее фактически на частоте тактового генератора обеспечивает производительность 25 MIPS миллионов операций в секунду. Преимущество в производительности достигает нескольких десятков раз по сравнению с аналогами [3].
           Ядро содержит 4 шестнадцати  битных таймеров общего применения.
           Расширенный контроллер прерываний ядра семейства С8051F0xx может  обслужить 21 источник прерываний, в  отличие от 7 у стандартного ядра 8051. Это позволяет повысить общую  производительность системы за счет обслуживания прерываний от многочисленных аналоговых узлов и освобождения мощности процессора для основной задачи.
           На кристалле имеется  аналого-цифровой преобразователь ADC с  разрядностью 12 бит, оснащенный программно-управляемыми входным усилителем и аналоговым мультиплексором. Для входного усилителя может быть программно установлен коэффициент усиления, равный 16, 8, 4, 2, 1 или 0,5. Аналоговый мультиплексор на 8 входов может быть настроен как однополярный или с дифференциальным входом. Аналого-цифровой преобразователь не имеет «пропущенных» кодов и имеет погрешность ±1 младший разряд. Имеется возможность генерации прерываний при изменении значения аналогового сигнала. Имеются два быстродействующих (время установления 10 мкс) цифро-аналоговых 12-разрядных преобразователя DAC с выходом по напряжению [1].
           Все входы и выводы совместимы с внешними пятивольтовыми микросхемами.
           В данной модели 32 линии  ввода/вывода.
           Микроконтроллеры C8051F0xx обладают достаточно хорошим быстродействием  и относительно малой скоростью АЦП и предназначены для типовых бюджетных приложений.
     Таблица 2. Преимущества микроконтроллера SiLabs
  МК с  АЦП АЦП
Производитель SiLabs Analog Devices Texas Instruments Texas Instruments Linear Technology Analog Devices Analog Devices Cirrus Logic Cirrus Logic
Наименование C8051F350 ADuC847 MSC1210 ADS1242 LTC2445 AD7730 AD7714 CS5522 CS5532
Частота выборки 1 ksps 1,3 ksps 1 ksps 15 sps 8 ksps 1,2 ksps 1 ksps 600 sps 3,8 ksps
Эффективная разрешающая способность, бит 17 из 24 16 из 24 18,5 из 24 16 из 24 21 из 24 17 из 24 12 из 24 15 из 24 20 из 24
Усилитель с программируемым усилением 1:128 1:128 1:128 1:128 - 1:128 1:128 1:100 1:64
Каналов АЦП 8 10 8 8 8 2 5 4 4
Процессор 8051 8052 8051 - - - - - -
Максимальная  производительность МК, MIPS 50 12 8 - - - - - -
Энергопотребление, мВт 0 00 0 6 55 125 7 12 80
Размер  корпуса, мм2 25 64 144 43,5 35 36 36 62 62
Розничная цена*, долл. США 0,4 0,9 6,3 2 9,6 15,6 15,9 12,6 14,7
 
           Из таблицы 2 видны  следующие преимущества микроконтроллера SiLabs:
           - хорошие характеристики  встроенного АЦП - 17 разрядов эффективной  разрешающей способности; 
           - большая производительность  процессорного ядра C8051F350 по сравнению  с аналогами от Analog Devices (ADuC847) и  Texas Instruments (MSC1210);
           - меньшее энергопотребление, маленький размер корпуса;
           - низкая цена.
           Ключевые характеристики, по которым микроконтроллеры SiLabs превосходят  изделия других производителей: миниатюрные  размеры корпуса микроконтроллеров, имеющих на борту АЦП и ЦАП; самая высокая производительность для 8-разрядных микроконтроллеров; ЦАП и АЦП на кристалле превосходят по своим характеристикам аналогичные микроконтроллеры других производителей, их можно сравнивать только с дискретными микросхемами. 

           Также немаловажным в выборе данного микроконтроллера фактором послужило большое количество доступной технической информации на русском языке.
           На сегодняшний день микроконтроллеры фирмы Silicon Laboratories:
           1. Имеют наилучшие  аналоговые подсистемы, включающие  аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, аналоговые мультиплексоры, программируемые усилители, источники опорного напряжения, масштабирующие узлы кодов аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, аналоговые компараторы питания, линейные регуляторы напряжения и мониторы питания.
           2. Имеют наиболее  богатую цифровую периферию, включающую  один или два последовательных  интерфейса UART, интерфейсы SMBus (I2C), SPI, USB, CAN, параллельные аппаратные интерфейсы  внешней памяти, охранный таймер WDT, от 3 до 6 каналов программируемого счетчика-массива PCA, расширенную систему прерываний (до 22 векторов прерываний), большой набор таймеров и тактовых генераторов. Некоторые модели имеют также аппаратные умножители чисел.
           3. Микроконтроллеры  фирмы SiLabs имеют максимальную  производительность среди 8-разрядных х51-совместимых микроконтроллеров (от 25 до 100MIPS);
           4. Все микроконтроллеры  имеют малое энергопотребление  (0.3-0.6 мА/MIPS) и низкое напряжение  питания, от 2,7 до 3,6 В. 
           5. Все микроконтроллеры  имеют широкий диапазон рабочих  температур от -40?С до +85?С.
           6. Микроконтроллеры  выпускаются в сверхнизких малогабаритных  корпусах TQFP, LQFP и MLP с размерами  от 16х16 мм (TQFP-100) до 3х3 мм (MLP-11).
           Таким образом, микроконтроллеры фирмы Silicon Laboratories являются идеальным  выбором для широкого спектра микроконтроллерных изделий. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1.3.4 Насос 

           Сливной насос предназначен для слива воды и моющего раствора из стиральной машины или посудомоечной  машины. Как правило, насос приводится в действие двигателем. В настоящее  время широко используются насосы магнитного типа. 

