Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1
ВлГУ,431323.001
Разраб.
Провер.
Оленев Е.А.
Реценз.
Н. Контр.
Зав. каф.
Сушкова Л.Т.
Проектирование таймера
Пояснительная записка
Лит.
Листов
7
БМИ-109
Оглавление
1. Задание на курсовое проектирование 3
2. Ведение 4
2.1 Таймеры, их типы. 4
2.2 Принципы работы аналогового таймера. 4
3. Проектирование таймера 5
3.1. Принцип работы 5
3.2 Корпус таймера. 6
3.3 Печатная плата. 7
3.4 Наладка и начало пользования. 7
3.6 Технические характеристики. 7
6. Чертежи 10
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
ВлГУ,431323.001 ПЗ
ПЗ
ЗАДАНИЕ
на курсовой проект
по дисциплине «Оптоэлектронные приборы и
устройства отображения информации»
Студенту группы БМИ-109 Хмелевскому П. А.
Разработать таймер, имеющий следующие характеристики:
- напряжение питания ‒ 220 В;
- выдержка продолжительностью около 18,5 мин
- Диапазон рабочей температуры - -10 - +40 оС;
Дата выдачи задания:_______________________________
Срок сдачи курсового проекта:_______________________
Руководитель проекта:_____________ _______________________
Подпись Ф.И.О.
2. Ведение
2.1 Таймеры, их типы.
Таймеры – устройства, предназначенные для формирования заданного оператором (управляемые) либо изготовителем интервала времени. По своему исполнению подразделяются на механические, электромеханические и электронные. Среди последних отдельную группу составляют интегральные таймеры – функционально завершенные интегральные микросхемы средней и большой степени интеграции. Интегральные таймеры по способу функционирования разделяются на аналоговые и цифровые. Последние имеют на кристалле только чисто цифровые компоненты: логические вентили, триггеры и базирующиеся на их основе более сложные узлы таймера – счетчики, регистры, ячейки памяти, шифраторы и дешифраторы Первичным эталоном временного интервала тут является пьезокварцевый резонатор, за счет чего достигается высокая точность работы таймера. Примером такой микросхемы может служить КР1016ВИ1 – цифровой многопрограммный таймер. Данная большая интегральная схема предназначена для производства бытовых программируемых часов (запас программ на неделю) но может быть использована и в составе различного технологического оборудования.
Другим примером цифрового интегрального таймера является большая интегральная схема КР580ВИ53. Она входит в состав микропроцессорного комплекта КР580 и предназначена для формирования различных временных задержек электрических импульсов и деления частот (режим работы – программируемый).
2.2 Принципы работы аналогового таймера.
Аналоговые интегральные таймеры по сравнению с цифровыми обладают менее сложной структурой (меньшее число дискретных компонентов на кристалле), проще управляются и более дешевы. Времязадающим элементом для них является RC – цепочка. Для Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
ВлГУ,431323.001 ПЗ
обрабатывания стабильных временных интервалов элементы ее должны иметь минимальные значения температурных коэффициентов сопротивления и емкости. Что касается зависимости временных интервалов от величины напряжения питания, то благодаря оригинальному схемному решению (впервые использованному при создании микросхемы NE555) она значительно меньше, чем у одновибраторов, построенных на основе биполярных (например, микросхема К155АГ1) или МОП-транзисторов.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
ВлГУ,431323.001 ПЗ
По функциональному составу внутренних узлов аналоговые таймеры не являются полностью аналоговыми. Они наряду с компараторами напряжения, которые относят к аналоговым ИС, содержат узлы, выполняющие цифровые функции: логические вентили, триггеры, счетчики и др. Компараторы в таймерах обеспечивают повышение чувствительности их цифровых компонентов от единиц вольт до долей милливольта к изменениям входных напряжений. Таким образом, основные функции в аналоговых таймерах выполняют цифровые узлы, точность же формирования интервала времени определяется в первую очередь компараторами напряжения.
3. Проектирование таймера
3.1. Принцип работы
Предлагаемое устройство предназначено для включения или выключения через определенное время различной аппаратуры, питающейся от сети. Его отличительная особенность - использование мощных полевых транзисторов в качестве коммутирующих нагрузку элементов. Благодаря этому исключены помехи, которые могут создавать устройства на тиристорах. Кроме того, нагрузка может быть и маломощной, поскольку, в отличие от тиристоров, полевые транзисторы сохраняют открытое состояние при сколь угодно малом токе нагрузки.
Схема таймера показана в приложении ВЛГУ.428763.001 Э3. Микросхема DD1 по основному назначению - "часовая". Работая с кварцевым резонатором на 32678 Гц, она генерирует секундные импульсы. Здесь же взамен кварцевого резонатора установлена частотозадающая цепь R4C2.
