| Федеральное агентство по образованию РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Московский инженерно-физический институт
(государственный университет)
_____________________________________________________________________________
Кафедра электроники
ПРИЁМНИК ОХРАННОГО СИГНАЛИЗАТОРА
Пояснительная записка
к курсовому проекту
по курсу
«Проектирование и конструирование электронной аппаратуры»
| СОГЛАСОВАНО
Руководитель проекта
Петров Г.В.
«___» _____________2006г
Оценка:_________________
|
|
ИСПОЛНИТЕЛЬ:
Студентка группы В11-03а
Фёдорова Е.А.
Комиссия__________/ /
__________/ /
__________/ /
|
Москва – 2006 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………………3
1. Назначение и область применения…………………………………………3
2. Техническая характеристика………………………………………………..4
3. Описание и обоснование выбранной конструкции…………………….….5
4. Расчёты подтверждающие работоспособность и надежность изделия…...6
5. Описание организации работ с применением разработанного изделия 6
6. Уровень стандартизации и унификации…………………………………. 7
7. Список литературы………………………………………………………… 7
Приложение 1.1. Задание на курсовой проект
Приложение 1.2. Схема электрическая принципиальная
Приложение 1.3. Перечень элементов к схеме электрической
принципиальной
ВВЕДЕНИЕ
Техническое задание на приёмник охранного сигнализатора было оформленов виде задания на курсовой проект по курсу «Проектирование и конструирование электронной аппаратуры» (утверждено и приведено в приложении 1.1 к пояснительной записке).
1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Приёмник охранного сигнализатора является составным узлом охранного сигнализатора и предназначен для фиксации инфракрасного луча вырабатываемого приёмником. Эта ситуация соответствует дежурному режиму. В случае, когда приёмник «не видит» луча в течение более 0,5 с, приёмник переходит в тревожный режим и формирует звуковой сигнал. На микрсхеме DA1 собран усилитель коротких импульсов, сформированных фотодиодом BL1, который принимает импульсы ИК излучения от передатчика. Напряжение выходных импульсов усилителя достаточно для управления логическими элементами.
Эти импульсы запускают одновибратор, собранный на элементах DD1.3, DD1.4. Выходные импульсы одновибратора имеют длительность около 0,1 с, поэтому срабатывание одновибратора можно определить по свечению индикатора HL1. Иначе говоря если светодиод включён, ИК линия исправна; это состояние соответствует дежурному режиму. На элементах DD1.1, DD1.2 выполнен генератор, вырабатывающий прямоугольные импульсы частотой около 10 Гц, которые подсчитывает счётчик DD2 по входу С. Состояние счётчика изменяется по фронту импульса высокого уровня. Через каждые 200 мс, т.е. с частотой импульсов передатчика, счётчик обнуляет импульсы одновибратора DD1.3, DD1.4, поступающие на вход SR счётчика.
Таким образом, пока импульсы передатчика достигают приёмника, счётчик успевает обнуляться, не достигнув состояния 4. Сразу после подачи питания на приёмник счётчик обнуляется импульсом, формируемым цепью C7R5.
Если поступление ИК импульсов к приемнику прервалось на время ' более 0,4...0,5 с, счетчик успевает достичь состояния 4. Высокий уровень с этого выхода блокирует дальнейшую работу счетчика по входу PI, затормаживает генератор DD1.1, DD1.2 (по нижнему по схеме входу элемента DD1.1) и одновибратор DD1.3, DD1.4 (по верхнему входу элемента DD1.4), светодиод HL1 гаснет.
Высокий уровень с выхода 4 счетчика DD2 открывает транзистор VT1, включая пьезосирену НА1 — звучит тревожный звуковой сигнал. Если теперь поступление ИК импульсов на фотодиод приемника возобновится, система останется в тревожном режиме. Для перевода ее обратно в дежурный режим нужно нажать дважды на кнопку SB1.
Микросхемы питаются от стабилизатора напряжения DA2. Ток, потребляемый от адаптера приемником в тревожном режиме, не превышает 20 мА.
2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Время срабатывания пъезосирены через 0,4…0,5 с. Для питания приемника использован сетевой трансформаторный адаптер с выходным напряжением 12 В и нагрузочным током до 300 мА.
Выбором элементов электрической схемы блока удовлетворены требования по максимальным (30°С) и минимальным (5°С) рабочим температурам и верхней (50 С) и нижней (-30°С) предельным температурам, а также предельной влажности (98%).
Конструкция блока обеспечивает его устойчивость к механическим воздействиям.
Таким образом, разработанный приёмник соответствует требованиям технического задания по электрическим и эксплуатационным характеристикам.
3. ОПИСАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОЙ КОНСТРУКЦИИ
Анализ технического задания показывает, что приёмник будет работать в стационарных условиях. При этом жестких ограничений на габариты и вес блока не налагается. Режим работы и характеристики окружающей среды также не требуют разработки специальных конструкций. Величина вероятности безотказной работы также не налагает особых требований на приёмник. Было решено приёмник изготовить в виде блока с использованием печатных схем.
По условиям эксплуатации и производства изготовление печатной платы целесообразно проводить комбинированным негативным методом, основанном на травлении меди с пробеленных мест фольгированного двухстороннего материала (СФ2-50Г-2,0 1 кл.) с последующим сверлением и металлизацией отверстий. Чертеж печатной платы показан в приложении 2.
