Министерствообразования и науки РФ
Федеральноеагентство по образованию
ИАТ
УСТРОЙСТВОДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ
Пояснительнаязаписка
Руководитель
Подпись_______
Студент
Подпись _______
Дата__________
2008
СодержаниеВведение 1 Описание устройства 2 Обоснование выбора сопряжения с ПК 3 Конструктивный расчёт печатной платы 4 Определение конструктивных элементов изделия
Заключение
Список используемых информационных источников
Введение
В настоящее времяустройства дистанционного управления освещением используются почти везде, а вдругих странах такие устройства являются неотъемлемой частью в каждом доме, илиофисе. Их применяют во всей вычислительной технике.
Данное устройстводистанционного управления освещением может быть встроено в любой светильник слампами накаливания общей мощностью до 500Вт, что позволит дистанционноизменять яркость и включать/выключать светильник. Вместо выключателя насветильнике можно используется сенсор, позволяющий управлять светильником,просто прикасаясь к нему.На схеме КП 230101.08.75.03 Э3 имеетсямикроконтроллер PIC12C508A, который и управляет всеми выполнениями операций.
1 Описание устройства
Данное устройство состоитиз двух блоков: пульт дистанционного управления и принимающее устройство,встраевоемое в любой прибор осветительного типа с лампами накаливания.
Этим устройством легкоуправлять с помощью специального пульта, имеющего четыре кнопки:
— уменьшение яркости;
— увеличение яркости;
— включение/выключение;
— режим долговременногоотключения.
Принимающее устройствоуправляется сенсором, воспринимающимследующие команды:
— быстрое касание сенсоравызывает включение или выключение светильника;
— долгое касание сенсоравызывает изменение яркости в сторону увеличения или уменьшения. Каждоеследующее долгое касание вызывает противоположное направление измененияяркости. При выключенном светильнике долгое касание вызывает включение светильникаи увеличение его яркости.
— клавиши уменьшения иувеличения яркости на пульте позволяют устанавливать яркость и включать светильник.
— клавишавключения/выключения на пульте позволяет включать или выключать светильник.
— клавиша долговременногоотключения вызывает очень медленное уменьшение яркости до полного отключения(более 3 минут), что позволяет за это время выйти из комнаты или лечь спать.
На схеме КП230101.08.75.03 Э3 принимающее устройство можно выделить следующие части[2]:
1) Схему формированияпитания. Данная часть обеспечивает питание микроконтроллера и ИК-приемниканапряжением, близким к пяти вольтам. Основной элемент схемы формированияпитания — конденсатор C1, который вместе с резисторами R1,R2 ограничивает токчерез стабилитрон VD4 и остальные части схемы, в результате чего послевыпрямительных диодов VD1 и VD2 на конденсаторах C2, C3, C4 формируется напряжение,меньшее чем напряжение на стабилитроне на 0.4 вольта. Раздельные цепи питаниянеобходимы, так как в момент коммутации симистора в цепи питаниямикроконтроллера появляется помеха, вызывающая ложные срабатыванияИК-приемника.
2) Схему коммутации.Данная схема обеспечивает коммутацию нагрузки. Основу схемы составляет симисторVD3, коммутируемый через цепочку R3,C5 для получения отрицательного напряженияна управляющем электроде. Коммутируя симистор в различные моменты полуволныможно получить различную яркость свечения лампы.
3) ИК-приемник TS1. Этоинтегральный ИК-приемник TSOP1736, включающий в себя чувствительный элемент,усилитель и ряд фильтров для выделения ИК-сигнала на частоте 36КГц. На еговыходе получается огибающая этого сигнала.
4) Чувствительный кприкосновению сенсор — цепочка R5,C6,R6. Резистор R6 формирует на входемикроконтроллера уровень логического нуля. Прикосновение к сенсору безопасно,так как резистор R5 имеет большой номинал (не меннее 3МОм), кроме того, егомощность должна быть не менее 0.5 ватт для исключения пробоя. Однакоприкосновение к сенсору вызывает появление на входе микроконтроллерапеременного напряжения с частотой 50Гц, наведенного в теле человека внешниминаводками. Изменением конденсатора C6 можно регулировать чувствительность дляисключения помех.
5) Схему управления.Основная часть устройства, реализованная на микроконтроллере PIC12C508A.Микроконтроллер синхронизируется по началу полупериода сетевого напряжениячерез резистор R4 и в зависимости от текущей яркости и состояния светильникакоммутирует в необходимый момент времени симистор VD3. Одновременноопрашивается и анализируется вход с ИК-приемника и сенсора.
