Разработка охранной системы с цифровой индикацией - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Процессы передачи сигнала от датчика к устройству управления. Назначение и технические характеристики охранной системы с цифровой индикацией. Разработка электрических структурной и принципиальной схем, выбор элементной базы. Расчет узлов и блоков.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1.1 Назначение и технические характеристики устройства
1.2 Разработка электрической структурной схемы
1.5 Разработка электрической принципиальной схемы
Темой данного курсового проекта является разработка охранной системы с цифровой индикацией.
Объектом исследования являются процессы передачи сигнала от датчика к устройству управления.
Предметом исследования являются датчики, которые должны реагировать на взлом.
Целью исследования является теоретическое исследование применения охранных устройств, принципа действия охранной системы в целом, а также характеристик датчиков.
1. Проанализировать теоретическую базу построения современных охранных устройств;
2. Выбрать способ передачи сигнала от датчика к устройству управления;
3. Создать структурную и принципиальную схемы устройства охранной системы.
Теоретическая значимость: детально проработать материалы по современным охранным системам, исследовать новейшие схемы их функционирования.
Практическая значимость заключается в том, что безукоризненное реагирование датчика на взлом позволит своевременно проинформировать об этом событии и, как следствие, принять необходимые меры.
1. Расчетно-проектировочный раздел
1.1 Назначение и технические характеристики устройства
Существует 3 способа передачи сигнала от датчика к устройству управления:
1) Передача сигнала по токоведущим элементам. В данном случае электрический сигнал, исходящий от датчика, поступает на устройство управления посредством токоведущих элементов.
2) Передача сигнала по радиосвязи. Осуществляется следующим образом: электрический сигнал от датчика поступает на радиопередатчик, который преобразовывает сигнал в радиоволны и излучает их. Излученная радиоволна улавливается радиоприемником, далее происходит преобразование радиоволны в электрический сигнал, который поступает на устройство управления.
3) Комбинированный способ передачи сигнала. Особенность данного способа заключается в том, что, в случае повреждения токоведущих элементов, сигнал будет передан на устройство управления по радиосвязи. То есть радиосвязь, в данном случае, является запасным способом передачи сигнала.
В данном курсовом проекте будет использоваться комбинированный способ передачи сигнала, так как данный способ обладает большей надежностью, нежели остальные.
Охранная система с цифровой индикацией предназначена для защиты имущества от хищения и помещения от несанкционированного проникновения.
Данную охранную систему можно установить в сейфе либо в помещении на дверь или окно.
1.2 Разработка электрической структурной схемы
При разработке структурной схемы охранной системы необходимо определить и учесть назначение каждого функционального узла и связи между ними.
Рисунок 1 - Электрическая структурная схема охранной системы с цифровой индикацией
Структурная схема охранной системы с цифровой индикацией состоит из следующих блоков:
1. Д - Датчик. Устройство, служащее для формирования электрического сигнала при взломе.
2. УУ - Устройство управления. Служит для обработки поступившего от датчика сигнала.
3. УИ - Устройство индикации. Служит для отображения информации о текущем состоянии.
4. РПд - Радиопередатчик. Устройство, служащее для преобразования сигнала датчика в радиоволны. Используется, когда связь между устройствомуправления и датчиком отсутствует.
5. РПр - Радиоприемник. Устройство, служащее для приема радиоволн, излучаемых радиопередатчиком, и последующим преобразованием их в электрический сигнал. Используется наряду с радиопередатчиком.
6. БП - Блок питания. Обеспечивает охранную систему электрической энергией.
Микросхема К155ЛИ1, реализует функцию логического умножения. Используется для обработки электрического сигнала, поступившего от датчика, в результате его реагирования на взлом.
Таблица 1 - Характеристики электрические микросхемы К155ЛИ1[1]
Цифровой семисегментный индикатор BS-A402RDGс общим анодом, зеленым цветом свечения и высотой символов 10,16 мм. Используется для информирования оператора охранной системы о взломе.