Навесные элементы на печатной плате крепятся пайкой. Печатная плата с навесными элементами образует печатный узел, чертеж которого приведен в приложении 3. Установка навесных элементов производится в соответствии с ОСТ 4.010.030-81.
Для обеспечения работоспособности приёмника при воздействии влаги и повышенных температур предусмотрено покрытие после сборки печатной платы специальным лаком УР-231(3)ТУ6-21-14-90.
Для изготовления приёмника не используются дефицитные изделия и материалы и не требуется разработка или приобретение нового оборудования.
При разработке блока использовались известные технические решения, не требующие получения специального разрешения. Применяемые в блоке составные части, покупные изделия и материалы по своим техническим характеристикам соответствуют режимам работы, гарантийным срокам и условиям эксплуатации данного изделия.
Для обеспечения надежной и безопасной работы необходимо обеспечить надежное заземление корпуса.
4. РАСЧЁТЫ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ НАДЕЖНОСТЬ ИЗДЕЛИЯ
В соответствии с заданием на курсовое проектирование проведем оценку надежности стробоскопического блока. Для этого определим интенсивность отказов печатного узла и вероятность его безотказной работы за 24 часа, использовав статистический метод.
Таблица 1
| Элемент
|
λно
; 10-6
ч-1
|
кн
|
ан
|
λн
i
; 10-6
ч-1
|
N
|
Σλн
i
; 10-6
ч-1
|
| C1, C2, C5...C8
|
1,4
|
0,2
|
0,06
|
0,084
|
6
|
0,504
|
| C3, C4
|
2,4
|
0,3
|
0,65
|
1,56
|
2
|
3,12
|
| R1...R6
|
0,4
|
0,3
|
0,15
|
0,06
|
6
|
0,36
|
| VT1
|
0,01
|
-
|
-
|
0,026
|
1
|
0,026
|
| VD1
|
0,01
|
|
|
0,026
|
1
|
0,026
|
| |
4,036
|
Таблица 2
| ИС
|
NT
|
Nн
ci
|
λн
i
; 10-6
ч-1
|
к
|
Σλн
ci
; 10-6
ч-1
|
| К561ЛЕ5
|
16
|
14
|
0,222
|
1
|
0,222
|
| К561ИЕ11
|
102
|
16
|
1,242
|
1
|
1,242
|
| КР1056УП1
|
-
|
16
|
1,32
|
1
|
1,32
|
| КР1157ЕН501А
|
-
|
3
|
1,56
|
1
|
1,56
|
| |
|
|
|
|
4,344
|
λ0
= к0
[Σλн
ci
+ NT
ат
λ0
+ Σλн
ci
+( Σλн
ci
+ Nв
+ 3NT
+ 2NT
) λс
],
где λс
=10-9
ч-1
; ат
=1 – для 20о
С, остальные параметры из таблиц 1 и 2.
λ0
=8,475*10-6
ч-1
, следовательно р = ехр[-24*8,475*10-6
]; р ≈ 0,99979, что удовлетворяет техническому заданию.
5. ОПИСАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ С ПРИМЕНЕНИЕМ РАЗРАБОТАННОГО ИЗДЕЛИЯ
Конструкция приёмника предусматривает возможность легкого доступа к печатной плате с целью необходимого ремонта. Для замены элементов на печатной плате, покрытой влагозащитным лаком, предварительно следует удалить лаковое покрытие с мест паек. Лак снимают механическим путем специальной фрезой (остатки покрытия смывают тампоном, смоченным в спирто-бензиновой смеси). Далее элемент выпаивают следующим образом: на его выводы со стороны пайки кистью наносят слой флюса ФКС, нагревают вывод и удаляют припой поочередно из каждого отверстия с помощью паяльника с вакуумным отсосом. При замене .элементов температура жала паяльника должна быть 523 К (250 ± 10°С), время удаления припоя или пайки - 1 - 2 секунды. В случае необходимости после удаления элемента снимают остатки припоя из отверстий платы с помощью электропаяльника с вакуумным отсосом. После этого зону демонтажа подготавливают для установки нового элемента, промывая ее бязевым тампоном, смоченным в спирто-бензиновой смеси. При демонтаже интегральных микросхем используют приспособление со специальной насадкой для выпайки ИС. Насадкой касаются одновременно всех выводов ИС с монтажной стороны платы и прогревают ее до расплавления припоя, осаживая и ориентируя насадку в процессе прогрева (температура насадки 250 ± 10°С, время операции 1…2 секунды). При полном расплавлении припоя сначала удаляют ИС, а затем - и припой из монтажных отверстий.
Для эксплуатации и ремонта данного изделия не требуется высококвалифицированного обслуживающего персонала.
6. УРОВЕНЬ СТАНДАРТИЗАЦИИ И УНИФИАЦИИ
В схеме приёмника охранного сигнализатора используются элементы широкого использования, а конструкция блока является унифицированной, в состав которой входят стандартные элементы. Поэтому отсутствует необходимость разработки специальных стандартов.
7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Перельман Б.Л., Шевелев В.В. Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги. Справочник. – М.: НТЦ Микротех, 2001. – 375 с.
2. Журнал Радио №9, 2005 г.
3. Каталог ЧИП И ДИП. Весна 2006 г.
|
