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:


Курсовик Описание схемы самого простого варианта пульта управления. Сущность разработки цепи для определения времени наработки на отказ устройства. Характеристика электрических конденсаторов. Особенности разработки трассировки и компоновки печатной платы.

Информация:

Тип работы: Курсовик. Предмет: Схемотехника. Добавлен: 18.12.2008. Сдан: 2008. Уникальность по antiplagiat.ru: --.

Описание (план):






Содержание
Введение………………………………………………………
…………….
1. Общая часть…………………………………………………
…………...
1.1
. Анализ технического задания……………………………….....
1.2
.Описание схемы электрической принципиальной…………………...
2. Расчетная часть………………………………………………
………......
2.1. Расчет надёжност
и…………………………………………………...
3. Конструкторская часть………………………………………
…………
3.1 Обоснование выбора элементов схемы
…………………………
3.1.1 Обоснование выбора транзисторов
………………………......
3.1.2 Обоснование выбора
диодов……………………………
3.1.3
Обоснование выбора резисторов……………………………..
3.1.4 Обоснование выбо
ра конденсаторов………………………...
3.1.5
Обоснование выбора микросхем……………………………...
3.2
. Обоснование разработки трассировки печатной платы…………….
3.3
. Обоснование разработки компоновки печатной платы………….
Литература……………
……………………………………………………...
Приложение………………………………………………………………….

Введение

К характерной особенности современной техники относится широкое внедрение методов и средств автоматики и телемеханики, вызванное переходом на автоматизированное управление. Непрерывно усложняются функции, выполняемые системами автоматизированного управления, а относительная значимость этих систем в процессе производства непрерывно возрастает.

Развитие автоматизации в народном хозяйстве и во всех областях человеческой деятельности идёт по пути постепенного увеличения комплекса машин и агрегатов, охватываемых одной или взаимосвязанными системами автоматизированного управления, и совершенствованием процессов управления отдельными машинами и агрегатами. Вначале обычно автоматизируется один агрегат или машина, затем группа машин и далее всё более крупный комплекс. Примером может служить переход от автоматизации станка к созданию автоматической линии, цеха-автомата, завода-автомата, группы автоматизированных заводов. Протяжённость коммуникаций возрастает.

В основе любой технической, биологической и социальной системы управления и функционирования лежат информационные процессы, связанные с первичным отбором, сбором, предварительной обработки информации, её передачей, хранением, обработкой, распределением, отображением, регистрацией, считыванием и исполнением команд управления.

Появляются специализированные устройства сбора, передачи, исполнения команд управления. Комплекс этих устройств с передачей информации на расстояние представляет собой систему телемеханики. С укрупнением систем управления и всё большей автоматизацией процессов переработки информации системы телемеханики перерастают в крупные автоматизированные информационные системы. Разработка которых для управления промышленными комплексами идёт в двух направлениях.

Первое направление связано с постепенным усложнением систем телемеханики за счёт как усложнения структур и увеличения потоков информации, так и увеличения удельного веса процессов обработки информации, второе- с внедрение вычислительной техники в управление производством и разработкой для целей оперативного управления комплекса устройств, называемых внешними устройствами вычислительных машин. Система внешних устройств ЭВМ, расположенных на расстоянии, представляет собой в основном систему телемеханики многопроводную или двухпроводную в зависимости от способов передачи информации (включая устройства передачи данных).

В связи с широким развёртыванием работ по созданию крупных автоматизированных информационных систем, работающих с цифровыми вычислительными машинами, получивших название автоматизированные системы управления (АСУ), значение систем телемеханики и потребность в них существенно возрастают. В тех случаях, когда объекты территориально разобщены и требуется автоматическая телепередача информации, системы телемеханики выполняют функции систем автоматического сбора и передачи для АСУ информации с нижних ступеней контроля и управления.

1. Общая часть

1.1. Анализ технического задания

Частота управляющих импульсов (Гц)……………………………..30…35

Напряжение питания пульта управления (В)……………………...4,5…6

Напряжение питания приёмника (В)…………………………………...220

Частота питающей сети (Гц)……………………………………………..50

Максимальная мощность нагрузки (Вт)………………………………..100

Выключателем управляют с помо-щью передатчика ИК импульсов (пульта), по команде которого выклю-ченная в момент ее подачи освети-тельная лампа будет включена, и на-оборот. В прибор встроен дополни-тельный ИК передатчик, что избавляет от необходимости постоянно носить пульт с собой или тратить время на его поиски. Достаточно поднести к выключателю руку на расстояние приблизительно десять сантиметров, и он сработает.

