1 Разработка схемы электрической структурной 7 2 Разработка схемы электрической принципиальной 9

• Название: 1 Разработка схемы электрической структурной 7 2 Разработка схемы электрической принципиальной 9
• Дата: 27.04.2022
• Размер: 0.83 Mb.
• Имя файла: PZ_Termoregulyator_teplogo_pola.docx
• Тип: Реферат; #499732
• страница: 21 из 21

7 Охрана труда

Охрана труда – система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.
Монтажный участок, на котором будет осуществляться сборка и монтаж, имеет ряд опасных и вредных факторов.
В соответствии с ГОСТ 12.0.003-74 опасные и вредные производственные факторы подразделяются по природе действия на следующие группы:

• 
  физические;
  
• 
  химические;
  
• 
  биологические;
  
• 
  психофизиологические.
  

На монтажном участке имеют место следующие опасные и вредные факторы. Опасные – ожоги кожных поверхностей нагревательным оборудованием (паяльник) и используемыми материалами; повышенный уровень статического электричества; поражение электрическим током.
Вредные – недостаточная освещенность рабочей зоны; отравление испарениями флюса, припоя; монотонность труда.
При пайке радиоэлементов происходит загрязнение воздушной среды, поверхности одежды и кожи рук свинцом, это может привести к отравлению.
Требования безопасности при монтаже:

• 
  Помещения, в которых производятся пайка и лужение, должны
  соответствовать требованиям санитарных правил организации процессов пайки
  
• 
  Мытьё полов на участках пайки и лужения следует производить после каждой рабочей смены. Сухие способы уборки не разрешается.
  

• 
  Рабочие места монтажников должны быть оборудования специальными столами и устройствами, обеспечивающими хранение и размещение инструментов и материалов, необходимых для производства, а также сбора отходов
  
• 
  На рабочем месте монтажника должны быть предусмотрены:
  электрощит со штепсельными гнездами для подключения электро-
  инструмента на напряжение 220 В;
  подставка для паяльника с лотком, предотвращающим попадание
  припоя, флюса и нагара на поверхность стола.
  
• 
  Ванны для лужения пайки «волной» должны иметь специальные
  ограждения, предотвращающие разбрызгивание припоя.
  
• 
  Ввод в эксплуатацию участков пайки, не оборудованных вентиляцией, запрещается. Запрещается совмещать в одну систему вентиляционные устройства, обслуживающие участки пайки и другое производственное оборудование.
  
• 
  Рабочие места, на которых производится пайка, лужение, должны быть оборудованы эффективной местной вытяжной вентиляцией, либо работа должна производиться с использованием электроинструмента со встроенным в него отсосом, причем:
  скорость движения воздуха непосредственно на рабочем месте пайки должна быть не менее 0,6 м/сек;
  скорость движения воздуха в зоне размещения работающего не должна превышать 0,2-0,3 м/сек;
  внутренние поверхности воздуховодов вытяжных систем и вентиляторы должны периодически очищаться от флюса, загрязненного свинцом (очистка вентиляционных установок должна проводиться с периодичностью от 0,5 до 1 месяца); паяльники, находящиеся в рабочем состоянии, должны постоянно находиться в зоне действия вытяжной вентиляции.
  
• 
  Помещения, в которых производится пайка и лужение, должны быть обеспечены приточным воздухом, подаваемым равномерно в верхнюю зону в количестве, составляющей примерно 90% объема вытяжки. Недостающие 10% приточного воздуха должны подаваться в смежные, более чистые помещения.
  

Рециркуляция воздуха в помещениях не допускается.
Причиной пожара на предприятиях радиоаппаратостроения могут быть: короткое замыкание, перегрузка электросети, большое переходное сопротивление, искрение и электрическая дуга, статическое электричество. Пожарная опасность возникает при использовании взрывоопасных горючих жидкостей: бензина, ацетона, бензола природного газа, легколетучих растворителей, лакокрасочных материалов.
Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты.
Пожарная профилактика включает комплекс мероприятий, необходимых для предупреждения возникновения пожара или уменьшения его воздействия. Активная пожарная защита обеспечивает успешную борьбу с возникающими пожарами.

