Назначение устройства "Таймер сенсорный", обзор методов построения его аналогов. Выбор и обоснование структурной и принципиальной электрических схем. Электрический расчет узла. Подбор резисторов, конденсаторов, транзисторов, светодиодов, реле и микросхем.
В настоящее время в радиоэлектронике широкое применение нашел класс устройств, позволяющий осуществлять бескнопочное (сенсорное) управление нагрузкой - лампами освещения, различными машинами и механизмами.Проектируемое устройство "Таймер сенсорный" позволяет производить дистанционное управление различной силовой и осветительной нагрузкой. Устройство предназначено для управления, в основном, бытовой нагрузкой, но после доработки выходного узла может быть применено и для управления промышленной силовой нагрузкой, например электродвигателями.При прикосновении пальцем к паре сенсорных пластин включается светильник. Пара сенсорных пластин это Е1 и Е2 вместе с резистором R1 и резистором R2 образуют делитель напряжения, поступающего на вывод 1 элемента D1.1 В свободном состоянии ток через R1 создает напряжение высокого логического уровня на выводе 1 D1.1 При этом на соединенных вместе выходах D1 3 и D1.4 - логический ноль. Полевой транзистор VT1 закрыт и напряжение на лампу Н1 не поступает. В этом случае на выводе 1 D1 1 будут импульсы с частотой электросети Оба случая равнозначны, так как и в том случае и в другом возникает перепад напряжения на выводе 1 D1 1 Не важно, это один или множество перепадов, важно что первый же из них запускает одновибратор на элементах D1.1-D1.2, который формирует одиночный импульс фиксированной длительности.Разрабатываемый таймер состоит из следующих функционально связанных блоков: элемента сенсорного, компаратора, узла зарядно-разрядного, цепи интегрирующей, элемента обратной связи, буферного каскада и ключа релейно-транзисторного. Схема электрическая структурная разрабатываемого таймера приведена на рисунке 3.1На элементах DD1.1, DD1.2 собран компаратор напряжения, на DD1.2, DD1.3 - одновибратор, элемент DD1.4 - буферный. После подачи питающего напряжения конденсатор С2 заряжается через резистор R7; и когда на выходе элемента DD1.4 установится низкий уровень, таймер перейдет в состояние готовности. На входах элемента DD1.1 низкий уровень, поэтому на выходе компаратора (вывод 3 DD1) также низкий, а на выходе одновибратора (вывод 11 DD1) - высокий, поэтому конденсатор С2 останется заряженным, а С1 - разряженным. Через резистор R5 начнется зарядка конденсатора С1, продолжительность которой около 0,04 с, а через резистор R8 и диод VD2 - быстрая разрядка конденсатора С2 продолжительностью меньше указанного времени. Если к сенсорному элементу не прикасаться, компаратор, а затем и одновибратор вернутся в исходное состояние, светодиод HL1 включится и начнется зарядка конденсатора С2 через резистор R7 до напряжения переключения элемента DD1.4, продолжительность которой и определяет время выдержки.В соответствии с техническим заданием, необходимо произвести расчет узла одновибратора на элементах DD1.3, DD1.4 по длительности формируемой им длительности выдержки времени на переключение схемы в исходное состояние. Схема узла приведена на рисунке 5.1 Основными элементами схемы, которые обеспечивают формирование этой выдержки продолжительностью до 25 секунд, являются элементы интегрирующей цепи R7C2.Для разрабатываемой конструкции выбираем тип С2-23 как наиболее подходящий по параметрам. Основные параметры некоторых типов электролитических конденсаторов приведены в таблице 6.3 Основные параметры некоторых типов импульсных диодов приведены в таблице 6.4 Выбираются диоды Д220А, как обладающие оптимальным значением максимально допустимого импульсного прямого тока, максимально допустимого постоянного или среднего прямого тока и достаточным значением максимально допустимого импульсного напряжения. Параметры некоторых типов отечественных полевых транзисторов приведены в таблице 6.5В результате обзора методов построения аналогов проектируемого устройства, сравнения их достоинств и недостатков были сформулированы технические условия, предъявляемые к проектируемому устройству, сделан выбор и обоснование структурной схемы, произведено описание принципа ее работы.
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОГО УСТРОЙСТВА
2. ОБЗОР МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ АНАЛОГОВ ПРОЕКТИРУЕМОГО УСТРОЙСТВА
3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТРУКТУРНОЙ. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПА РАБОТЫ
4. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ
5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ УЗЛА
6. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Вывод
В курсовом проекте разработан "Таймер сенсорный" на современной элементной базе.
В ходе проектирования были раскрыты вопросы, касающиеся назначения и области применения проектируемого устройства.
В результате обзора методов построения аналогов проектируемого устройства, сравнения их достоинств и недостатков были сформулированы технические условия, предъявляемые к проектируемому устройству, сделан выбор и обоснование структурной схемы, произведено описание принципа ее работы.
На основании структурной схемы была выбрана схема электрическая принципиальная проектируемого устройства.
В соответствии со схемой электрической принципиальной и достижениями современной радиотехники был сделан и обоснован выбор элементной базы устройства.
Список литературы
1. Журнал «Радио», 2013г., №4, М. Бойко, "Дистанционный выключатель ", стр. 52.