Рисунок 3 - УГО индикатора BS-A402RDG
Таблица 2 - Характеристики электрические индикатора BS-A402RDG [2]
Транзистор KT201Aсо структурой n-p-n. Является основным элементом, на базе которого построен датчик. Принцип работы датчика основан на работе транзистора в качестве электронного ключа.
Таблица 3 - Характеристики электрические транзистора KT201A[3]
Реле Т73 двухпозиционное. Используется для переключения из одного состояния в другое. Коммутация происходит при протекании тока через базу транзистора.
Таблица 4 - Характеристики электрические реле Т73[4]
Для обеспечения охранной системы с цифровой индикацией напряжением питания и током требуемого уровня необходимо произвести расчет источника питания. Сначала нужно рассчитать трансформатор, для этого необходимо задаться основными параметрами источника питанияI н и U н . [5]
Определим переменное напряжение на вторичной обмотке трансформатора.
где B-коэффициент, зависящий от тока нагрузки,U н - напряжение на нагрузке, В;
Для I н = 0,1 А значение коэффициента B = 0,8.
Произведем расчет тока, протекающего через каждый диод выпрямительного моста.
где C-коэффициент, зависящий от тока нагрузки, I н - ток нагрузки, А;
Для I н = 0,1 А значение коэффициента C = 2,4.
Рассчитаем обратное напряжение, которое будет приложено к каждому диоду.
где U н - напряжение на нагрузке, В;
Исходя из рассчитанных значений I д и U обр , выбираем тип диодов выпрямительного моста.
Таблица 5 - Характеристики электрические диода Д7А [6]
Определяем емкость конденсатора-фильтра.
где I н - ток нагрузки, А;U н - напряжение нагрузки, В;K п - коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения.
Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения K п = 100.
C ф = 32000,1 / 12100 = 0,26 (мкФ);
Исходя из рассчитанного значения C ф , выбираем тип конденсатора-фильтра.
Таблица 6 - Характеристики электрические конденсатора К10-17Б[6]
Рассчитаем максимальное значение тока, протекающего через вторичную обмотку трансформатора.
Определим мощность, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора.
где U 2 - напряжение на вторичной обмотке трансформатора,В; I 2 -ток, протекающий через вторичную обмотку трансформатора, А;
Исходя из расчетов P 2 , определяем мощность трансформатора.
Где P 2 - максимальнаямощность, потребляемая от вторичной обмотки, Вт;
Определим ток, протекающий через первичную обмотку трансформатора.
где P тр - мощность трансформатора, Вт;U 1 -напряжение на первичной обмотке трансформатора, В;
За значение напряжения на первичной обмотке трансформатора принимается рабочее напряжение электросети U 1 = 220 В.
Рассчитаем необходимую площадь сечения сердечника магнитопровода.
где P тр - мощность трансформатора, Вт;
Определим число витков первичной обмотки трансформатора.
где U 1 -напряжение на первичной обмотке трансформатора, В;S-площадь сечения сердечника магнитопровода, см 2 ;
W 1 = 50220 / 2,34 = 4700 (витков);
Определим число витков вторичной обмотки трансформатора.
где U 2 -напряжение на вторичной обмотке трансформатора, В; S-площадь сечения сердечника магнитопровода, см 2 ;
Выбираем диаметр провода обмоток d.
охранная система цифровая индикация
Трансформатор сетевого напряжения ТПП224
Таблица 7 - Характеристики электрические трансформатора ТПП224[6]
Трансформатор не может идеально понизить напряжение до заданного значения, поэтому необходимо выбрать стабилизатор напряжения. Выбор производится, исходя из значений напряжения на нагрузке и тока нагрузки.
Таблица 8 - Характеристики электрические стабилизатора напряжения К142ЕН1Б [5]
Для обеспечения микросхемы DD1 напряжением питания необходимого уровня рассчитаем необходимое значение сопротивления и, исходя из расчетов, выберем тип резистора.