           Таблица 3. Различные  модели сливных насосов
Описание Изображение
Сливной насос Фирма: Plaset
Страна: Italy
Сливной насос  для стиральных машин 220-240Vac 50Hz 30W CI.F Mod.72710
Цена: 310 руб
Сливной насос Фирма: Plaset
Страна: Italy
Сливной насос  для стиральных машин 220-240Vac 50Hz 34W CI.F Mod.50700
Цена: 220 руб 
Сливной насос Фирма: ASKOLL
Страна: Italy
Сливной насос  для стиральных машин 230-240Vac 50Hz 0,2A 40W CI.F Mod.M-105
Цена: 220 руб
 
Сливной насос Фирма: ASKOLL
Страна: Italy
Сливной насос  для стиральных машин 230-240Vac 50Hz 0,22A 30W CI.F Mod.M-50
Цена: 350 руб 
Сливной насос Фирма: ASKOLL
Страна: Italy
Сливной насос  для стиральных машин 230Vac 50Hz 2A 30W CI.F Mod.R-050
Цена: 365 руб 
Сливной насос Фирма: GRE
Страна: Italy
Сливной насос  для стиральных машин 230V 50Hz 33W 0.22A
Цена: 378 руб 
Сливной насос Фирма: COPRESI
Страна: Italy
Сливной насос  для стиральных машин 220-240V 50Hz 30W 0.2A
Сливной насос Фирма: MAINOX
Сливной насос  для стиральных машин 220-240V 50Hz 30W 0.2A 1.0m 20L/Min
 
           Все приведенные  в таблице 3 насосы имеют практически  одинаковые характеристики, поэтому  выбор обуславливается стоимостью и необходимой мощностью. Руководствуясь этими показателями, выбран сливной насос CI.F Mod.50700 фирмы Plaset (Италия). 

           1.3.5 Двигатель 

           Электродвигатели  вращают барабан стиральной машины при всех режимах работы. Крутящий момент от шкива электродвигателя передаётся посредством приводного ремня к шкиву барабана стиральной машины. Различаются двигатели асинхронного и коллекторного типа. Асинхронные двигатели, как правило, взаимозаменяемы без переделок или с небольшими переделками (например, перепрессовка шкива). Естественно это справедливо при одинаковой или близкой мощности заменяемых двигателей.
           Коллекторные двигатели  используются на машинах с большой  скоростью вращения барабана в режиме отжима. Преимущество коллекторных двигателей в том, что есть возможность плавного управления скоростью вращения. Регулировка осуществляется с помощью блока управления. Коллекторные двигатели, как правило, невзаимозаменяемые.
           Исходя, и выше написанного  выбираем асинхронный двигатель. Асинхронный  электродвигатель, электрическая асинхронная  машина для преобразования электрической энергии в механическую. Принцип работы асинхронного электродвигателя, основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля, возникающего при прохождении трёхфазного переменного тока по обмоткам статора, с током. Индуктированным полем статора в обмотках ротора, в результате чего возникают механические усилия, заставляющие ротор вращаться в сторону вращения магнитного поля при условии, что частота вращения ротора n меньше частоты вращения поля n1 . Ротор совершает асинхронное вращение по отношению к полю.
           Стоимость зарубежных двигателей как правило существенно  выше отечественных, поэтому останавливаемся  на отечественных асинхронных двигателях.
           Асинхронные двигатели  компании “ОвенКомплектАвтоматика” (рис. 4) обладают следующими преимуществами :
           - высокие энергетические (КПД, соs (j) и механические (пусковой и максимальный моменты) показатели;
           - виброаккустические  характеристики: применение конверсионных  технологий и установке малошумных  подшипников обеспечивают среднее  квадратическое значение виброскорости 1,8 мм/с по ГОСТ 20815 и соответствие среднего уровня звука 4 классу по ГОСТ 16372;
           - степень защиты двигателей 1Р 54 по ГОСТ 17494 (по заказу 1Р55), класс изоляции Р;
           - степень защиты  токоввода 1Р 55;
           - многообразие конструктивных, электрических и климатических исполнений, наличие температурной защиты,
           - возможность изготовления на все стандартные напряжения в соответствии
           с 1ЕС 38: 220/380, 230/400, 240/415, 380/660 В;
            - современный дизайн и эргономичность.
     Рис. 4. Асинхронные двигатели компании “ОвенКомплектАвтоматика» 
 
