Домашние метеостанции - Дипломная работа

Домашние метеостанции появились на рынке сравнительно недавно. Функциональность домашней метеостанции схожа с метеорологической станцией, только обрабатываются гораздо меньше данных, которые поступают с одного или нескольких датчиков, установленных за окном и в других помещениях. Домашние метеостанции показывают температуру в помещении, температуру вне помещения, измеряют влажность, атмосферное давление и исходя и обработки процессором полученных данных формируют прогноз погоды на сутки. Такая цифровая метеостанция может одновременно измерять несколько величин, связанных с погодой. Любая метеостанция содержит в своем составе датчик температуры наружного воздуха.Данный прибор используется в основном исследователями так как всю нужную информацию об изменении погоды "Астра-01" берет со спутника. Сам прибор подключается к системному блоку и выдает точные метеопрогнозы на следующий день: температуру воздуха может предсказать с точностью до одного градуса, а приближение дождя - с точностью до десяти минут. Данный прибор имеет два существенных недостатка: людям которые не умеют пользоваться компьютером не смогут узнать прогноз погоды; Прибор "OZON" - это портативная домашняя метеостанция которая измеряет давление, влажность воздуха, и температуру в домашних условиях. Предлагаемый прибор отличается от аналогов использованием современной базы, исчерпывающим в домашних условиях набором измеряемых параметров, наличием интерфейса USB, что существенно для связи с современными компьютерами, не имеющими зачастую других интерфейсов, большой внутренней памятью, сохранением работоспособности при отсутствии части датчиков, наличием часов, обычного и лунного календарей.На данный момент многие, но далеко не все домашние метеостанции имеют эту функцию. Поэтому, производители метеостанций, часто включают эту функцию в свои метеостанции, но не включают беспроводной наружный датчик для метеостанции в комплект поставки, позволяя покупателю выбирать самостоятельно: нужна ему эта функция или нет. Многие метеостанции имеют специальные алгоритмы, позволяющие метеостанции прогнозировать погодные изменения и информировать вас. Кроме основных функций, делающих домашнюю метеостанцию - метеостанцией, существуют также дополнительные, превращающее вашу метеостанцию в часы, будильник, радио или даже фоторамку. Домашняя метеостанция иногда имеет проекционные возможности, позволяющие проецировать время и погоду на любую поверхность.Патентный поиск представляет собой процедуру, позволяющую получить информацию о разработках, на которые зарегистрированы авторские права, что дает возможность избежать возникновения проблемных ситуаций и сэкономить множество времени. Так, заинтересованное лицо может отыскать патент по номеру, имени автора или правообладателя и узнать о документе подробные сведения: действует ли он в настоящий момент, возможно ли его восстановление, заключались ли по нему лицензионные договора. Предварительный патентный поиск позволяет исключить вероятность отказа в регистрации торговой марки, изобретения и прочих разработок за счет объективной оценки их патентоспособности. В ходе патентного поиска проверка данных осуществляется по информационным базам патентной литературы, которые содержат сведения не только о правах, зарегистрированных в России и за рубежом, но и авторских свидетельствах СССР, а также заявок, поданных на регистрацию. Описание изобретения зависимости внутри кластера и по смене типа зависимости внутри кластера и типу пограничных с ним кластеров составляют прогноз погоды, причем измерения метеорологических величин осуществляют с минимальным базовым временным интервалом, а изменения погоды вычисляют как по базовому временному интервалу, так и по выбранным на его основе другим другим временным интервалам, не превышающим предельный максимальный интервал, путем попеременной засылки значений предыдущих и последующих измерений в пару регистров микрокомпьютера.Микроконтроллер ATMEGA168 (DD2) тактируется встроенным RC-генератором на 8 МГЦ при включенном делителе частоты на 8. Кварцевый резонатор ZQ1 на 32768 Гц, подключенный к выводам XTAL1 и XTAL2 микроконтроллера, стабилизирует лишь частоту задающего генератора имеющегося в микроконтроллере таймера-счетчика 2, который ведет счет времени. Если такой микросхемы нет в наличии, вместо нее, можно подключить обычную цепь формирования импульса установки микроконтроллера в исходное состояние при включении питания. Основное преимущество такого решения состоит в том, что напряжение на выходе второго стабилизатора практически не зависит от изменений напряжения на входе первого в пределах 5,3.15 В. При одной ступени стабилизации напряжение, питающее микроконтроллер, по мере разрядки батареи заметно уменьшается, что приводит к понижению частоты кварцевого генератора и отставанию часов.Прибор предназначен для измерения температуру в помещении, измеряет влажность, атмосферное давление и исходя из обработки процессором полученных данных формируют прогноз погоды на сутки.Ре

