4 Розрахунок споживаної потужності та визначення вимог до джерел живлення

4.1 Розрахунок споживаних струмів

Розрахунок споживаних струмів зводиться до того, що необхідно визначити сумарне споживання струму всіма споживачами, тобто:

, (4.1)

де I_заг – загальний струм, споживаний пристроєм,

I_k – струм, споживаний k-тим споживачем,

m – загальна кількість споживачів,

n – кількість споживачів даного типу.

Струми, які споживаються кожним споживачем, наведені в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 – Споживання струму споживачами

№ п/п	Споживач	Кількість	Струм одного споживача, mA	Загальний струм, mA
1	К572ПА2	1	5	25
2	RС	4	35*	35
3	VD	2	10	10
3	Динамік ТОН2	1	25	25
УСЬОГО				95

*За умови індикації цифри «8» на індикаторі. Оскільки індикація динамічна, то одночасно світиться тільки один індикатор, тому загальний споживаний струм дорівнює 35 mA.

Таким чином, загальний споживаний струм дорівнює:

I_{заг =} 25+35+10+25= =95 mA.

4.2 Розрахунок споживаної потужності

Розрахунок споживаної потужності зводиться до того, що необхідно визначити потужність, яка споживається пристроєм, тобто:

(4.2)

де Р_заг – загальна споживана потужність,

U_жив – напруга живлення,

I_заг – загальний струм споживання.

Приймаємо споживану потужність не більш 0,5 Вт.

4.3 Розрахунок надійності

Інтенсивність відмов  характеризується відношенням кількості елементів, які вийшли з ладу в одиницю часу до кількості елементів, які продовжують працювати до початку інтервалу часу, який розглядається:

(4.3)

де m – кількість елементів, які відмовили за час t,

N – кількість елементів, які працюють до початку інтервалу часу.

Інтенсивність відмов елементів наступна:

мікросхеми – 0.8510^-6 (г^-1),

резистори – 0.910^-6 (г^-1),

конденсатори – 1.410^-6 (г^-1).

Тоді, (г^-1).

(г).

Оскільки неврахована інтенсивність відмов деяких елементів, будемо вважати, що напрацювання на відмову складає біля 35000 годин. Таку надійність пристрою можна вважати прийнятною.

5 Розрахунок часових параметрів

Згідно з ТЗ пристрій повинен здійснювати динамічну індикацію з частотою відновлення 44Гц. А також, за певних умов, ще й звукову індикацію, з частотою послідовності імпульсних сигналів 3730 Гц.

Для виконання умов, зазначених в ТЗ, потрібно виконувати процедуру динамічної індикації кожні t_ді= 20007 мкс, а процедуру звукової індикації через кожні t_зі=268 мкс.

Відомо, що тривалість виконання однієї дії, при трактуванні від кварцу 4Мгц, складає 4 періоди, тобто тривалість виконання більшості дій дорівнює 1 мкс. Згідно з формулою , де Т – тривалість виконання фрагменту програми із n простих команд, t_ц – тривалість виконання однієї діх мікросхеми, процедура динамічної індикації повинна спрацьовувати кожні 22222 тактів кварцу, а процедура звукової індикації кожні 268 тактів.

Крім того відомо, що АЦ перетворювання у обраній мікросхемі (К572 ПА1) триває не більш 250 мкс.

Ці розрахунки будуть використані при настроюванні таймерів та затримок пристрої керування.

1. ВИСНОВКИ

У даному проекті розроблено пристрій контролю за рівнями аналогових сигналів.

Цей пристрій призначено для вимірювання рівнів вхідних аналогових сигналів, перевірки щодо надходження сигналу у певних межах та відображення на цифровому табло поточних значень рівня сигналу.

Пристрій реалізовано на мікросхемах середнього ступеня інтеграції типа К155.

Застосування в пристрої даних мікросхем дозволило скоротити кількість елементів, отримати гнучкість керуючої програми щодо обробки даних при їх зміні у широких межах шляхом коректування алгоритму. Також поліпшені ваго габаритні параметри.

Пристрій має наступні характеристики:

споживана потужність не більше 0,5 Вт;

напрацювання на відмову близько 35000 годин;

рівні вхідних сигналів 0-5 В.

При моделюванні роботи керуючої програми та аналізі отриманих часових характеристик можна стверджувати, що пристрій цілком задовольняє вимогам Вихідного завдання.

В якості поліпшення можна запропонувати додати здатність контролю рівнів сигналів, які перевищують 5В. Одно із можливих рішень – застосування на вході АЦП дільника рівнів сигналів та врахування його коефіцієнту розподілу у програмі (для перетворення та відображення результатів перетворення й відображення у семисегментних кодах).

За цих обставин отримаємо повноцінний цифровий вимірювач постійної напруги (вольтметр).

3. ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ

1. Угрюмов Е. П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ. М.: Высшая школа, 1991.

2. Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы. М.: Радио и связь, 1988.

3. Тули М. Справочное пособие по цифровой электронике. М.: “Энергоатомиздат”, 1990.

4. Бирюков С.А. “Применение интегральных микросхем серии ТТЛ”. М.: “Патриот”, 1992.

5. Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике. Справочник (под ред. Б.И. Файзулаева, –М.: Радио и связь, 1989)

6. ГОСТ 2.102-68. Виды и комплектность конструкторской докуметации. М.: 1988.

7. ГОСТ 2.708-81. Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники. М.: 1988.

8. Разработка и оформление конструкторской документации. РЭА. Справочник (под ред. Э.Г. Романычевой – М.: Радио и связь, 1989)

9. Новиков Ю.В., Калашников О.А. "Разработка устройств сопряжения". М.: ЭКОМ, 1998 г. 355 с.

Позначення	Найменування	Кількість
	Телефон
BF1	ТОН-2	1
	Конденсатори
С1	K50-6-20 мкФ – 16В	1
С2-С3	МРТ-111-20 пФ±10%-63В	2
С4	КМ – 6 – 9 - 0,47 +- 10% ОЖО 464. 023 ТУ	1
	Мікросхеми
DD1	К572ПС1	1
HG	АЛС324А	3
	Резистори
R1	ОМЛТ 0,125 – 300 Ом	1
R2-R11	ОМЛТ 0,125 – 1,2 КОм	10
	Кнопки
SA1	П2К	1
	Рознімання
ХТ1	СНО 4	1
	Кварц
ZQ1	4 МГц	1

Навчальне видання

Методичні вказівки до виконання та оформлення курсового проекту з навчальної дисципліни «Комп’ютерна схемотехніка» для студентів денної, заочної та дистанційної форм навчання за спеціальностями 6.50102‑01 «Комп’ютерні системи та мережі», 6.050102-02 «Системне програмування» та 6.50102-03 «Спеціалізовані комп’ютерні системи»

Укладачі: ДАНИЛЕНКО Олександр Федорович,

СКОРОДЄЛОВ Володимир Васильович,

ГЕЙКО Геннадій Вікторович

Відповідальний за випуск

Роботу до видання рекомендував

Редактор

План 2014 р., поз.

Підписано до друку . .14. Формат 60х84 1/16. Папір офсет.№2.

Друк – ризографія. Гарнітура Times New Roman. Ум. друк. арк. 1,0.

Обл.-вид. арк. 1,0__ Наклад 50 прим. Зам №. Ціна договірна.

Видавничий центр НТУ «ХПІ» 61002, Харків, вул. Фрунзе, 21.

Свідоцтво про державну реєстрацію ДК № 116 від 10.07.2000 р.

Друкарня НТУ «ХПІ». 61002, Харків, вул. Фрунзе, 21.