СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Обзорная часть 1. Наименование и область применения прибора 2. Основание для создания прибора 3. Назначение прибора 4. Цель разработки 2. Разработка технического задания 1.Требования к конструкции устройства 2.Показатели применения 3. Требования к надежности 4. Требования к технологичности и метрологическому обеспечению разработки, производства и эксплуатации 5. Требования к уровню унификации и стандартизации 2.6. Требования к безопасности при обслуживании по охране окружающей среды 7. Эстетические и эргономические требования 8.Требования к составным частям изделия: сырья, исходным и эксплуатационным материалам 9. Условия эксплуатации (использование), требования к техническому обслуживанию и ремонту 10.Требования к маркировке и упаковке 11.Требования к транспортировке и сохранению 3. Разработка схем 1. Разработка структурной схемы 3.2. Разработка функциональной схемы прибора 3. Разработка принципиальной электрической схемы 4. Заключение Список используемой литературы Приложение 1. Схема сигнализатора структурная Приложение 2. Схема электрическая функциональная Приложение 3. Схема электрическая принципиальная Введение Задачи интенсификации производства, стоящие перед промышленностью и наукой нашей страны, требуют создания новых и совершенствования имеющихся технологических процессов и материалов, строгого контроля качества продукции.
Возрастает роль измерений, как в научном эксперименте, так и на производстве.
Это в полной мере относится к измерениям электрических и неэлектрических величин, методы которых имеют широкую область применения, отличаются универсальностью, быстродействием, совместимостью с новыми техническими средствами.
Новые возможности открылись перед измерительной техникой после появления микропроцессоров, применение которых позволило не только существенно увеличить точность и быстродействие приборов, расширить их функциональные возможности, но и разработать качественно новые «интеллектуальные» устройства, способные производить управление процессом измерения, автоматически выбирать необходимый диапазон измерений, осуществлять автоматическую калибровку, обрабатывать результаты измерения и представлять их оператору в упорядоченной форме.
Имеется также возможность объединения нескольких взаимно дополняющих приборов вместе с ЭВМ в единый информационно-вычислительный комплекс.
Усложнение технологических циклов привело к необходимости одновременного определения большого числа параметров и физических величин, возросла роль динамических измерений. Автоматизация сложных производственных процессов неразрывно связана с применением информационно-измерительных систем, обеспечивающих получение оперативной измерительной информации в должном объеме и эффективное управление течением технологического процесса.
Промышленностью освоены и выпускается много типов микропроцессоров, благодаря которым обеспечены исключительные преимущества цифровым методам обработки информации. Однако существуют аналоговые сигналы, которые надо принимать, обрабатывать, хранить и выдавать пользователю. Важное значение приобретает проблема связи аналоговых объектов с цифровыми управляющими машинами, в частности вопросы преобразований, нормализации сигналов, методы и средства передачи аналоговых сигналов по линиям связи при наличии помех и т.д. Применение микропроцессоров и микро-ЭВМ для сбора данных и управления производственными процессами вызывает ряд проблем аналого-цифрового преобразования сигналов, которые должен решать пользователь.
Для обработки аналоговых и цифровых сигналов разработана большая номенклатура микросхем, среди которых можно отметить генераторы, усилители, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, модуляторы, компараторы, переключатели тока и напряжения, элементы выборки и хранения, фильтры, вторичные источники питания, центральные процессорные элементы, устройства управления вводом-выводом, программируемые параллельные и последовательные интерфейсы, контроллеры прямого доступа к памяти, магистральные приемопередатчики, блоки микропрограммного управления, приоритетного прерывания, арифметические расширители, запоминающие устройства, многофункциональные синхронизирующие устройства, программируемые таймеры и т.п. Большинство перечисленных схем и устройств являются функциональными составными частями микропроцессорных комплектов, в значительной степени определяя архитектуру микро-ЭВМ. Однако практически любая микро-ЭВМ кроме основных функциональных БИС содержит и значительное число микросхем малой и средней степени интеграции, особенно в периферийном оборудовании, датчиках первичной информации, устройствах встроенного контроля и диагностики, устройствах отображения информации и т.д. Контроль сложных изделий – трудоемкий и длительный процесс, требующий усилий большого числа лиц для получения достоверной информации.