Содержание

Введение

1. Аналитический раздел

1.1 Обзор существующих домашних метеостанций

1.2 Современные тенденции развития домашней метеостанции

1.3 Патентный обзор

1.5 Анализ схемы электрической принципиальной

1.6. Разработка технического задания на прибор

2. Конструкторский раздел

2.1 Выбор элементной базы

2.2 Расчет надежности

2.3 Массогабаритный расчет

2.4 Расчет топологических характеристик печатной платы

2.4.1 Выбор и обоснование класса точности печатной платы

2.4.2 Выбор материала платы

2.4.3 Определение номинального значения расстояния между соседними элементами проводящего рисунка

2.4.4 Определение номинальных значений диаметров монтажных отверстий

2.4.5 Определение номинального значения ширины проводника

2.4.6 Определение сопротивления изоляции параллельных проводников

2.4.7 Расчет паразитного влияния проводников

2.5 Проектирование лицевой панели

2.5.1 Назначение лицевых панелей

2.5.2 Эргономические требования

2.5.3 Требования технической эстетики

2.5.4 Компоновка установочных элементов

2.5.5 Оформление надписей и цветовое решение лицевой панели

2.6 Расчет теплового режима блока

2.7 Проектирование конструкционных элементов РЭС

Выводы по разделу

3. Технологический раздел.

3.1 Анализ технологичности конструкции

3.2 Определение типа производства

3.3 Технологический процесс сборки домашней метеостанции.

3.4 Выбор оборудования и оснастки

4. Экономический раздел

4.1 Технико-экономическое обоснование разработки домашней метеостанции

4.2 Расчет единичной себестоимости и цены домашней метеостанции.

4.3 Анализ экономической эффективности производства домашней метеостанции

Вывод по разделу

5. Охрана труда и экологический раздел

5.1 Охрана труда

5.1.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов

5.1.2 Мероприятия по обеспечению безопасности условий труда

5.1.3 0ценка условий труда

5.2 Промышленная экология

5.2.1 Анализ воздействия на окружающую среду

5.2.2 Мероприятия по защите окружающей среды

5.2.3 Схема утилизации на рабочем месте

5.3 Чрезвычайные ситуации

5.3.1 Возможные причины аварий, чрезвычайных ситуаций

5.3.2 Мероприятия по защите человека от аварий, чрезвычайных ситуаций

Заключение

Список литературы

Домашние метеостанции появились на рынке сравнительно недавно. Родоначальниками бытовых метеостанций являются обыкновенные барометры. Функциональность домашней метеостанции схожа с метеорологической станцией, только обрабатываются гораздо меньше данных, которые поступают с одного или нескольких датчиков, установленных за окном и в других помещениях. Домашние метеостанции показывают температуру в помещении, температуру вне помещения, измеряют влажность, атмосферное давление и исходя и обработки процессором полученных данных формируют прогноз погоды на сутки. Работают, как от электрической сети, так и от сменных элементов питания.

Каждый день обычный человек покидает свое жилище и выходит на улицу. И каждый раз перед этим он оценивает погодные условия. К сожалению, эти условия могут резко изменяться. Например, прекрасное солнечное утро может обернуться обеденным ливнем или вечерней грозой. Что бы не быть застигнутым врасплох капризами погоды, человек может пользоваться официальными прогнозами погоды. А может и сам делать свои прогнозы, пусть и всего на несколько часов вперед. Главным помощником в этом может стать бытовая метеостанция. Такая цифровая метеостанция может одновременно измерять несколько величин, связанных с погодой. Она имеет гораздо больше возможностей, чем отдельные приборы. Любая метеостанция содержит в своем составе датчик температуры наружного воздуха. Это позволяет знать температуру в любое время. Такому термометру не помеха запотевшие или покрытые инеем стекла, темнота и другие подобные условия. Обязательным датчиком также является датчик давления. Зная эту величину можно определить тенденции измерения погоды. Для этого используется современный барометр бытовой цифровой и высокоточный. По своим характеристикам он не уступает подобным устройствам, используемым в научных целях. При этом электронный блок часто может не просто показывать давление, но и производить анализ его изменения. Все это позволяет выстраивать точный прогноз не выходя из дома и не пользуясь средствами массовой информации.

Последним обязательным прибором домашней метеостанции является датчик влажности или гигрометр. В отличие от классического, с двумя термометрами, этот гигрометр электронный и не требует постоянного добавления воды. Еще одним важным его достоинством является отображение влажности, тогда как обычный вариант требует перевода показаний по специальной таблице. Обладая бытовой метеостанцией любой человек, может сам делать свой прогноз погоды. В отличие от глобальных, он будет более точен для каждого места жительства. Это позволит не удивляться капризам погоды, а вовремя предупреждать их последствия. Поэтому вам стоит приобрести в пользование домашнюю метеостанцию. Комнатный гигрометр позволяет всегда держать под контролем уровень влажности внутри помещения, что позволит предпринять необходимые меры для профилактики появления плесени и других болезнетворных бактерий. А анализ влажности воздуха на улице всегда подскажет, брать с собой зонт или дождя можно сегодня не ждать.