Для предотвращения пожаров согласно ГОСТ 12.01.004-91 – «Пожарная безопасность. Общие требования» пожарная безопасность должна обеспечиваться системами предотвращения пожара и противопожарной защиты, в том числе организационно-механическими мероприятиями.
Организационно-технические мероприятия по обеспечению противопожарной безопасности предусматривают ознакомление рабочих и обслуживающего персонала с правилами пожарной безопасности, соблюдению противопожарного режима, а также порядку действий при возникновении пожара.

8 Экспериментальная работа

С целью протестировать на работоспособность схемное решение и разработанное микропрограммное обеспечение, в симуляторе электроники Proteus собрана схема (рис 1).

Рисунок 1 – Схема для тестирования в симуляторе электроники Proteus




Рисунок 2– Состояние реле при средней температуре меньше температуры поддержания

Р исунок 3 – Состояние реле при средней температуре больше температуры поддержания

Система управления считывает величины температур от пяти датчиков, затем вычисляет среднее арифметическое значение, отображает на ЖКИ вычисленное значение. В данном конкретном примере

.

Читаемость символов на ЖКИ подтверждает работоспособность драйвера ЖКИ. По содержимому ЖКИ видно, что температура определяется микроконтроллером корректно. Однако, в проекте используются целочисленные математические вычисления с отбрасыванием дробной части, что может привести к погрешности вычислений на 1 градус в сторону уменьшения.

Если средняя температура (Current Temp) больше температуры поддержания (Task Temp) (Рис. 3), управляющее реле отключает нагревательные элементы от напряжения 220 В. Если средняя температура (Current Temp) меньше (равно) температуры поддержания (Task Temp) (Рис. 2), управляющее реле подключает нагревательные элементы к напряжению 220 В.

Визуально наблюдается (Рис. 2, Рис. 3) переключение реле, управляющего подключением напряжения питания к нагревательным элементам.

Пересчет из единиц АЦП в градусы.

Н е случайно на некоторых датчиках температуры установлены значения и . В режиме симуляции схемы программы Proteus 7.8, изменения уровня температуры возле каждого датчика осуществляется левым щелчком мышки возле стрелок (вверх / вниз). Кроме того, используя точку останова в среде MPLAB 8.92, мною установлены следующие соотношения напряжений, поступающих на вход 10 битного АЦП микроконтроллера:

Рисунок 4 – Величина напряжения, поступающего на вход АЦП при

Р исунок 5 – Величина напряжения, поступающего на вход АЦП при

На основании полученных экспериментальных данных, получаем

– значение АЦП при 0 (дробная часть отбрасывается) (Рис.4),

– значение АЦП при 50 (дробная часть отбрасывается) (Рис. 5).

Коэффициент пересчета из единиц АЦП в градусы равен

.

Полученная формула обеспечивает пересчет из единиц АЦП в градусы путем умножения на К оцифрованного значения (в единицах АЦП) температуры аналоговых датчиков.

Проверка диагностики обрыва цепи.

Обрыв цепи – типовая аварийная ситуация или неисправность (повреждение кабеля, подключенного к нагревательным элементам). Причиной может быть срабатывание защиты от максимального тока (разрыв цепи

предохранителем) или физическое повреждение кабеля, подключенного к нагревательным элементам. Системой управления такая ситуация фиксируется, когда реле подключило нагревательные элементы к напряжению 220 В., а ток в проводах не появился. Датчик тока формирует аналоговый сигнал, который оцифровывает микроконтроллер и, в зависимости от состояния реле (вкл. \ откл), принимает решение о возникновении аварийной ситуации с последующей индикацией на ЖКИ. Промоделировать обрыв цепи при подключенной нагрузке к напряжению 220 В. возможно щелчком левой кнопки мышки на тумблере с надписью «Имитатор аварии». Повторный щелчок левой кнопки на тумблере замыкает тумблер.