Системы контроля на базе микро-ЭВМ обладают большими преимуществами в отношении стоимости контроля, уменьшения времени его проведения и обработки результатов, надежности, обеспечивают значительную гибкость, высокую компактность и модульную простоту, а также открывают широкие возможности для новых приложений, ранее требовавших использования дорогих специализированных ЭВМ. В основу решения задачи автоматизированного контроля технического состояния объектов положены следующие принципы: максимальная степень автоматизации процесса контроля и сведение к минимуму числа ручных операций, повышение достоверности результатов контроля, автоматическая выдача протокола результатов испытаний; высокая надежность системы, основанная на использовании встроенной микро- ЭВМ и модульной структуры; максимальная простота и доступность программного обеспечения, благодаря которым система контроля может обслуживаться лицами, не являющимися специалистами в области вычислительной техники. 1.
Обзорная часть 1.1.
Наименование и область применения прибора  Наименование: - «Система автоматического контроля условий эксплуатации оборудования»  Область применения: В сфере контроля условий эксплуатации оборудования. А именно, на метеостанциях, в химической и пищевой промышленности, в фармацевтике и микробиологических лабораториях, в электронике и сельском хозяйстве. 1.2.
Основание для создания прибора Основанием для создания «Системы автоматического контроля условий эксплуатации оборудования» является возможность улучшения производственных и качественных показателей в различных сферах промышленности. 1.3.
Назначение прибора «Система автоматического контроля условий эксплуатации оборудования» предназначена для контроля и тестирования следующих метеорологических параметров: температура, давление, влажность.
Также в данном устройстве предусмотрена индикация часов реального времени. 1.4.
Цель разработки  Создание функционально законченной системы автоматического контроля условий эксплуатации оборудования  Автоматизация технологических процессов в качестве автономного средства измерения (контроля);  Качественное повышение уровня контроля, измерения, управляемости технологическими процессами на предприятии;  повышение производительности труда обслуживающего персонала. 2.
Разработка технического задания 2.1.
Требования к конструкции устройства. 2. Электрическая прочность изоляции «Системы автоматического контроля усл... 4. Изделие по показателям помехоустойчивости и ликвидации помех, которые ...
Показатели применения. Требования к сети:  Питание от сети ~ В: 220; ... .
 Конструкция «Системы автоматического контроля условий экс... .  Конструкция «Системы автоматического контроля условий экс... Требования к технологичности и метрологическому обеспечению разработки... 2.4.
Требования к уровню унификации и стандартизации  В качестве комплектующих единиц и деталей (коммуникационные изделия электроники, детали крепления, детали установки) должны использоваться серийные изделия.  Монтажные платы, панели, узлы крепления и установки должны быть унифицированы.  Коэффициент унификации стандартных и заимствуемых деталей должен быть не менее 0.9. 2.6.
 По мере защиты человека от поражения электрическим током ... . Требования к безопасности при обслуживании по охране окружающей среды. amp;#61692; Конструкция «Системы автоматического контроля условий эксп...  Конструкция «Системы автоматического контроля условий экс...
Эстетические и эргономические требования Изделие по своим эргономичным показателям должно обеспечивать удобство при монтаже и эксплуатации. 2.8.Требования к составным частям изделия: сырья, исходным и эксплуатационным материалам Покупные изделия и материалы применяются без ограничений. 2.9. Условия эксплуатации (использование), требования к техническому обслуживанию и ремонту Изделие должно быть изготовлено для климатического условия УХЛ 1.2 согласно ГОСТ 15150-79. 2.10.
Требования к маркировке и упаковке.  Каждое изделие в упаковке должно фиксироваться в транспор...  Упаковка должна обеспечить целостность изделия при работа...  Упаковка должна быть выполнена в виде картонной коробки. 2.11..
Требования к транспортировке и сохранению.  Требования к виду транспорта не предъявляются.  Условия сохранения изделия в таре должны отвечать следующ...  Размещение и крепление упакованных изделий в транспортных...  Расстояние между стенами, полом и изделием должно быть не...
Разработка схем 3.1.
Связь с ЭВМ осуществить по интерфейсу. Блок измерений состоит из трех ... 3.2. Разработка структурной схемы. . В устройстве применить динамическую индикацию, которая представляет со...
Однако довольно сложно подобрать все датчики таким образом, чтобы они ... Поэтому неизбежно появление дополнительных элементов, схем и цепей, ко... На выходе этого датчика стоит делитель напряжения на 10. Датчик обеспечивает преобразование температуры в напряжение с градуиро... Наиболее сложной схемой согласования обладает датчик влажности, т.к.
При разработке принципиальной схемы учитывать нагрузочную способность ... Разработка принципиальной электрической схемы. Выбор данного микроконтроллера обусловлен наличием в нем часов реально... управляется стандартным набором команд 8051) и имеет четыре порта ввод...
выводы, предназначенные для управления часами.
Часы осуществляют отсчет реального времени и выполняют календарные функции.