Выключатель реагирует на им-пульсное ИК-излучение, не расшифро-вывая содержащийся в нем код. По-этому подойдет любой пульт ДУ от им-портного или отечественного элек-тронного прибора (например, телеви-зора), причем нажимать можно на кнопку любой команды.

1.2. Описание схемы электрической принципиальной

Схема самого простого варианта пульта управления показана на рис. 1.1. Это -- генератор импульсов на транзи-сторах разной структуры, нагрузкой которого служит излучающий диод ИК-диапазона. Генератор питают от трех-четырех гальванических эле-ментов, команду подают кратковре-менным нажатием на кнопку SB1.

Рис.1.1. Схема электрическая принципиальная ПДУ.

Схема выключателя показана на рис.1.2. Приемник ИК импульсов собран по схеме, подобной применяемой в блоках управления телевизоров "Ру-бин" и "Темп". На транзисторах VT1-VT4 собран усилитель импульсов, в ко-торые преобразует принятое ИК-излу-чение фотодиод VD1, чувствительный к ИК лу-чам. Далее принятый сигнал проходит через активный фильтр с двойным Т-мостом, собранный на транзисторе VT5. Фильтр устраняет помехи от осве-тительных ламп, излучение которых за-хватывает ИК-область спектра и промодулировано удвоенной частотой сети переменного тока. Возможное иногда самовозбуждение этого фильтра устраняют заменой транзистора другим, с меньшим значением h21э.

Отфильтрованный сигнал, пройдя через усилитель-ограничитель на транзисторе VT6 и элементе DD1.1, поступает на накопитель (диод VD4 и цепь R19C12). Параметры элементов накопителя выбраны таким образом, что конденсатор С12 успевает заря-диться до уровня срабатывания эле-мента DD1.2 только за три--шесть принятых импульсов. Это предотвра-щает срабатывание выключателя от одиночных световых импульсов: фото-графических ламп-вспышек, грозовых разрядов. Разрядка конденсатора С12 занимает 1...2 с.

Узел на логических элементах DD1.2, DD1.3, DD1.6, благодаря обрат-ной связи через конденсатор С13, формирует импульсы с крутыми пере-падами уровня, поступающие на счет-ный вход триггера DD2. С каждым из них триггер изменяет состояние. При лог. 1 на выводе 1 триггера открыты транзисторы VT9, VT10 и тринистор VS1. Цепь лампы EL1 замкнута, освещение включено. Свечение двуцветно-го светодиода HL1 - зеленое. В про-тивном случае (лог. 1 на выводе 2 триггepa) освещение выключено, свечение светодиода HL1 - красное. В это же состояние приводит триггер импульс, формируемый цепью C19R24. Таким образом, устраняют самопроизвольное включение освещения после перебоя в подаче электроэнергии.


Встроенный ИК передатчик, со-бранный на элементах DD1.4, DD1.5 генератор импульсов частотой 30...35 Гц позволяет пользоваться выключателем, не имея в руках пульта ДУ. Излучающий диод ВИ установлен рядом с фотодиодом VD1, но отделен от него светонепроницаемой перего-родкой. Излучение диода ВИ направлено в ту сторону, откуда фотодиод его принимает. Выключатель должен сра-батывать от ИК импульсов встроенно-го передатчика, отраженных от ладо-ни, поднесенной на расстояние 5...20 см. Необходимую для этого мощность излучаемых импульсов ус-танавливают, изменяя номинал резис-тора R20.

2. Расчетная часть

2.1. Расчет надежности

Расчет надежности производят на этапе разработки объекта для определения времени наработки на отказ устройства. В результате расчета должны быть определены количествен-ные характеристики надежности объектов. Расчет производится по известным данным об интенсивности отказов элементов, состав-ляющих рассматриваемый объект; в частности, надежность ка-кой-либо сборочной единицы ЭВМ определяется значениями ин-тенсивности отказов ЭРЭ и элементов конструкции, составляющих сборочную единицу.

В настоящее время имеются обширные справочные данные по интенсивности отказов ЭРЭ. Эти данные приводятся для нормаль-ных температурных условий и для определенного электрического режима ЭРЭ.

Для определения среднего времени наработки на отказ произведём расчет надёжности на этапе проектирования. Для расчета задаются ориентировочные данные. В качестве температуры окружающей среды может быть принято среднее значение температуры внутри блока.

Для различных элементов при расчетах надёжности служат различные параметры. Для резисторов и транзисторов это допустимая мощность рассеяния, для конденсаторов допустимое напряжение, для диодов прямой ток.

