1.4 Разработка принципиальной схемы изделия

Сигнализация рассчитана на работу преимущественно с контактными датчиками. Есть два вида входов-первый срабатывает на размыкание контактов, второй на замыкание контактов.

При нажатии любой из неправильных кнопок через контакты происходит быстрый заряд конденсатора С1 и одновременно установка триггера на элементах DD1.1 и DD1.2 в нулевое положение. При этом зажигается светодиод HL1. После отпускания кнопки конденсатор С1 начинает медленно разряжаться через R1. Поскольку по этому входу у триггера есть приоритет, его состояние невозможно изменить пока на С1 есть напряжение, воспринимаемое элементом DD1.2 как логическую единицу. Поэтому любые манипуляции с клавиатурой после нажатия хотя-бы одной из неправильных кнопок, к изменению состояния триггера не проводят, пока не разрядится С1.

При наборе правильного кода через последовательно включенные кнопки подается уровень логической единицы через цепь R2-C2 на соединенные вместе выводы 1 и 2 DD1.1 и триггер переходит в единичное состояние. Светодиод HL1 гаснет. А сигнализация блокируется единицей, поданной на вывод 2 DD2.1.

Теперь о работе схемы сигнализации на микросхеме DD2. Для постановки на охрану на вывод 2 DD2.1 подают нулевой уровень. В состоянии триггер DD1.1- DD1.2 находится в нулевом состоянии. Если две группы датчиков SZ и SR. Датчики SR работают на размыкание уепи. Если в помещение установлено несколько таких датчиков, все нужно включить последовательно. Пока датчики SR замкнуты конденсатор С4 разряжен на выходе 12 DD2.2 уровень логического нуля. При размыкании любого из датчиков SR конденсатор С4 поступает зарядный ток через R5 и R7 и на R7 возникает импульс, который перекидывает триггер DD2.1-DD2.2 в единичное состояние. На выходе DD2.1 возникает единица, которая открывает ключ на транзисторах VT2 и VT3. А через него напряжение поступает на сирену FS1.

Датчики SZ замыкающие. Этих датчиков тоже может быть неограниченное количество, но все они включаются параллельно. Пока цепь датчиков SZ разомкнута, на соединенные вместе входы DD2.3 поступает напряжение высокого уровня через R6. На выходе элемента DD2.3- ноль, и конденсатор С5 разряжен. При замыкании цепи датчиков SZ происходит замыкание входов элемента DD2.3 возникает единица, и цепь из конденсатора С5 и R8 формирует импульс, который действует на триггер так же. Как пи размыкании цепи датчиков SR.

Источник питания должен давать постоянное напряжение в пределах 10-15 В и ток не ниже максимального тока потребления сирены.

Рисунок 4 – Схема электрическая принципиальная охранной сигнализации

2 Расчетно-конструктивная часть

2.1 Расчетный раздел

2.1.1 Расчет блока питания.

Рисунок 5 – Схема блока питания

Исходные данные:

- напряжение сети U₁ = 220 В;

- частота сети f = 50 Гц;

- максимальный ток нагрузки I_н = не более 100 мА;

По справочным данным выбираем стандартный красный светодиод АЛ307БМ, который имеет следующие параметры: I= 10 мА, U = 2 В.

Вначале найдем падение напряжения на резисторе R9 по формуле:

U_R=E_пит-U_hl; (2.1)

где – напряжение питания, В;

- падение напряжение на резисторе, В;

- напряжение светодиода, В.

U_R=12-2=10

Следовательно, по закону Ома можем рассчитать резистор R9 :

(2.2)

где I – параметр светодиода.

Ом.

Далее рассчитываем максимальную рассеиваемую мощность резистора по формуле:

(2.3)

Исходя из расчетных данных выбираем резистор R9 типа С1-4в 0.125 Вт 1.1 кОм 0.25%

Расчет стабилизатора ведем в следующем порядке:

Определяем необходимое для работы стабилизатора входное напряжение (Uвып) по следующей формуле:

(2.4)

где – входное выпрямленное напряжение стабилизатора, В;

– выходное напряжение стабилизатора, В.

Рассчитываем максимально рассеиваемую мощность транзистора:

; (2.5)

где – максимально рассеиваемая транзистором мощность, Вт;

– выходной ток стабилизатора (максимальный ток нагрузки), А.

;

Выбор регулирующего транзистора осуществляем исходя из следующих требований: предельно допустимая рассеиваемая мощность должна быть больше значения ; предельно допустимое напряжение между эмиттером и коллектором – больше ; максимально допустимый ток коллектора – больше . Для данного стабилизатора оптимальным является транзистор КТ815Б.

Данные транзистора приведены ниже.

Определяем максимальный ток базы регулирующего транзистора

; (2.6)

где – минимальный коэффициент передачи тока выбранного транзистора.

Выбор стабилитрона осуществляем исходя из следующих требований: напряжение стабилизации должно быть равно выходному напряжению стабилизатора; значение максимального тока стабилизации должно превышать максимальный ток базы . Данным требованиям соответствует стабилитрон КС191А.

Данные стабилитрона приведены ниже.

Рассчитаем сопротивление резистора R5:

; (2.7)

где – сопротивление резистора R5, Ом;

– напряжение стабилизации стабилитрона, В;

– вычисленное значение максимального тока базы транзистора, А;

– минимальный ток стабилизации для данного стабилитрона, А.

Выбираем сопротивление резистора ближайшее по ряду, т.е. R5=1.1 кОм.

Определяем мощность рассеивания резистора R5:

(2.8)