где R DD1 - значение сопротивления резистора R2, U п DD1 -напряжения питания цифровой микросхемы DD1, I н - ток нагрузки.
Выбираем конкретный тип резистора R2 [2]
Для обеспечения индикатора HG1 напряжением питания необходимого уровня рассчитаем необходимое значение сопротивления и, исходя из расчетов, выберем тип резисторов.
где R HG1 - значение сопротивления резисторов R1и R3, U п HG1 -напряжение питания индикатора HG1, I п - ток, потребляемый индикатором HG1.
Выбираем конкретный тип резистора R1, R3.[6]
Рассчитаем значение сопротивления резистораR4датчика, подключенного к базе транзистора и выберем тип резистора. [6]
гдеR VT1 - сопротивление резистора, подключенного к базе транзистора VT1, U п VT1 -напряжение питания транзистора VT1, I н - ток нагрузки.
Выбираем конкретный тип резистора R4. [6]
Выбираем конденсаторыC1, C2, C3, C4в соответствии со значением напряжения на нагрузке.
Выбираем конкретный тип конденсатора C1, C2, C3, C4. [6]
C1, C2, C3, C4 - К10-23-16В-330пФ±10%;
Выбираем катушки L1 и L2 для колебательного контура радиопередатчика и радиоприемника.
Выбираем конкретный тип катушки L1, L2 [6]
Антенны WA1 и WA2 изготавливаются в виде дорожек на печатной плате. Антенны-дорожки располагаются на расстоянии не менее 5 мм от остальных цепей устройства и имеют одинаковую длину.
Переключатель K1 - является кнопкой включения питания.
K3 - контакт на размыкание, являющийся охранным шлейфом.
Расчет потребляемой мощности можно произвести путем сложения мощности каждого отдельного элемента схемы, не считая индуктивности и емкости.
Таблица 9 - Расчет потребляемой мощности
Рассчитаем ток, потребляемый схемой. [5]
Где I - ток, потребляемый схемой, P-мощность, потребляемая схемой, U-напряжение питания.
1.5 Разработка электрической принципиальной схемы
В соответствии с электрической структурной схемой охранной системы с цифровой индикацией, а также с учетом выбранной элементной базы, разрабатываем принципиальную схему цифрового устройства.
Датчик, реагирующий на взлом, построен на транзисторе VT1, реле K1, резисторе R2 и охранном шлейфе K2. В роли охранного шлейфа может выступать тонкий провод либо контакт на размыкание.
Рисунок 6 - Электрическая принципиальная схема датчика
Устройство управления построено на микросхеме К155ЛИ1 и переключателе K1, служащим для подачи питания.
Рисунок 7 - Электрическая принципиальная схема устройства управления (а - кнопка включения питания, б - микросхема К155ЛИ1)
Устройство индикации построено на семисегментном индикаторе HG1. Также в схеме устройства индикации используются диоды VD4-VD9, которые нужны для обеспечения одностороннего направления течения тока.
Рисунок 8 - Электрическая принципиальная схема устройства индикации
Построен на конденсаторе C2, диоде VD1,антенне W1,конденсаторе и катушке C1 и L1 соответственно, образующих колебательный контур.
Рисунок 9 - Электрическая принципиальная схема радиоприемника
Построен на тех же элементах (конденсаторы C3, C4, диод VD14, катушка L2, антенна W2), что и радиоприемник, но имеет обратную схему включения.
Рисунок 10 - Электрическая принципиальная схема радиопередатчика
Построен на трансформаторе сетевого напряжения T1, диодном мостеVD10-VD13, емкостном фильтре C ф и линейном стабилизаторе напряженияDA1.
Рисунок 11 - Электрическая принципиальная схема блока питания
При включении охранной системы тумблером SB1 на табло индикатора HG1 отображается цифра 0. Цифра 0 означает, что охранная система находится в рабочем состоянии ожидания взлома.