Коэффициенты нагрузок для элементов каждого типа по напряжению могут быть определены по величине напряжения источника питания. Так для конденсаторов номинальное напряжение рекомендуется брать в 1,5-2 раза выше напряжения источника питания.

Допустимую мощность рассеяния резисторов следует брать в качестве номинального параметра. Фактическое значение параметра надо брать на половину меньше.

Для конденсаторов номинальным параметром в расчете надежности считается допустимые значения напряжения на обкладках конденсатора. В большинстве схем этот параметр не указывается. Его следует выбирать исходя напряжения источника питания.

Для транзисторов номинальный параметр Рк берется и справочников.

Для диодов контролируемый параметр - величина прямого тока (из справочников).

При увеличении коэффициента нагрузки интенсивность возрастает. Она также возрастает, если элемент эксплуатируется в более жестких условиях: при повышенной температуре, влажности, при ударах и вибрациях. В стационарной аппаратуре, работающей в отапливаемых помещениях, наибольшее влияние на надежность аппаратуры имеет температура.

В таблицу 1 заносим данные из принципиальной схемы.

Таблица заполняется по колонкам. В 1-ую колонку заносится наименование элемента, его тип определяется по схеме. Часто в схемах не указывается тип конденсатора, а даётся только его ёмкость. В этом случае следует по ёмкости и выбрать подходящий тип конденсатора в справочнике. Тип элемента заносится во вторую колонку.

В колонку 4 заносится температура окружающей среды.

Далее следует заполнить колонку 6, пользуясь теми рекомендациями, которые были приведены выше.

Студенту, как правило, не известны фактические параметры элемента. Выбирать их надо, руководствуясь рекомендациями таблицы 2.1.

Таблица 2.1

Наименование элемента.
Контролируемые параметры
нагрузки
Импульсный режим
Статический режим
Транзисторы

0,5
0,2
Диоды

0,5
0,2
Конденсаторы

0,7
0,5
Резисторы

0,6
0,5
Трансформаторы

0,9
0,7
Соединители

0,8
0,5
Микросхемы



Зная н определяем фактическое значение параметра и заполняем колонки 5 и 8.

Если н в таблицу для элемента не указано, то следует ставить прочерк или брать н=0,5.

Колонка 7 заполняется по справочнику.

Далее определяется коэффициент влияния (), которое показывает как влияние на интенсивность отказов окружающая элемент температура в связи с коэффициентом нагрузки. Находят () по таблице 2.2.

Таблица 2.2.

TC
Значение при равном
0,1
0,3
0,5
0,8
1
Кремниевые полупроводниковые приборы

20

40

70

0,02

0,05

0,15

0,05

0,15

0,35

0,15

0,30

0,75

0,5

1

1

1


Керамические конденсаторы

20

40

70

0,15

0,30

0,30

0,30

0,30

0,50

0,35

0,50

0,75

0,65

1,00

1,5

1

1,4

2,2
Бумажные конденсаторы

20

40

70

0,35

0,50

0,7

0,55

0,60

1,0

0,70

0,80

1,4

0,85

1,00

1,8

1,0

1,2

2,3
Электролитические конденсаторы

20

40

70

0,55

0,65

1,45

0,65

0,80

1,75

0,75

0,90

2,0

0,90

1,1

2,5

1,0

1,2

2,3
Металлодиэлектрические или металлооксидные резисторы

20

40

70

0,40

0,45

0,50

0,50

0,60

0,75

0,65

0,80

1,00

0,85

1,1

1,5

1,00

1,35

2
Силовые трансформаторы

20

40

70

0,40

0,42

1,5

0,43

0,50

2

0,45

0,60

3,1

0,55

0,90

6,0

1

1,5

10,00

Колонка 10 заполняется из соответствующей таблицы 2.3. (интенсивность отказов о для температуры +20С).

Наименование
Тип
Кол-во
Температура окруж. среды
Фактическое значение параметра
Номинальное значение параметра
Конструктивная характеристика
К
б
л010-6 1/час
лi= б л010-6
лс= лin10-6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Транзистор
КТ315Б
1
40єС
РФ=100мВт
РН=300мВт
Кремниев
0,3
0,2
0,5
0,1
0,1
КТ361Б
1