Специалисты также рекомендуют купить цифровые метеостанции молодым родителям. Сначала этот прибор поможет поддерживать оптимальную для малыша температуру в комнате и одевать его по погоде благодаря встроенному термометру, отправляясь на прогулку. Людям постарше неоценимую помощь окажет встроенный в цифровую метеостанцию барометр, который не только показывает уровень атмосферного давления, но и составляет график его изменений. Это позволит всегда чувствовать себя хорошо тем, кто страдает низким или высоким давлением. Ведь вовремя принятое лекарство иногда может спасти человеку жизнь.

схема электрическая принципиальная домашней метеостанции;

технические условия.

1.6.2 Основание для разработки. задание на дипломное проектирование.

Технические требования к изделию.

1.6.3 Показатели назначения.

Диапазон измерения атмосферного давления, мм Hg .112…862;

Диапазон измерения относительной влажности воздуха, % .0…100;

Диапазон измерения температуры, 0С . - 55… 125;

Погрешность измерения атмосферного давления ±1,5;

Погрешность измерения относительной влажности воздуха, %.±2;

Погрешность измерения температуры % ±2;

Напряжение питания, В 5…10;

Потребляемый max ток, МКА 4,3;

Продолжительность работы от батареи, месяц, не менее 12.

1.6.4 Показатели надежности.

Среднее время наработки на отказ, часов, не менее 8000;

Прибор должен удовлетворять требованиям ГОСТ 27.003-90. "Надежность в технике". Состав и общие правила задания требований по надежности.

1.6.5 Массогабаритные показатели.

Масса, кг не более 1;

Габаритные размеры корпуса метеостанции, мм 1208030;

1.6.6 Долговечность.

Гарантийный срок службы 6 месяцев;

Срок эксплуатации 10 лет;

1.6.7 Приспособленность к окружающей среде.

Метеостанция должна выдерживать климатические и механические воздействия, предусмотренные ГОСТ 25467-8.: климатическое исполнении УЗ.

1.6.8 Категория размещения.

Объект установки: стационарная: температура воздуха при эксплуатации, 0С рабочее - 40… 40;

предельное 45… 50;

Влажность, % (при t°,° C 35) 98.

1.6.9 Изделие должно удовлетворять требованиям на механические нагрузки для аппаратуры класса М1 (переносная): Вибрации: диапазон частот, Гц 1-35;

ускорение, g 0,5;

Удары: ускорение, g 15;

длительность импульса, мс 2-15.

1.6.10. Безопасность производства и использование: Надписи и условные функциональные обозначения (символы) должны быть четкими, разборчивыми и не стираемыми;

В приборе должна быть предусмотрена надежная защита человека от воздействия электромагнитных полей, согласно нормам H-8-72;

Должна быть исключена возможность прикосновения человека к токоведущим частям без вскрытия корпуса;

Метеостанция должна быть удобной для эксплуатации;

Конструкция прибора не должна иметь острых кромок, углов, о которые можно поранить руки при переноске, установке, сборке;

В изделии не должны применяться материалы, краски и другие компоненты, которые при его эксплуатации и хранении выделяют токсичные или радиоактивные вещества.

1.6.11. Эстетичность.

Все органы управления и индикации должны быть вынесены на лицевую панель;

Прибор должен иметь прямоугольную форму, цвет корпуса покрыть краской белого цвета.

1.6.12. Совместимость.

Домашняя метеостанция должна иметь: Инструкцию;

Батарею питания.

1.6.13. Маркировка и упаковка.

На корпусе данного изделия должна быть фирменная планка с указанием следующих данных (ГОСТ 26.008-85): сокращенное обозначение блока питания (шифр);

порядковый номер (первые две цифры должны обозначать год выпуска измерительного комплекса).

Маркировка комплекса должна сохраняться четкой в течение всего срока эксплуатации.

Упаковочные ящики для комплекса должны соответствовать ГОСТ В 9.001-72, ГОСТ 23088-80 и должны быть от маркированы по ГОСТ 14192-77.

ЭД, входящие в комплект, должны быть упакованы в мешок из полиэтиленовой пленки ГОСТ 10354-82 и уложены в ящик.

1.6.14. Транспортировка и хранение.

Транспортная маркировка к упаковке должна соответствовать ГОСТ14192-77.

Упакованные блоки должны допускать транспортирование всеми видами транспорта в условиях ГОСТ 15150-69, ГОСТ В 9.001-72 при температуре не ниже - 40°С и при защите их от прямого воздействия атмосферных осадков и механических повреждений.

Блок должен храниться по ГОСТ 15150-69, ГОСТ В 9.001-72 при отсутствии в воздухе кислотных, щелочных и других агрессивных примесей.