При размыкании охранного шлейфа K2, база транзистора VT1 оказывается подключенной к источнику питания через резистор R2. Транзистор открывается, и между коллектором и эмиттером начинает протекать ток, в результате чего срабатывает реле K1. Электрический сигнал от датчика поступит на входы Cи Dмикросхемы DD1. На выходе CD микросхемы DD1 установится уровень напряжения логической единицы. Сигнал от микросхемы поступит на входы A, B, C, D, E, F, G индикатора HL1 и на его табло отобразится цифра 8, сигнализирующая о взломе.
Когда связь между датчиком и устройством управления отсутствует, сигнал передается посредством радиосвязи. Сигнал поступает на радиопередатчик, в колебательном контуре, состоящем из емкости C4 и индуктивности L2 модулируется в радиоволны и излучается антенной А2. Радиоволна антенной А1 радиоприемника, в колебательном контуре, состоящем из емкости C1 и индуктивности L1 преобразуется в электрический сигнал. Сигнал поступает на микросхему D1 и затем на индикатор HG1.
На этапе проектирования устройства была произведена грамотная компоновка схемы с целью создания компактного устройства, также для этого элементы объединялись в отдельные друг от друга группы, каждая из которых несла в себе определенную функциональную значимость. Группирование элементов позволило сделать линии связи более короткими, что также значительно влияет на компактность устройства. При монтаже элементов на печатную плату важно экономично расходовать припой и флюс, а также не держать паяльник включенным, когда он не используется.
С целью обеспечения низкого энергопотребления устройства при его непосредственной работе, предпочтение, при выборе элементной базы, отдавалось маломощным элементам, так как в устройстве присутствуют элементы, которые по своей природе потребляют достаточно много мощности. В итоге получилось, что маломощные элементы компенсируют те затраты энергии, которые расходуют высокомощные элементы. В целом устройство, благодаря такому соотношению энергопотребления, получилось рентабельным в плане энергопотребления.
При утилизации устройства необходимо классифицировать его элементы на черные, цветные либо драгоценные металлы, а уже потом их можно отправлять на дальнейшую переработку, например лом. Что же касается печатной платы устройства, то здесь два варианта: либо отправить печатную плату также на утилизацию, либо ее можно использовать для монтажа элементов, при создании другого устройства, схемотехника которого не сильно отличается по сложности от схемотехники данного устройства.
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. Сам паяльник должен иметь специальную подставку, которая надежно фиксирует его и не позволяет ему случайным образом выпасть. Чтобы случайно не получить термических ожогов, паяльник на подставке размещается на безопасном расстоянии от человека работающего с ним. При пайке элементов используется флюс, который из-за 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.
Устройство должно иметь корпус, который надежно закрывает все токоведущие части, чтобы при его работе пользователь данного устройства не получил электрических травм. Общий ток потребляемый схемой является большим и представляет некоторую опасность для здоровья человека, но токи на отдельных участках цепи очень малы и не могут нанести здоровью человека значительного ущерба. Таким образом устройство в плане электробезопасности не представляет никакой угрозы, за исключением его блока питания, в котором протекают большие токи.
При утилизации устройства, в частности, при демонтаже элементов, необходимо соблюдать те же правила предосторожности, что и при разработке устройства. В данном случае опасность представляет паяльное оборудование, правила работы с которым уже были рассмотрены.
При разработке устройства использовались вредные химические вещества, такие как флюс и растворитель. Очень важным является выбор менее вредного флюса и растворителя, так как после работы помещение будет проветриваться и все пары и испарения попадут в воздух. Таким образом можно снизить негативное воздействие на окружающую среду вредных веществ.
При непосредственной работе устройство не представляет никакой угрозы для окружающей среды, так как оно практически безвредно, а вредное воздействие оказываемое им ничтожно мало. К таким воздействиям можно отнести электромагнитное излучение и радиоволны.
При утилизации устройства ни в коем случае нельзя утилизировать элементы как бытовые отходы, так как все они в определенных условиях могут стать химически активными. Все элементы устройства должны быть классифицированы по способу утилизации и соответственно утилизированы по назначению. Также стоит утилизировать неизрасходованные ненужные материалы, потому что они в первую очередь представляют угрозу окружающей среде.