РФ=100мВт
РН=300мВт
0,3
0,2
0,5
0,1
0,1
КТ3102А
8

РФ=100мВт
РН=300мВт
0,3
0,2
0,5
0,1
0,8
КТ3107И
1

РФ=100мВт
РН=300мВт
0,3
0,2
0,5
0,1
0,1
МП37А
1

РФ=100мВт
РН=300мВт
Герман.
0,3
0,2
0,5
0,1
0,1
Резистор
МЛТ 0,125
33
РФ=80мВт
РН=125мВт
Метал-оксидные
0,5
0,8
0,043
0,034
1,12
Конденсатор
КМ-5Б
13
UФ=9В
UН=50В
Керамич.
0,1
0,3
0,15
0,06
0,78
К50-35
8
UФ=9В
UН=25В
Электрол.
0,3
0,5
0,5
0,25
2,0
Диод
КД522А
3
IПФ=10мA
IПТ=30мA
Кремниев
0,5
0,3
0,05
0,015
0,045
АЛ147А
2


0,5
0,3
0,1
0,03
0,06
КД213А
4
IПФ=0,5A
IПТ=3A
0,2
0,1
0,1
0,01
0,04
КД105Б
4
IПФ=0,2A
IПТ=1A
0,2
0,1
0,1
0,01
0,04
АЛС331А
1


0,5
0,5
0,1
0,05
0,05
КУ202Н
1
IПФ=0,5A
IПТ=2A
0,4
0,3
0,1
0,03
0,03
ФД263
1


0,5
0,5
0,1
0,05
0,05
Трансформатор
ТС-20
1



0,5
0,5
4,2
2,1
2,1
Микросхема

3



0,5
0,5
0,013
0,006
0,018
Пайка







0,03
0,015
0,3

Таблица 2.3.

Наименование элемента
о10-61/час

Микросхемы средней степени интеграции

Большие интегральные схемы

0,013

0,01

Транзисторы германиевые:

Маломощные

Средней мощности

Мощностью более 200мВт

0,7

0,6

1,91

Кремниевые транзисторы:

Мощностью до 150мВт

Мощностью до 1Вт

Мощностью до 4Вт

0,84

0,5

0,74

Высокочастотные транзисторы:

Малой мощности

Средней мощности

0,2

0,5
Транзисторы полевые
0,1

Конденсаторы

Бумажные

Керамические

Слюдяные

Стеклянные

Пленочные

Электролитические(алюминиевые)

Электролитические(танталовые)

Воздушные переменные

0,05

0,15

0,075

0,06

0,05

0,5

0,035

0,034

Резисторы:

Композиционные

Плёночные

Угольные

Проволочные

0,043

0,03

0,047

0,087

Диоды:

Кремниевые

Выпрямительные

Универсальные

Импульсные

0,2

0,1

0,05

0,1

Стабилитроны

Германиевые
0,0157

Трансформаторы:

Силовые

Звуковой частоты

Высокочастотные

Автотрансформаторные

0,25

0,02

0,045

0,06

Дроссели:

Катушки индуктивности

Реле

0,34

0,02

0,08

Антенны

Микрофоны

Громкоговорители

Оптические датчики

0,36

20

4

4,7

Переключатели, тумблеры, кнопки

Соединители

Гнёзда

0,07n

0.06n

0.01n

Пайка навесного монтажа

Пайка печатного монтажа

Пайка объёмного монтажа

0,01

0,03

0,02
Предохранители
0,5

Волноводы гибкие

Волноводы жёсткие

1,1

9,6

Электродвигатели

Асинхронные

Асинхронные вентиляторы

0,359

2,25

Определим произведение коэффициентов влияний:

i = х о, (2.1)

где:

i - произведение коэффициентов влияний;

- коэффициент влияния температуры;

о - интенсивность отказов.

i =0,50,2=0,1

В двенадцатой колонке определяем:

с = i х n, (2.2)

где:

i - произведение коэффициентов влияний;

n - количество элементов.

с=0,11=0,1

Определим среднее время наработки на отказ:

, (2.3)

где:

Тср - среднее время наработки на отказ

с - суммарное значение двенадцатой колонки

с = 7,83

Тср = 1/7,8310-6 = 1,3105 часов

3. Конструкторская часть

3.1 Обоснование выбора элементов схемы

3.1.1 Обоснование выбора транзисторов

В ключевом режиме работает транзистор VT2 ПДУ. Произведём выбор наиболее подходящего полупроводникового прибора из ниже приведённого списка.

Таблица 3.1

Тип транзистора
Обратный ток коллектора
Номинальный прямой ток коллектора
КТ315Б
1мкА
0,3А
КТ101А
1мкА
0,1А
КТ312А
1мкА
0,2А

Выбираем транзистор с наибольшим допустимым прямым током типа КТ315Б.

Цепи усиления принятого приёмником сигнала построены на биполярных транзисторах.