Рисунок 6 – Результат моделирования аварийной ситуации в симуляторе электроники Proteus 7.8

Как видно из Рис. 6, система управления успешно определяет внештатные ситуации. Естественно, протестирована реакция устройства после нажатия на кнопки «Up» и «Down».

Заключение

В результате работы над дипломным проектом было разработано устройство «терморегулятор теплого пола», была разработана конструкция, которая отвечает современным эргономическим, массогабаритным и функциональным требованиям, а также другим требованиям технического задания.

Исходя из условий эксплуатации аппаратуры данной категории, был произведен выбор элементной базы и материалов конструкции. Критерием при выборе ЭРЭ служил критерий миниатюризации устройства, а при выборе материалов  малая стоимость и высокая устойчивость к действию окружающей среды и других узлов конструкции. Элементная база, представленная в приборе, не является дефицитной и дорогостоящей. Материалы, применяемые в конструкции, широко распространены в радиоэлектронной промышленности.

В ходе расчетов конструктивных параметров были получены следующие результаты: длина платы терморегулятора 130 мм, ширина – 85 мм; наработка на отказ составляет 27345,3 часа, а вероятность безотказной работы – 0,994. Коэффициент технологичности составил 0,76.

Цена изделия составила 6167,32 руб., рентабельность 144%.

Таким образом, цель данного проекта выполнена: разработана конструкция терморегулятора теплого пола и обеспечены все условия для его функционирования. Составлена конструкторская документация, отвечающая всем требованиям ГОСТов.

Список использованных источников

1. 
   Р. Токхайм, Микропроцессоры: Курс и упражнения. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1988. — 336 с: ил.
   
2. 
   А. Л. Гуртовдев, С. В. Гудыненко. Программы для микропроцес­соров: Справ. пособие. — М.: Бысш. шк., 1989. — 352 с: ил.
   
3. 
   С. Д. Погорелый, Т. Ф. Слободянюк. Программное обеспечение микропроцессорных систем- Справочник. —Технiка, 1985.
   
4. 
   Дж-Коффрон. Технические средства микропроцессорных систем: Практический курс — М.; Мир, 1983. — 344 с: илл.
   
5. 
   Шпак Ю.А. Программирование на языке С для AVR и PIC микроконтроллеров. — Москва-Киев: Додэка XXI, МК-Пресс, 2007.
   
6. 
   Микушин А. В. Занимательно о микроконтроллерах. — СПб: БХВ-Петербург, 2006.
   
7. 
   Ревич Ю. Занимательная микроэлектроника.— СПб.: БXB-Петербург 2007.
   
8. 
   Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник. Под ред. Романычевой Э. Т. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1989, – 448 с.
   
9. 
   Гуляева Л.И. Высококвалифицированный монтаж и регулировка радиоэлектронной аппаратуры и приборов. Учебное пособие для профессионального образования. – М.: Издательский центр «Академия». – 2007. – 176с. (Повышенный уровень)
   
10. 
    Мисюль П.И. Техническое обслуживание и ремонт радиоаппаратуры. Спецтехнология. – Минск.: Высшая школа. – 2006.
    
11. 
    Лавриенко В.Ю. Справочник по полупроводниковым приборам.
    Киев «Техника» 1977.
    
12. 
    Резисторы: Справочник / В.В. Дубровский, Д.М. Иванов, Н.Я. Пратусевич и др. Под ред. И.И. Четвертакова и В.М. Терехова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1991. – 528 с.: ил.
    
13. 
    Конденсаторы: Справочник/И.И. Четвертаков, М.Н. Дьяконов, В.И. Присняков и др.: Под ред. И.И. Четвертакова, М.Н. Дьяконова. – М.: Радио и связь, 1993. -392 с.
    
14. 
    Диоды: Справочник / О.П. Григорьев, В.Я. Замятин, Б.В. Кондратьев, С.Л. Полежаев. – М.: Радио и связь, 1990. – 336 с.: ил.
    
15. 
    Кучумов, А. И. Электроника и схемотехника: учеб.пособие / А. И. Кучумов. - 4-е изд., стер. - Москва: Гелиос АРВ, 2011. - 336 с.
    
