1. Специальная часть

1. Принцип работы схемы

В основе схемы лежит микроконтроллер фирмы Мicrochip Р1С12Р629 . Задача микроконтроллера обработка сигналов поступающих с кнопки управления SW1 и от инфракрасного датчика U2 и управление симистором.

Элементы R2, С2 и L1 необходимы для подавления помех, вырабатываемых устройством. Питание инфро - красного приёмника идет через RC-фильтр на элементах C6, R9. Резисторы R3 и R4, конденсаторы C1, C2 и C4, диод D2 и стабилитрон D1 составляют схему питания всего устройства. Пьезоизлучатель LS1 необходим для подачи звуковых сигналов.

Управление устройством посредством ПДУ.

Для начала работы с устройством, направьте на него ПДУ и нажмите любую кнопку. Удерживайте ее в нажатом состоянии примерно в течение 2,5 секунд (время задержки в 2,5 секунды можно позже изменить), по истечении которых устройство издаст короткий звуковой сигнал и освещение один раз мигнет, если свет включен. Теперь устройство готово к приему команд.

Теперь непосредственно самоуправление:

Короткое нажатие на кнопку.

Быстро нажмите и отпустите кнопку (время нажатия не более 0.5 секунды). Если освещение было включёно, то оно выключится; и на оборот, если освещение выключено - включится на полную яркость.

Непрерывное нажатие.

Нажмите кнопку и удерживайте ее в нажатом положении. Произойдет плавное изменение яркости света в сторону увеличения или уменьшения.

Для смены направления изменения яркости отпустите кнопку, а затем вновь нажмите и удерживайте непрерывно. Как только нужный уровень освещения достигнут, отпустите кнопку. Устройство запомнит этот уровень.

Управление устройством с помощью местной кнопки.

Управление с помощью местной кнопки аналогично управлению с помощью ПДУ, с одним лишь отличием, ненужно удерживать 2,5 секунды для вхождения в режим.

Из-за наличия в микроконтроллере так называемой «холодной» памяти, настройки устройства сохраняются даже при исчезновении напряжения в сети.

Изменение времени задержки для перехода в режим управления устройство.

Изначально время задержки, в течение которого устройство нечувствительно к пульту дистанционного управления, составляет 2,5 секунды. Это значение можно изменить. Для этого нажмите кнопку на ПДУ и удерживайте ее в течение одной минуты. После этого устройство издаст короткий звук, это свидетельствует о том, что вы вошли в данный режим. Отпустите кнопку и следующим нажатием

установите желаемое время задержки. Время задержки будет равна длительности удержания кнопки и ограничена 40 секундами.

2. Основные понятия надежности

Вычислительные системы – это совокупность вычислительных средств, включающих в себя не менее двух вычислительных машин или процессов, предназначенных для обработки цифровой информации с заданным алгоритмом.

Качеством называется совокупность свойств определяющих пригодность использования системы по назначению.

Оценка качества содержит два момента:

1. Нельзя устанавливать единый обобщенный показатель качества;

2. Отсутствие методики установления требований показатель качеств на все случаи жизни.

Основными понятиями, связанными с надежностью являются:

a) Исправность – состояние изделия, при котором оно в данный момент времени соответствует всем требованиям, установленным как в отношении основных параметров, характеризующих нормальное выполнение заданных функций, так и в отношении второстепенных параметров, характеризующих удобства эксплуатации, внешний вид и т. п.;

б) Неисправность – состояние изделия, при котором оно в данный момент времени не соответствует хотя бы одному из требований, характеризующих нормальное выполнение заданных функций;

в) Работоспособность – состояние изделия , при котором, при котором оно в данный момент времени соответствует всем требованиям, установленным в отношении основных параметров, характеризующих нормальное выполнение заданных функций;

г) Отказ – событие, заключающееся в полной или частичной утрате изделием его работоспособностям;

д) Полный отказ – отказ, до устранения которого использование изделия по назначению становится невозможным.