Таблица 3.2

Тип транзистора
Статический коэффициент усиления
Номинальный прямой ток стока
КТ315Б
150-200
0,3А
КТ3102А
350
0,3А
КТ312А
150
0,2А

Выбираем транзисторы с наибольшим статическим коэффициентом усиления типа КТ3102А.

3.1.2 Обоснование выбора диодов

Диоды
VD2 - VD4 приёмника универсальные. Проходящий через них ток не превышает 10мА.
Таблица 3.3
Тип диода
Допустимый прямой ток
Максимальный обратный ток
КД522А
30мА
1,5мкА
КД105В

5мкА
КД209А

5мкА
Нашим требованиям удовлетворяют все диоды, но выбираем наиболее дешёвый малогабаритный диод типа КД522А.
Диоды
VD5-VD8 выбираем по протекающему номинальному току и обратному напряжению. Ток, определяется мощностью подключаемой лампочки. При нагрузке 100Вт, ток равен 0,5А.
Таблица 3.4
Тип диода
Допустимое обратное напряжение
Допустимый прямой ток
Максимальный обратный ток
КД213А
350В

2мкА
КД202В
400В
10А
3мкА
КД2997А
60В

3мкА
Опираясь на вышеизложенные требования выбираем диоды типа КД213А.
Основным силовыми ключевым элементом схемы является тиристор
VS1, которые так же определяет допустимую мощность нагрузки.
Таблица 3.5
Тип тиристора
Номинальный прямой ток
Максимальное обратное напряжение
КУ201А
0,5А
100В
КУ202Б

120В
КУ202Н

400В
Выбираем тиристор типа КУ202Н.
3.1.3. Обоснование выбора резисторов
Все резисторы выбираются по требуемому номинальному значению и мощности. Иногда в особо точных схемах учитывается допустимое отклонение от номинальной величины сопротивления. Допустимое отклонение от номинальной величины сопротивления зависит от типа резистора: композиционный, проволочный, угольный. Выбирая резисторы по мощности, определяется мощность рассеяния на каждом резисторе отдельно по формуле
P=UI, P=U2/R, P=I2R, выведенные из закона Ома. Полученная величина увеличивается в двое. Исходя из полученых значений выбирают резисторы эталонных мощностей: 0,125, 0,25, 0,5 ,1, 2 ,5, 10Вт и т.д.

3.1.4. Обоснование выбора конденсаторов
При выборе конденсаторов для радиоэлектронных устройств, приходиться решать одну из противоположных по своему характеру задач. Прямая задача - по известному стандартному напряжению конденсатора найти максимально допустимые значения переменной и постоянной составляющих рабочего напряжения. Обратная задача заключается нахождения типа и стандартного напряжения конденсаторов по рабочему режиму.
Под номинальным напряжением понимается наибольшее напряжение между обкладкам конденсатора, при котором он способен работать с заданной надёжностью в установленном диапазоне рабочих температур. Номинальное напряжение, оговоренное стандартами, называется стандартным напряжением - оно маркируется на конденсаторах, выпускаемых согласно действующих стандартов. Под рабочим напряжением подразумевается значения постоянного и переменного напряжения, которые действуют на конденсаторе при его работе.
Прямая задача нахождения рабочего напряжения по стандартному решается с помощью условий, оговоренных в действующих стандартах. Однако эти условия справедливы лишь для тех случаев, когда переменная составляющая (пульсация) напряжения на конденсаторе меняется по закону гармонического колебания.
Для решения обратной задачи - нахождения типа и стандартного напряжения конденсатора по рабочему режиму, необходимо вначале найти минимальное напряжение, а затем выбрать ближайшее к нему стандартное значение.
Величина рабочего напряжения конденсатора ограничивается тремя требованиями:
а) конденсатор не должен перегреваться;
б) перенапряжение на нём недопустимо;
в) он должен быть защищён от прохождения обратных токов, если это полярный оксидный конденсатор.
Для того чтобы конденсатор не перегревался следует рассчитать выделяемую на нём реактивную мощность. Она не должна превышать номинальную мощность конденсатора.
Чтобы защитить конденсатор от перенапряжения, рабочее напряжение на нём не должно превышать номинальное. Это условие формулируется в стандартах как сумма постоянной составляющей и амплитуды переменной составляющей рабочего напряжения не должна быть больше стандартного напряжения.
Полярные оксидные конденсаторы, помимо перегрева и перенапряжения, должны быть защищены от прохождения разрушающих и т.д.................


Перейти к полному тексту работы



Смотреть похожие работы


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