 
 
 
 
 

           Таблица 4. Технические  характеристики различных моделей  двигателей
Типоразмер Мощность, кВт
Частота вращения
об/мин
КПД %
Cos ? Мпуск Мном
  Mmax
Мном
 Iпуск Iном
Средний уровень
звука,
дБ(А)
Масса, кг,
IM1081
 АИР 80 А2  1.5 3000 82.0  0.85  2.2  2.6 6.5 65  12.4
 АИР 80 В2  2.2  3000  83.0  0.87  2.1  .6  6.4  65  15.0
 АИР 90 L2  3.0  3000  84.0  0.90  2.3  2.6  7.0  68  19.6
 АИР 100 S2  4.0  3000  84.0  0.88  2.0  2.2  6.0  77  22.8
 АИР 80 A4  1.1  1500  76.5  0.77  2.2  2.4  5.0  56  12.6
 АИР 82 B4  1.5  1500  77.0  0.81  2.2  2.3  5.3  58  14.2
 АИР 90 L4  2.2  1500  81.5  0.82  2.0  2.3  6.0  58  18.6
 АИР 100 S4  3.0  1500  80.0  0.74  1.8  2.2  6.0  69  21.6
 АИР 80 A6  0.75  1000  71.0  0.71  2.1  2.2  4.0  55  12.3
 АИР 80 B6  1.1  1000  75.0  0.74  2.2  2.3  4.5  55  15.3
 АИР 90 L6  1.5  1000  78.5  0.72  2.0  2.3  5.0  55  19.0
 АИР 100 L6  2.2  1000  77.0  0.74  1.8  2.2  6.0  67  23.3
 АИР 80 A8  0.37  750  63.5  0.59  2.0  2.3  3.5  5 12.1
 АИР 80 B8  0.55  750  65.0  0.60  2.0  2.1  3.5  55  13.0
 АИР 92 LA8  0.75  750  72.5  0.71  1.5  2.0  4.0  57  17.7
 АИР 90 LB8  1.1  750  76.0  0.72  1.5  2.0  4.5  57  20.5
      
           Для выполнения требуемых  задач наилучшим образом подходит двигатель АИР 80 A4. Монтажное исполнение данной модели показано на рис. 5. 

     

     Рис. 5. Двигатель АИР 80 А4 

     1.3.6 Датчик блокировки двери 

           Для определения  открытого/закрытого положения дверцы стиральной машины используется концевой датчик. Для решения данной задачи был выбран концевой датчик серии MK 12 компании Eltron (рис. 6). 

     

     Рис. 6. Концевой датчик серии МК 12 компании Eltron 

     Датчик  с монтажными отверстиями для  крепежа на болтах.
     Применение:
     - позиционные и концевые датчики,
     - промышленное использование 

     1.3.7 Клапан залива 

           Клапан залива предназначен для подачи воды от водопроводной  сети. Они приводятся в действие электромагнитом. На входе клапана налива устанавливается фильтр для удаления примесей из воды. 

           Таблица 5. Различные  модели клапанов залива
Название Фирма Цена, руб. Изображение
Заливной  клапан ARISTON-INDESIT 1000
Заливной  клапан DAEWOO 1000
Заливной  клапан ARISTON-INDESIT 800
Заливной  клапан ARISTON, INDESIT 800
Заливной  клапан ARISTON, INDESIT 750
Заливной  клапан ARISTON-INDESIT 750
Заливной  клапан SAMSUNG 700
Заливной  клапан Универсальный 800
Заливной  клапан Универсальный 300
Заливной  клапан Универсальный 300
 
           Руководствуясь данными  приведенными в таблице 5, а также  тем, что разрабатываемый блок управления рассчитан на стиральные машины с  подводом только холодной воды, выбираем один из самых дешевых универсальных клапанов. 

     1.3.8 Замок 

           Электрозамки предназначены для дистанционного открывания двери подачей электрического сигнала и используются совместно с домофонами, кодовыми панелями, считывателями карточек различных типов и другими устройствами контроля доступа. Электрозамки делятся на два класса: электромагнитные и электромеханические. Электромагнитный замок удерживает дверь в закрытом состоянии за счет усилия электромагнита. Электромеханический замок имеет механический ригель, удерживающий дверь в закрытом состоянии, а управление этим ригелем осуществляется относительно маломощным соленоидом. Электрозащелки представляют собой ответную часть замка и используются совместно с обычным механическим замком. При подаче управляющего напряжения разблокируется фиксатор электрозащелки и дверь может быть открыта при выдвинутом положении ригеля механического замка. Электромагнитные замки обладают большей надежностью за счет отсутствия относительно быстро изнашиваемых механических частей.
           Для данной работы наилучшим  образом подходит электромагнитный замок малой мощности с питающим напряжением 5 Вольт. Стоимость и характеристики таких замков различных производителей приблизительно одинаковы.
     1.4 Принципиальная электрическая схема 

     

     Рис. 7. Принципиальная электрическая схема 

     КД  – концевой датчик блокировки двери
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.