Пульт управленияреализован на том же PIC контроллере (КП 230101.08.75.03 Э3 пульт управления).Питание осуществляется от батарейки, питание которой составляет 6В. Основнуючасть времени микроконтроллер пульта находится в спящем режиме, что позволяетминимизировать ток потребления. «Пробуждение» контроллераосуществляется по изменению состояния на входах, т.е. при нажатии какой-либокнопки. При этом пульт генерирует соответствующий сигнал управления ИК диодом спаузами в 0.1 секунду до тех пор, пока не будет отпущена клавиша. Управление ИКдиодом осуществляется с помощью транзистора VT1, в базу которого дается большойток для его полного открывания[3].
2 Обоснование выборасопряжения с ПК
Устройство дистанционногоуправления освещением может быть подключено к персональному компьютеру черезинфракрасный порт, настроенный на частоту 36 КГц. Компьютер также можетзаниматься управлением освещения через инфра-красный порт.
3 Конструктивныйрасчёт печатной платы
При разработкеконструкции печатной платы (ПП) в курсовом проекте решаются задачи трассировкипечатных проводников, выбора метода изготовления ПП, расчета конструктивныхпараметров ПП.
Технология изготовленияпечатной платы зависит от конструктивных особенностей изготовления платы.Печатные платы, представленные на чертеже КП 230101.08.75.03 представляют собойодносторонние печатные платы и предполагает изготовление химическим методом.
В качестве материала для изготовленияиспользуется фольгированный диэлектрик марки СФ-1-50-1,5, где СФ –стеклотекстолит фольгированный; 1 – односторонний; 50 – толщина фольги 50 мкм; 1,5– толщина материала с фольгой, мм.
Диаметры отверстий выбираются всоответствии с таблицей 1. Исходя из выбранной элементной базы, диаметр металлизированногоотверстия равен 0,6мм. Толщина платы равна 1мм.
Таблица 1 — Диаметры отверстий
dвыв, не более, мм Номинальная толщина платы, мм Номинальный диаметр отверстий, мм Не металлизированных Металлизированных 0,4 1,0 0,6 0,6 0,5 1,5 0,6 0,8 0,6 1,5 0,8 0,8 0,7 2,0 0,8 1,0 0,8 2,5 1,0 1,3 1,0 3,0 1,5 1,8 1,5 3,0 1,8 2,0 1,7 3,0 2,0 2,0
У металлизированныхотверстий обеспечивается шероховатость с параметром: Rz £ 40.
Расстояние между краямиотверстий должны быть не менее толщины платы, но не менее одного миллиметра дляплат толщиной менее одного миллиметра.
Форма контактных площадок– круглая, dкп = 1,4 мм [1].
Печатные проводники выполняютсяноминальными по ширине на всем их протяжении, сужая их только в узких местах доминимально допустимых значений на возможно меньшей длине.
После расчёта параметровпечатной платы следует выбрать типовые размеры из стандартного ряда. ГОСТ10.317-72 устанавливает 74 типоразмера плат с отношением сторон от 1:1 до 2:1.Данный ряд представлен в таблице 18.
Напечатной плате сделано четыре базовых отверстия для крепления печатной плате ккорпусу. Диаметр базовых отверстий равен 2,5мм.
4Определение конструктивных элементов изделия
Пульт управления ипринимающее устройство состоят из высокопрочной пластмассы ПА-186 чёрногоцвета.
На чертежах КП230101.08.75.03 для установки печатной платы в принимающем устройстве сделаныстандартные крепления, а в пульте управления индивидуальные крепления.
В корпусе принимающегоустройства сделаны отверстия под соединение с лампой накаливания.
Оба устройства имеютзащёлки и отверстия с резьбой для крепления крышек.
Для пропускания сигнала ИК-диодаиспользуется стекло К-8.
Заключение
Перспективностьизготовления устройства дистанционного управления освещением очень высока, таккак устройство очень просто в использовании, не требует больших затрат наподдержание и на обслуживание. Основную часть времени микроконтроллер пультанаходится в спящем режиме, что позволяет минимизировать ток потребления,следовательно малое потребление мощности и напряжения, что значительно снижает затратына электроэнергию.
Список используемыхинформационных источников
1. Алексеев В. Г.,Гриднев В. Н., Нестеров В. Ю. и др. Технология ЭВА, оборудование иавтоматизация: Учеб. пособие для студентов вузов специальности «Конструированиеи производство ЭВА». М.: Высш. Шк.,1984.-392 с., ил.
2. Гук МихаилПроцессоры PentiumII, PentiumPro и просто Pentium: Архитектура, Интерфейс, Программирование. ЗАО«Издательство «Питер», 1999. – 288 с.: ил.
3. Электронныйресурс www.fido7.net