9 Конструкторско-технологическая часть

9.1 Техническое задание на разработку изделия

9.1.1 Наименование и области применения

Микроконтроллерное устройство управления силовой нагрузкой применяется для автоматического регулирования света. Актуальностью данной работы является проектирование устройства автоматического регулирования света, которое отличается своей новизной и учитывает почти все недостатки ранее разработанных аналогичных устройств.

Устройство способно работать в нескольких режимах. Группа аппаратуры 1.2 – «Стационарная наземная аппаратура» по ГОСТ РВ 20.39.304-98.

9.1.2 Основание для разработки

Основанием на разработку является дипломный проект расчетно-конструкторского типа. Задание выдано на кафедре 403 10 октября 2013года. Срок сдачи - 25 декабря 2013 года.

9.1.3 Цель и задачи разработки

Основная цель дипломного проекта – на основании задания на проектирование разработать устройство автоматического регулирования света на микроконтроллере с учётом следующих требований:

- простота схемы (минимальное количество компонентов);

- функциональная насыщенность, многообразие регулируемых параметров;

- устойчивость к броскам сетевого напряжения, долговечность;

- низкое энергопотребление.

9.1.4 Источники разработки

Настоящее Техническое Задание разработано на основе следующих документов и информационных материалов:

- «Радиоавтоматика». – М.:Радиотехника,2003.

- Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г.Б. Кнорринга. – Л.: Энергия, 1976.

- «Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник», под ред. Якубовского С.В., М.: Радио и Связь, 1990;

- П. Хоровиц, У. Хилл "Искусство схемотехники" – Изд. 6-е, М.: Мир, 2003. - ГОСТ 21.608-84 «ВНУТРЕННЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ». - ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды». - ГОСТ 27.301-95 Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения».

9.1.5 Технические требования

9.1.5.1 Состав изделия и требования к его конструкции

В состав изделия входит микроконтроллер Attiny15. Для приема светового потока применяется датчик ФР1-3. Роль стабилизатор работы микроконтроллера выполняет микросхема 78L05Z. Операционный усилитель TL062P усиливает уровень освещенности.

Требования к конструкции:

- габариты: не более чем 150 мм на 140 мм;

- масса изделия не более 1 кг;

- наработка до первого отказа – 7000 ч с вероятностью безотказной работы Р = 0,9;

- изделие должно быть вибропрочным (f₀ > 2f_{max экспл});

- системой охлаждения должно быть естественное или принудительное воздушное охлаждение.

- допустимая температура корпуса 80°С

9.1.5.2 Показатели назначения

Разрабатываемое устройство должно удовлетворять следующим требованиям:

- ток потребления, мА: не более 190;

- стандарт IEEE 1386-2001;

- точность, %: не менее 95 %;

- возможность к перепрограммированию.

9.1.5.3 Требования к надежности

Микроконтроллерное устройство управления силовой нагрузкой должно обеспечивать наработку до первого отказа не менее 7000 часов с вероятностью безотказной работы 0,90. Поскольку устройство эксплуатируется в помещениях, то изделие должно соответствовать требованиям эксплуатации, установленным по ГОСТ РВ 20.39.304-98(описывается в следующем пункте).

9.1.5.4 Требования к уровню унификации и стандартизации

Устройство относится к группе стационарной наземной аппаратуры. Стандарт по месту установки ГОСТ РВ 20.39.304-98 («Комплексная система общих технических требований. Аппаратура, эксплуатируемая под навесом или в неотапливаемых помещениях, где климатические условия близки к условиям открытого воздуха»).

Конструкция и размеры регламентируются ОСТ45.010.030-92.

Электронные модули первого уровня РЭС. Установка изделий электронной техники на печатные платы ОСТ45.010.030-92.

9.1.5.5 Требования к безопасности

Требования к обеспечению безопасности при монтаже, эксплуатации, ремонте регламентируются Руководство по эксплуатации (техническому обслуживанию), ГОСТ 12.3.032-84 Работы электромонтажные, ГОСТ Р МЭК 335-1-94 безопасность бытовых и аналогичных приборов.

9.1.5.6 Эстетические, эргономические требования

Удобство обслуживания заключается в быстрой замене отказавшего модуля, а также быстром и простом его перепрограммировании.

9.1.5.7 Условия эксплуатации (использования):

Пониженное давление, мм рт. ст.: 200;

Ударные ускорения, м/с²: 117…736;

Окружающая температура, К: 223..358;

Относительная влажность, %: 93..100 (при Т = 298º К);

Диапазон виброчастот, Гц: 5…200;

Допустимая виброскорость, м/с: 0,9;

Допустимая перегрузка – 20g.

Время наработки 7000 часов с небольшой вероятностью безотказной работы дает возможность предварительно оценить задание как реализуемое на современной элементной базе.

9.1.5.8 Дополнительные требования

Возможность реализовать на данной схеме различные функции с целью смены функционирования.

9.1.5.9 Требования к транспортировке и хранению

Условия транспортировки определяются поставкой на экспорт изделий и местоположением заказчика. Транспортировка производится в специальной упаковке, которая контактирует с платой только по крепежной зоне. Ящики, в которых будет производиться транспортировка, должны быть подвергнуты фумигации.

Изделия должны храниться на складах, отвечающих общим требованиям складских помещений.