Подбирая элементы этой цепи, можно добиться задержки между нажатием на кнопку SB 1 и установкой высокого уровня на выводе 5 микросхемы до нескольких часов. При указанных на схеме номиналах резистора R4 и конденсатора С2 получена выдержка продолжительностью около 18,5 мин. На полевых транзисторах VT2, VT3, включенных встречно последовательно, собран электронный коммутатор. Благодаря встроенным защитным диодам каждый из этих транзисторов работает только при положительной относительно истока полярности напряжения на стоке, а вместе они обеспечивают замыкание и размыкание цепи переменного тока. Стабилитроны VD5 и VD6 - защитные. Они ограничивают на допустимом уровне напряжение затвор - исток полевых транзисторов.
В зависимости от положения переключателя SA1 управляющее напряжение на затворы транзисторов VT2 и VT3 поступает либо непосредственно с вывода 5 микросхемы, либо через инвертор на транзисторе VT1. В первом случае нагрузка, оставаясь выключенной в течение выдержки таймера, по ее окончании будет включена. Во втором случае - наоборот. Напряжение Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
ВлГУ,431323.001 ПЗ
питания микросхемы DD1 поступает от выпрямителя на диоде VD1 (еще один элемент этого выпрямителя - внутренний защитный диод транзистора VT3) через параметрический стабилизатор напряжения приблизительно 9 В из резистора R1 и соединенных последовательно стабилитрона VD3 и светодиодов HL1, HL2. Конденсатор СЗ сглаживает пульсации. Светодиоды служат также индикаторами режима работы: HL1 сигнализирует, что таймер включен в сеть, а HL2 - о том, что идет отсчет выдержки. По ее завершении светодиод HL2 погаснет, поскольку через диод VD4 он будет зашунтирован открывшимся транзистором VT1. Это приведет и к незначительному снижению напряжения питания микросхемы DD1, что не скажется, однако, на ее работе. К тому же благодаря открывшемуся диоду VD2 тактовый генератор микросхемы будет остановлен. Сработавший таймер может оставаться в этом состоянии неопределенное время. При новом нажатии на кнопку SB1 микросхема DD1 возвратится в исходное состояние с низким уровнем на выводе 5 и начнется новый отсчет выдержки.
3.2 Корпус таймера.
Таймер заключен в в штампованный металлический корпус, показанный на чертежах. Его размеры определяются размером печатной платы (ВЛГУ.431765.001 СБ), на которой смонтировано устройство. На верхнем торце прибора расположен тумблер включения устройства с индикаторным диодом и клемный разъём подключения питания. На нижнем торце прибора расположен клемный разъем выхода питания.
3.3 Печатная плата.
Все детали таймера размещены на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, показанной на чертежах.
3.4 Наладка и начало пользования.
Устройство крепится непосредственно перед стандартной розеткой от175В до 245В.
После подключения и перевода тумблера в состояние включено должен включится индикаторный светодиод сообщающий о наличие напряжения и работоспособности прибора.
Затем следует нажать кнопку «Пуск». В этот момент должен загорется второй индикаторный светодиод который сообщает о начале отсчета выдержки равной 18 минут 30 секунд. После завершения цикла он погаснет.
При необходимости повтора цикла следует нажать кнопку пуск ещё раз.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
ВлГУ,431323.001 ПЗ
При завершении работы с оборудованием необходимо перевести положение тумблера в состояние «Выкл», при этом должен погаснуть индикаторный светодиод.
Для экстренного отключения оборудования следует перевести положение тумблера в состояние «Выкл», при этом должены погаснуть оба светодиода.
3.6 Технические характеристики.
№
|
Характеристика
|
Значение
|
1
|
Цвет корпуса таймера метал
|
Материал корпуса таймера нержавеющая сталь
|
2
|
Частота питающей сети 50± 1%
|
Диапазон входного напряжения от175В до 245В
|
3
|
Диапазон рабочих температур --10:+40°С
|
Диапазон температур хранения -60:+85°С
|
|
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
7
ВлГУ,431323.001 ПЗ
4. Заключение
В курсовом проекте рассмотрен аналоговый таймер с напряжение питания 220 В, выдержка продолжительностью около 18,5 мин и диапазоном рабочей температуры - -10 - +40 оС;
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8
ВлГУ,431323.001 ПЗ
5. Список литературы
-
ГОСТ 2.307-68 Название: Единая система конструкторской документации. Нанесение размеров и предельных отклонений
ГОСТ 2.417-91 Название: Единая система конструкторской документации ПЛАТЫ ПЕЧАТНЫЕ Правила выполнения чертежей
ГОСТ 2.109-73 Название: Единая система конструкторской документацииОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЧЕРТЕЖАМ
Конструирование и технология производства приборов и аппа-ратов : учебник. В 3 ч. Ч. 2. Инженерное творчество / Е. А. Оленев ;
6. Чертежи
|
Скачать 49.28 Kb.