16. 
    Марченко А. Л. Основы электроники. Учебное пособие для вузов. Москва: «ДМК Пресс», 2008.-296 с.
    
17. 
    Белов Н.В. Электротехника и основы электроники : учебное пособие / Белов Н.В., Ю. С. Волков. – СПб. : Лань, 2012 . – 432 с.
    
18. 
    Чистяков М.Н., Справочник молодого рабочего по радиоизмерительным приборам. М. «Высшая школа» 2010.
    
19. 
    Голомедов А.В. Полупроводниковые приборы. Транзисторы малой мощности. М. «Радио и связь» 1989.
    
20. 
    Опадчий, Ю. Ф. Аналоговая и цифровая электроника (полный курс): учеб. / Ю. Ф. Опадчий; авт.: Глудкин О.П., Гуров А.И. - Москва: Горячая линия - Телеком, 2007. - 768 с.
    

21. 
    Р. Токхайм, Микропроцессоры: Курс и упражнения. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1988. — 336 с: ил.
    
22. 
    А. Л. Гуртовдев, С. В. Гудыненко. Программы для микропроцес­соров: Справ. пособие. — М.: Бысш. шк., 1989. — 352 с: ил.
    
23. 
    С. Д. Погорелый, Т. Ф. Слободянюк. Программное обеспечение микропроцессорных систем- Справочник. —Технiка, 1985.
    
24. 
    Дж-Коффрон. Технические средства микропроцессорных систем: Практический курс — М.: Мир, 1983. — 344 с: илл.
    
25. 
    Шпак Ю.А. Программирование на языке С для AVR и PIC микроконтроллеров. — Москва-Киев: Додэка XXI, МК-Пресс, 2007.
    
26. 
    Микушин А. В. Занимательно о микроконтроллерах. — СПб: БХВ-Петербург, 2006.
    
27. 
    Парфенов Е.М. и др. Проектирование конструкций радиоэлектронной
    аппаратуры: Учеб. пособие для вузов / Е.М.Парфенов, Э.Н. Камышная, В.П.
    Усачев,- М.: Радио и связь, 1989, – 272 с.
    
28. 
    Пирогова Е.В. Проектирование и технология печатных плат. Учебник. — М.: Форум; Высшее образование, 2005. — 560 с.
    
29. 
    САПР [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://: www.altium.ru/ 
    
30. 
    Преснухин Л.Н., Шахнов В.А. Конструирование электронных вычислительных машин и систем, Учеб. для втузов по спец. «ЭВМ» и «Конструирование и производство ЭВА». – М.: Высш. шк., 1986. – 512 с.
    
31. 
    Конструирование приборов. В 2 кн. / Под ред. В. Краузе. – М.: Машиностроение, 1987. – 480с.
    
32. 
    Боровиков С.М. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности. – Мн,: Дизайн ПРО, 1998. – 336 с. /Г.
    
33. 
    Семенов А.Н. Технологичность конструкции изделия машиностроения. - Рыбинск: РГАТУ имени П.А. Соловьева, 2016. – 217 с.
    
34. 
    Ланин В.Л и др. Проектирование и оптимизация технологических процессов производства электронной аппаратуры: Учеб. пособие / В.Л. Ланин, В.А. Емельянов, А.А. Хмыль. – Минск: БГУИР, 1998.– 196 с.
    
35. 
    Справочник конструктора - приборостроителя. Проектирование. Основные нормы / В.Л. Соломахо, Р.И. Томилин, Б,В. Цитович, Л.Г. Юдовин. Мн.: Выш.шк., 1988. – 272 с.
    
36. 
    Радиоэлементы [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.chipdip.ru/catalog/
    
37. 
    ГОСТ 22261-94. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
    
38. 
    ГОСТ 2.109. Сборочный чертеж. Общие требования.
    
39. 
    ГОСТ 2.109. Сборочный чертеж. Технические требования.
    
40. 
    САПР [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.Solidword.ru/ 
    
41. 
    САПР [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.autocad.ru/ 
    

Якимов А.А.

Кравцов А.С.

РК 11.02.01.682 18 ПЗ