Разработка программируемого термостабилизатора - Дипломная работа

Дипломный проект состоит из 6 разделов, описывающих конструкторско-технологические,расчетно-проектировочные, экономические аспекты выполненной работы, а также комплекс мероприятий по энерго - и материалосбережению, охране труда и окружающей среды.Терморегулятор может контролировать воздух в теплице, в отпускных печах, в жилом помещении и пр. Принцип работы любой терморегуляции состоит в плавном или скачкообразном изменении мощности нагревательного элемента, срабатывания электроклапана или электрически управляемой водяной задвижки в зависимости от температуры датчика контролируемой среды. Существуют терморегуляторы со скачкообразным изменением мощности, при нагрузке которых нагревательный элемент отключается, как только температура датчика достигает определенного значения, и выключается при понижении температуры до ее заданного значения.В качестве аналога проектируемого мною устройства я выбрал следующий терморегулятор(термостабилизатор), он выпускается частным предприятием «Энергосбережение». Терморегулятор ТРМ 1 предназначен для измерения, регистрации или регулирования температуры теплоносителя в холодильной технике, сушильных шкафах, печах, и т. д. Терморегулятор ТРМ 1 предназначен для измерения, регистрации или регулирования температуры теплоносителей и различных сред в холодильной технике, сушильных шкафах, печах различного назначения и другом технологическом оборудовании. Основные функции измерителя-регулятора ТРМ 1 представлены в таблице 2.1.1 1 УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ВХОД для подключения широкого спектра датчиков температуры, давления, влажности, расхода, уровня и т. п.В данном разделе необходимо представить структурную схему (рис.2.2.1) разрабатываемого нами усилителя на микроконтроллере. В ее состав входят следующие функциональные блоки: ТЭН-трубчатый электронагреватель, применяется для нагревания различной среды (воздуха, газов, воды и т.д.) посредством конвекции, теплопроводности, излучения тепла путем преобразования электроэнергии в тепловую. МК-микроконтроллер, центральный блок управления, который согласует все блоки входящие в структурную схему и выполняет заданную программу.В дипломном проекте был выбран однокристальный 8-разрядный Flash CMOS микроконтроллер PIC16F84А. Микроконтроллеры имеют встроенное ЭППЗУ программы, ОЗУ данных и выпускаются в 18 и 28 выводных корпусах. Микроконтроллеры семейства PIC имеют очень эффективную систему команд, состоящую всего из 35 инструкций. Все инструкции выполняются за один цикл, за исключением условных переходов и команд, изменяющих программный счетчик, которые выполняются за 2 цикла. 2 Все команды выполняются за один цикл(200ns), кроме команд перехода-2 циклаВХОДНОЙ ДИОД:-Прямой ток 50MA-Обратное напряжение 6V-Рассеяние мощности 120 МВТ ВЫХОДНОЙ ФОТО ДВУСТОРОННИЙ ТИРИСТОРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ:-Негосударственное выходное напряжение терминала 400V-Прямой ток (Пик) 1A-Рассеяние мощности 150 МВТ РАССЕЯНИЕ МОЩНОСТИ:-Рассеяние Суммарной мощности 250 МВТ Технические характеристики используемого ЖКИ DV-16100-S2FBLY-H/R22 представлены в таблице 2.3.3 Технические характеристики используемых микроконтроллерных термометрических датчиков представлены в таблице 2.3.4На основе структурной схемы, представленной в разделе 2.2, разработана принципиальная схема программируемого термостабилизатора. Принципиальная схема, принципиальная электрическая схема - графическое изображение с помощью условных графических и буквенно-цифровых обозначений (пиктограмм) связей между элементами электрического устройства.Для обеспечения электропитания термостабилизатора будет использоваться блок питания со стабилизированным напряжением 5В. Принципиальная схема блока электропитания представлена на рисунке 2.5.1 Блок питания предназначен для питания стабилизированным напряжением 5В программируемого стабилизатора с током потребления до 0,5 А.Расчет потребляемой мощности является весомым фактором для выбора источника питания, а также по результатам этих расчетов будет видно, является ли целесообразным вообще собирать устройство. Каждый из элементов входящих в состав нашего устройства потребляет различную мощность. Расчеты будут производится для максимального рабочего напряжения элементов. Потребляемая мощность рассчитываться по формуле: P = I Ч U; (2.6.1) где I - ток потребления , U - рабочее напряжение.Запись осуществляется при помощи программатора и программы Pic-prog . В течение следующих нескольких секунд будит выполняться процесс программирования, а затем проверка правильности записанных в микроконтроллер данных. При установке индикация курсора и значений регистров индикации выполняется поочередно. После индикации программа переходит к инициализации и считыванию температуры с первого датчика DS1820. Микроконтроллер принимает девять бит информации с кодом знака температуры в девятом бите и значением десятых долей температуры в первом бите.Для трассировки печатной платы была использована программа Компоновка основной печатной платы устройства представлена на рисунке 3.1.1 Трассировка основной печатной плат

Содержание

Введение

1. Назначение и сфера применения

2. Расчетно-проектировочный раздел

2.1 Выбор и обоснование аналога устройства

2.2 Разработка структурной схемы

2.3 Выбор элементной базы

2.4 Разработка принципиальной схемы

2.5 Разработка блока электропитания

2.6 Расчет мощности

2.7 Разработка программного обеспечения

3. Конструкторско-технологический раздел

3.1 Компоновка и трассировка печатной платы

3.2 Выбор метода производства печатной платы

3.3 Поиск и устранение неисправностей

3.4 Расчет эксплуатационных характеристик

4. Экономический раздел

4.1 Расчет затрат на сырье и материалы

4.2 Расчет затрат на покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты

4.3 Итого материальные затраты

4.4 Расчет тарифной заработной платы производственных рабочих

4.5 Расчет основной заработной платы производственных рабочих

4.6 Расчет дополнительной заработной платы производственных рабочих

4.7 Расчет отчислений от заработной платы производственных рабочих

4.8 Итого прямые затраты

4.9 Расчет накладных расходов

4.10 Расчет отпускной цены проектируемого устройства

5. Мероприятия по энерго- и материалосбережению

6. Охрана труда и окружающей среды

Заключение

Литература

Приложение

Дипломное проектирование - заключительный этап обучения учащихся технических специальностей в учреждении образования «Гомельский государственный дорожно-строительный колледж имени Ленинского комсомола Белоруссии».

Тема дипломного проекта ориентируется на решение конкретной технической или организационной задачи.

Дипломный проект состоит из 6 разделов, описывающих конструкторско-технологические,расчетно-проектировочные, экономические аспекты выполненной работы, а также комплекс мероприятий по энерго - и материалосбережению, охране труда и окружающей среды.

В соответствии с заданием на дипломный проект была поставлена задача разработать программируемый термостабилизатор. Устройство служит для поддержания заданной температуры воды в аквариуме, воды в системе электрического водяного отопления, в системе отопления предприятия, контроля температуры теплообменников подогрева воды, регулирования подачи теплоносителя и теплоприемника и т.д.