Разработка охранной системы с цифровой индикацией

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.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Содержание

Введение

1. Расчетно-проектировочный раздел

1.1 Назначение и технические характеристики устройства

1.2 Разработка электрической структурной схемы

1.3 Выбор элементной базы

1.4 Расчет основных узлов и блоков

1.5 Разработка электрической принципиальной схемы

1.6 Принцип действия

2. Энерго-и материалосбережение

3. Охрана труда

4. Охрана окружающей среды

Заключение

Введение

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.

Задачи:

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.

1.3 Выбор элементной базы

Микросхема К155ЛИ1, реализует функцию логического умножения. Используется для обработки электрического сигнала, поступившего от датчика, в результате его реагирования на взлом.

Рисунок 2 - УГО микросхемы К155ЛИ1

Таблица 1 - Характеристики электрические микросхемы К155ЛИ1[1]

Параметр	Значение
Напряжение питания	5 В
Потребляемая мощность	0,0354 Вт
Напряжение логического 0	До 0,4 В
Напряжение логической 1	От 2,4 В

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]

Параметр	Значение
Напряжение питания	2,1 - 2,5 В
Потребляемый ток	30 - 150 мА
Потребляемая мощность	0,08 Вт

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.

Рисунок 4 - УГО транзистора KT201A

Таблица 3 - Характеристики электрические транзистора KT201A[3]

Параметр	Значение
Напряжение питания макс.	20 В
Потребляемый ток макс.	0,02 А
Потребляемая мощность	0,15 Вт

Реле Т73 двухпозиционное. Используется для переключения из одного состояния в другое. Коммутация происходит при протекании тока через базу транзистора.

Рисунок 5 - УГО реле Т73

Таблица 4 - Характеристики электрические реле Т73[4]

Параметр	Значение
Напряжение питания	5 - 48 В
Потребляемая мощность	0,36 - 0,8 Вт

1.4 Расчет основных узлов и блоков

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]

U_н = 12 (В);

I_н = 0,1 (А);

Определим переменное напряжение на вторичной обмотке трансформатора.

U₂ = BU_н (1)

где B-коэффициент, зависящий от тока нагрузки,U_н- напряжение на нагрузке, В;

Для I_н = 0,1 А значение коэффициента B = 0,8.

U₂ = 0,812 = 9,6 (В);

Произведем расчет тока, протекающего через каждый диод выпрямительного моста.

I_д = 0,5СI_н (2)

где C-коэффициент, зависящий от тока нагрузки, I_н - ток нагрузки, А;

Для I_н = 0,1 А значение коэффициента C = 2,4.

I_д = 0,52,40,1 = 0,12 (А);

Рассчитаем обратное напряжение, которое будет приложено к каждому диоду.

U_обр = 1,5U_н (3)

где U_н - напряжение на нагрузке, В;

U_обр = 1,512 = 18 (В);

Исходя из рассчитанных значений I_д и U_обр, выбираем тип диодов выпрямител...