Создание электрической структурной и принципиальной схем, выбор элементной базы датчика, используемого для обнаружения металла под землей. Описание специфики проектирования, эксплуатации и утилизации данного устройства. Визуальный вывод информации.
Аннотация к работе
Предметом исследования являются датчики, используемые для обнаружения металла под землей. Цель исследования: провести теоретические исследования методов нахождения металлов под землей, и на основе самого прогрессирующего метода сконструировать металлоискатель. Задачи: 1.Исследовать процессы нахождения металла;Металлоискатель - это электронный прибор, позволяющий обнаруживать металлические предметы в нейтральной или слабопроводящей среде за счет их проводимости. Основные их преимущества - это способность различать металлические объекты по их проводимости и ферромагнитным свойствам, а также способность отстраиваться от грунта. Представляют собой разновидность приборов типа «прием-передача», содержат только одну катушку, которая одновременно является и передающей и приемной. Принцип работы основан на возбуждении в зоне расположения металлического объекта импульсных вихревых токов и измерении вторичного электромагнитного поля, которое наводят эти токи. В проводящих объектах наводятся затухающие вихревые токи, которые возбуждают затухающее электромагнитное поле.Дифференциальный и приемный усилители построены на микросхеме TL074CN-4-канальный малошумящий операционный усилитель с малым температурным дрейфом для работы в бытовом диапазоне температур (0.. 70°С). Микросхема используется для построения различного рода коммутаторов как цифровых, так и аналоговых сигналов.Ключи микросхемы позволяют коммутировать сигналы с амплитудой в пределах от нуля до напряжения питания микросхемы ( Vdd). Ключи управляются цифровыми уровнями (0/1), которые зависят от напряжения питания. Данная микросхема в большинстве случаев может также заменить м/с К176КТ1 (импортный аналог 4016) и отличается от нее меньшим сопротивлением канала в открытом состоянии. AT90S2313 достигает производительности, приближающейся к уровню 1 MIPS на МГЦ.Ядро AVR содержит набор из инструкций и 32 рабочих регистра общего назначения.Так как полевой транзистор IRF740 имеет емкость затвора более 1000ПФ, для его быстрого закрытия используется предварительный каскад на транзисторе VT2. Во время действия высоковольтной части импульса самоиндукции этот коэффициент снижается до 1 с помощью аналогового ключа D2.1 что предотвращает перегрузку входного усилительного тракта и обеспечивает быстрое вхождение в режим для усиления слабого сигнала. С помощью второго интегратора DA1.3 производится автоматическая балансировка входного усилительного тракта по постоянному току. На время интегрирования полезного сигнала открывается ключ D2.2 и соответственно закрывается ключ D2.4. После завершения интегрирования сигнала ключ D2.2 закрывается и открывается ключ D2.4.При включении прибора в поисковой головке создается электромагнитное поле, которое распространяется в окружающую среду. На поверхности металлов, попавших в зону действия поисковой катушки, под действием электромагнитного поля возникают, так называемые, вихревые токи. Эти вихревые токи создают собственные встречные электромагнитные поля, приводящие к снижению мощности электромагнитного поля, создаваемого поисковой катушкой, что и фиксируется электронной схемой прибора. Такие металлы как золото, серебро, медь имеют высокую электропроводность по сравнению с железом, тонкой алюминиевой фольгой, никелем и минералами.При разработке устройства, особенно на этапе монтажа элементов на печатную плату, необходимо соблюдать меры предосторожности. Паяльник должен быть в исправном состоянии, его провод не должен иметь никаких переломов, изгибов, изоляция паяльника должна быть целой. При пайке элементов используется флюс, который изза высокой температуры жала паяльника частично испаряется, а для удаления лишнего флюса с печатной платы используется растворитель, а это значит, что помещение, в котором осуществляется монтаж элементов, должно быть оснащено специальными вытяжками, а также должно хорошо и регулярно проветриваться, а сам работающий должен делать перерывы в работе.Ухудшающаяся с каждым годом экологическая обстановка в Республике Беларусь грозит в ближайшем будущем достигнуть критических размеров и превратиться в настоящее экологическое бедствие. Крайне отрицательное воздействие на окружающую среду оказывают отработанные электронно-цифровые устройства, которые состоят из, различного рода, элементов и металлов. Если просто выкинуть устройство на свалку, то его элементы и составляющие со временем начнут разлагаться, и, безоговорочно, вредные вещества могут попасть в почву, в воду, в воздух, а через них - в организм людей.В процессе проектирования были созданы электрическая структурная и принципиальная схемы, выбрана и рассчитана элементная база, на которой построено устройство, а также была описана специфика проектирования, эксплуатации и утилизации данного устройства.
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ РАЗДЕЛ
1.1 Назначение и технические характеристики устройства
1.2 Разработка электрической структурной схемы
1.3 Выбор элементной базы
1.4 Разработка электрической принципиальной схемы
1.5 Принцип действия
2. ЭНЕРГО- И МАТЕРИАЛОСБЕРЕЖЕНИЕ
3. ОХРАНА ТРУДА
4. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Вывод
Согласно индивидуальному варианту задания было разработано электронное устройство-импульсный металлоискатель. В процессе проектирования были созданы электрическая структурная и принципиальная схемы, выбрана и рассчитана элементная база, на которой построено устройство, а также была описана специфика проектирования, эксплуатации и утилизации данного устройства.
Для разработки устройства использовалась специализированная литература, в которой описаны основные принципы расчета источника питания для устройства и элементной базы. Также при проектировании использовалось специализированное программное обеспечение, в частности SPLAN - для создания электрической структурной и принципиальной схем устройства, а также MSOFFICEWORD - для оформления текста пояснительной записки.