Согласно индивидуальному варианту задания было разработано электронное устройство на базе интегральной микросхемы - охранная система с цифровой индикацией. В процессе проектирования были созданы электрическая структурная и принципиальная схемы, была 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.
Расчет параметров цифровой системы передачи, спектра АИМ-сигнала. Квантование отсчетов по уровню и их кодирование. Расчет погрешностей квантования. Формирование линейного сигнала. Разработка структурной схемы многоканальной системы передачи с ИКМ. курсовая работа [4,9 M], добавлен 08.10.2012
Понятие и функции блоков управления пропорциональной электрогидравлической системы, порядок их разработки: выбор и обоснование элементной базы, структурной и принципиальной схемы, расчет узлов и блоков, а также потребляемой устройством мощности. дипломная работа [665,9 K], добавлен 05.12.2012
Выбор и обоснование элементной базы, структурной и принципиальной схем, компоновки устройства. Расчет узлов и блоков, потребляемой мощности и быстродействия. Выбор интегральной микросхемы и радиоэлектронных элементов, способа изготовления печатной платы. дипломная работа [149,1 K], добавлен 23.10.2010
Свойства, виды и источники радиоактивных излучений. Характеристики источников излучения. Выбор датчика, разработка и обоснование структурной схемы прибора. Расчет параметров узлов, преобразующих сигнал. Выбор системы обработки информации и ее вывода. курсовая работа [637,1 K], добавлен 21.06.2010
Виды модуляции в цифровых системах передачи. Сравнение схем модуляции. Обоснование основных требований к системе связи. Влияние неидеальности параметров системы на характеристики ЦСП. Разработка функциональной схемы цифрового синтезатора частот. курсовая работа [3,3 M], добавлен 11.03.2012
Анализ структурной схемы системы передачи информации. Помехоустойчивое кодирование сигнала импульсно-кодовой модуляции. Характеристики сигнала цифровой модуляции. Восстановление формы непрерывного сигнала посредством цифро-аналогового преобразования. курсовая работа [2,6 M], добавлен 14.11.2017
Выбор частоты дискретизации линейного сигнала. Расчет разрядности кода. Разработка структуры временных циклов первичной цифровой системы передачи и определение ее тактовой частоты. Вычисление параметров цикловой синхронизации первичного цифрового потока. контрольная работа [1,8 M], добавлен 12.03.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Разработка охранной системы с цифровой индикацией курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая работа по теме Функции социальных конфликтов
Социальная Психология Конфликта Реферат
Чекин 3 Класс Контрольные Работы
Мини Сочинение На Тему Боги Египта
Сочинение По Картине Богатыри Васнецова 7
Контрольная Работа На Тему Ситуативный Стиль Управления
Аудит Финансового Положения Предприятия Курсовая
Реферат: Смолы природные и синтетические. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Психология и педагогика
Реферат: Основы ценовой политики организации и главные направления менеджмента цен
Реферат по теме Религия Древнего Египта
Курсовая работа по теме Кадровая политика в системе муниципального управления
Как Записаться На Сочинение В 11 Классе
Реферат: Некоторые особенности формирования подводных каньонов на континентальном склоне Восточной Камчатки
Реферат: Analysis Of A Man Called Horse Essay
Реферат: Genetic Engineering 2 Essay Research Paper Genetic
Кадры Курсовая Работы
Реферат На Тему Проблемы Школьной Зрелости
Дипломная работа по теме Пузырные дерматозы. Особенности современного течения пузырных дерматозов
Курсовая работа: Оценка трудового потенциала предприятия
Физические лица как субъекты международного частного права - Государство и право курсовая работа
Лізингова діяльність підприємства в умовах ринку - Государство и право дипломная работа
Налогообложение и бухгалтерский учет в ОДО "Колос" - Бухгалтерский учет и аудит отчет по практике