Отсчет времени осуществляется с дискретностью 1/256 секунд, что позволяет пользователю считать секунды, минуты, часы и дни с высокой точностью. В устройстве предусмотрена связь с персональным компьютером посредством интерфейса.
Из компьютера загружается программа в микроконтроллер.
Компьютер через определенные промежутки времени отправляет запрос в микроконтроллер на получение значений измеряемых величин.
В качестве интерфейса для разрабатываемой конструкции выбрать RS-485, т.к. он имеет большую дальность и при этом имеет наибольшую скорость передачи данных, что позволяет опрашивать несколько приборов на довольно большом расстоянии при подключении к одному компьютеру нескольких приборов.
Интерфейс RS-485 это более совершенная форма интерфейса RS-422. Обеспечивает полудуплексный обмен по одной витой паре. Допускает параллельное соединение до 32 устройств. Имеет три уровня защиты: защита от КЗ интерфейсного кабеля; защита от коллизий (одновременной передачи двух и более устройств); защита от перегрузки – основана на тепловом принципе – производит аварийное отключение схемы при нагреве кристалла до 150С. Для нормальной работы микроконтроллера также необходим кварцевый резонатор и схема сброса.
Кварцевый резонатор частотой 32,768 кГц, подключается между выводами RTCX1 и RTCX2. При этом возможны два случая: 1. Использование конденсаторов емкостью 6 пФ. При этом имеем меньшее потребление энергии, поэтому срок работы резервного элемента питания увеличивается, но схема становится более чувствительна к шумам. 2. Использование конденсаторов емкостью 12,5 пФ. При этом имеем большее потребление энергии, поэтому срок работы резервного элемента питания уменьшается, но уменьшается чувствительность к шумам.
Т.к. основной режим предполагает работу устройства от внешнего источника питания, то выбираем конденсаторы емкостью 12,5 пФ, при этом работа генератора будет более устойчивой. Чтобы информация в памяти микроконтроллера не стиралась, а также часы реального времени не сбрасывались, при отключении прибора от внешнего источника питания, используется резервный источник питания.
Номинальное напряжение батареи – 3 В. Микроконтроллер переключается на резервный источник питания, когда напряжение источника питания падает ниже напряжения батареи (т.е. ниже 3 В). Таким образом, обычная литиевая батарейка служит около десяти лет. Схема электрическая принципиальная изображена в приложении №3. 4. Заключение «Система автоматического контроля условий эксплуатации оборудования» должна быть экономным в потреблении электроэнергии, рациональна при размещении деталей и монтаже электрической схемы.
Список используемой литературы 1. Датчики: устройство и применение. Виглеб Герхард. М.: Мир, 1995г 196 с. 2. Датчики теплофизических и механических параметров. Справочник. Т.1. Под общ. ред. Ю.Н.Коптева; Под ред. Е.Е.Богдатьева, А.В.Гориша, Я.В.Малкова - М.: ИПРЖР,1998г 458 с ил. 3. Датчики теплофизических и механических параметров. Справочник. Т.2. Под общ. ред. Ю.Н.Коптева; Под ред. Е.Е.Богдатьева, А.В.Гориша, Я.В.Малкова - М.: ИПРЖР,1999г 688 с ил. 4. Хоровиц П Хилл У. Искусство схемотехники: в 3-х томах.
Пер. с англ. Изд. 4-е. Перераб. И доп. М.: Мир, 1993г 413 с. 5. Chip News 99-2000гг. 6. Датчики теплотехнических и механических величин. Справочник. А.Ю.Кузин, П.П.Мальцев, И.А.Шапортов. М.: Энергоатомиздат, 1996г 128с. 7. http://www.dalsemi.com. 8. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах/ В.В.Сташин, А.В.Урусов, О.Ф.Мологонцева. – М. : Энергоатомиздат, 1990. – 224 с. 9. Справочник разработчика и конструктора РЭА. Элементная база: Справ./Масленников М.Ю. и др. – М.: Энергоатомиздат, 1993. – 451 с. 10. Полупроводниковые приборы.
Диоды высокочастотные, импульсные, оптоэлектронные приборы: Справочник. – 2-е изд стереотип. А.Б.Гитцевич, А.А.Зайцев, В.В.Мокряков и др.: Под ред. А.В.Голомедова. – М.: КубК-а, 1995. – 592 с ил. 11. Александров К.К Кузмина Е.Г. Электротехнические чертежи и схемы. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 288 с ил. 12. Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования Micro-Cap V. М.: Солон, 1997, 270с. 13. «Методические указания для студентов СП.190900-ИИТ»- МГОУ 2004. Приложение №1. Схема электрическая структурная.