Разработка принципиальной электрической схемы на базе микропроцессора. Механизм работы устройства, его зависимость от сигналов, приходящих на микроконтроллер от датчиков присутствия человека в помещении. Выбор датчика присутствия. Расчет параметров реле.
Аннотация к работе
Работа устройства организована по следующему принципу: контроллер предназначен для освещения темного помещения и его принудительной вентиляции;Микроконтроллер - это микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает на одном кристалле функции процессора и периферийных устройств, содержит ОЗУ и (или) ПЗУ. Существует огромное количество типов микроконтроллеров, отличающихся архитектурой процессорного модуля, размером и типом встроенной памяти, набором периферийных устройств, типом корпуса и т.д. В отличие от обычных компьютерных микропроцессоров, в микроконтроллерах часто используется гарвардская архитектура памяти, то есть раздельное хранение данных и команд в ОЗУ и ПЗУ соответственно. Неполный список периферии, которая может присутствовать в микроконтроллерах, включает в себя: · универсальные цифровые порты, которые можно настраивать как на ввод, так и на вывод;16-разрядные микроконтроллеры семейства F2MC-16LX имеют архитектуру с общей памятью программ и данных, без явных различий между командами и данными. Микроконтроллеры обеспечивают типовую производительность в 16 MIPS (миллионов команд в секунду), используются в разработках домашней и офисной электронной техники, систем безопасности, автомобильной автоматики и др. Семейство включает около сотни разных типов микроконтроллеров, различающихся максимальной внутренней частотой (8, 16, 20, 24 МГЦ), типом энергонезависимой памяти ROM (масочные, однократно программируемые и Flash версии), объемом ROM (от 24 до 384 Кбайт), объемом оперативной памяти RAM (от 1 до 16 Кбайт). В микроконтроллерах семейства в разных комбинациях размещаются более 15 типов периферийных устройств с разными характеристиками (таймеров, модулей ввода/вывода, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей, широтно-импульсных модуляторов, контроллеров управления шаговыми двигателями и др.). При разработке данного семейства особое внимание было уделено снижению энергопотребления микроконтроллеров.В качестве датчика нахождения человека в помещении используется датчик присутствия. Обычно под этим термином подразумевается электронный инфракрасный датчик, обнаруживающий присутствие и перемещение человека, и коммутирующий питание электроприборов (чаще всего освещения). Датчики присутствия часто выбирают в том же дизайне, что и выключатели с розетками. Принцип работы оптического барьерного датчика: Принцип работы основан на отслеживании уровня инфракрасного (ИК) излучения в поле зрения датчика (сенсора), чаще всего, пироэлектрического. Функционирование пассивного инфракрасного регистратора присутствия: Тепловые лучи фокусируются с помощью сегментной линзы и направляются к пиродетектору.Структурная схема устройства принудительной вентиляции приведена на рисунке 2.1. Назначение блоков структурной схемы: Микроконтроллер - это микросхема, предназначенная для управления всей работы проектируемой системы.Функциональная схема устройства кондиционирования приведена на рисунке 3.1. Назначение блоков функциональной схемы: Датчик присутствия - работает по принципу ИК сигнала, отраженного от человека.В курсовом проекте используется микроконтроллер типа MB90F591G серии МВ90590 семейства F2MC-16LX разработанный фирмой Fujitsu. Основные характеристики микроконтроллера MB90F591G: Микроконтроллер MB90F591G организован на базе микропроцессорного ядра F2MC-16LX. Он содержит энергонезависимую память (ROM) типа Flash объемом 384 Кбайт и оперативную память RAM объемом 8 Кбайт. Микроконтроллер включает ряд периферийных модулей: - Трехканальный дуплексный универсальный асинхронный приемопередатчик (UART) с максимальной скоростью обмена в асинхронном режиме 500 Кбод и в синхронном режиме - 2 Мбод; 6-канальный 16-разрядный блок сравнения/формирования выходных сигналов (Output Compare);Выбираем датчик движения МА3102. Блок представляет собой датчик движения (детектор присутствия), подключаемый к персональному компьютеру через USB-порт для его настройки и управлять силовыми нагрузками. Конструктивно устройство выполнено на двухсторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Исходя из технических характеристик датчика необходимо отметить, что при моменте, когда человек появляется в зоне излучения с выхода датчика необходимо получить единицу.При выборе реле необходимо учитывать, чтобы коммутируемая нагрузка составляла 220В, что необходимо для включения вентилятора.Для управления реле выбираем полевой транзистор КП921А. Выпускается в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Транзистор работает в ключевом режиме, а к стоку подсоединяется обмотка реле. Для предотвращения повреждения транзистора высоковольтным импульсом ЭДС самоиндукции, который возникает при обесточивании обмотки реле, необходимо поставить диод VD1.Рисунок 5.1 Электрическая схема блока управления контроллером кондиционированияW 1; счетчик для таймера света (для подсчета 30 сек из 2Hz) TIMERPEOPLEOUTCOOL. RES. B 1; включен ли таймер B 1; включен ли таймер B 1; включен ли таймер TIMERSETON: cb
План
Содержание
Техническое задание на проектирование
1. Теоретическая часть
1.1 Микроконтроллеры
1.2 Микроконтроллеры семейства Fujitsu F2MC-16FX
1.3 Датчик присутствия
2. Структурная схема объекта проектирования
3. Функциональная схема объекта проектирования
4. Разработка принципиальной электрической схемы
4.1 Микроконтроллер
4.2 Выбор датчика присутствия
4.3 Выбор и расчет параметров реле
4.4 Выбор транзистора
5. Принципиальная схема
6. Программное обеспечение
Заключение
Список использованных источников
Вывод
В результате выполнения курсового проекта разработано устройство кондиционирования. Разработана принципиальная электрическая схема. Устройство работает на базе микропроцессора типа MB90F591G серии МВ90590 семейства F2MC-16LX разработанный фирмой Fujitsu. Также разработано программное обеспечение на данный тип микроконтроллера. Устройство работает в зависимости от сигналов, приходящих на микроконтроллер от датчиков присутствия человека в помещении. Разработанное устройство удовлетворяет поставленным требованиям.
Список литературы
1. "Микропроцессорные средства систем управления", Б.Н. Гаврилин, Е.И. Гуревич, В.А. Можаев, В.М. Шеленков - Москва, Издательство МАИ, 2007г.
2. "Микроконтроллеры 16-разрядные семейства 16LX фирмы Fujitsu. Справочное пособие"
3. "Полупроводниковая схемотехника", У. Титце, К. Шенк, 4. "Микропроцессорные средства систем управления" Гаврилин Б.Н. и др.
5. "Датчики: Справочное пособие" Шарапов В.М. и др.