е) Частичный отказ – отказ до устранения которого остается возможность частичного использования изделия;

ж) Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого интервала времени;

з) Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность (с возможными перерывами для технического обслуживания и ремонта) до разрушения или другого предельного состояния. Предельное состояние может устанавливаться по изменениям параметров, по условиям безопасности и т. п.;

и) Ремонтопригодность – свойство изделия, выражающееся в его приспособленности к проведению операций технического обслуживания и ремонта, т. е. к предупреждению, обнаружению и устранению неисправностей и отказов;

к) Сохраняемость – свойство изделия сохранять исправность и надежность в определенных условиях и транспортировки;

л) Восстанавливаемость – свойство изделия восстанавливать начальные значения параметров в результате устранения отказов и неисправностей, а также восстанавливать технический ресурс в результате проведения ремонтов;

м) Надежность (в широком смысле) – свойство изделия, обусловленное безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью самого изделия и его частей и обеспечивающее сохранение эксплуатационных показателей изделия в заданных условиях.

Расчетная часть

1. Расчет надежности схемы

Таблица1 – Расчет надежности

Количестко в штуках

Наименование	Тип	Кол-во	t˚C	Кн	α	λ0	λi	λc
Резистор R1	MLT-0,25	1	40˚	0,5	0,3	0,4	0,12	0,12
Резистор R2	MLT-0,5	1	40˚	0,12	0,2	0,5	0,1	0,1
Резистор R3	MLT-0,5	1	40˚	5000000	0,3	0,5	0,65	0,65
Резистор R4	МЛТ – 1,0	1	40˚	0,25	0,2	1	0,2	0,2
Резисторы R5; R9	МЛТ – 0,25	2	40˚	0,2	0,2	0,4	0,08	0,16
Резисторы R5; R9	МЛТ – 0,25	2	40˚	35714280	1	0,4	0,4	0,8
Резистор R8	МЛТ – 0,25	1	40˚	0,024	0,2	0,4	0,08	0,08
Конденсаторы С1; С7	К70 - 6	2	40˚	0,3	1	2,4	2,4	4,8
Конденсаторы С2; С5; С6	К70 - 6	3	40˚	3,84	1	2,4	2,4	6,8
Конденсаторы С3; С4	К70 - 6	2	40˚	0,025	1	2,4	4,8	9,6
Лампа сигнальная		1	40˚			0,3
Кнопка		1	40˚			20,0
Микросхема	PIC12F629	1	40˚	0,5		0,01
Пайки		28	40˚			0,004		0,112
Диод VD1	КД522	1	40˚	0,5	1,4	5	0,28	0,28
Диод VD2	КС156А	1	40˚	1	1,6	5	8	8
Катушки индуктивности		2	40˚	0,6	0,6	0,5

Рассчитываем конденсаторы С3, С4 по формуле

, (7)

где U - фактическое напряжение, В.

- номинальное напряжение конденсатора, В.

Принимаем значение , , .

(8)

, (9)

где n - количество элементов, шт.

(шт.)

Рассчитываем конденсаторы С1, С7 согласно формул 7, 8, 9:

Принимаем значение

Рассчитываем конденсаторы C2, C5, C6 согласно формуле:

Рассчитываем резисторы R1 согласно формул 8, 9:

, (10)

где - квадрат напряжения на резисторе, В;

- сопротивление резистора, Ом.

(Вт)

, (11)

где - допустимая мощность резистора, Вт.

Принимаем значение

Рассчитываем резистор R2 согласно формул 8, 9, 10, 11:

(Вт)

Принимаем значение

Рассчитываем резистор R3 согласно формул 8, 9, 10, 11:

(Вт)

Принимаем значение

Рассчитываем резистор R4 согласно формул 8, 9, 10, 11:

(Вт)

Принимаем значение

Рассчитываем резистор R5; R9 согласно формул 8, 9, 10, 11:

(Вт)

Принимаем значение

Рассчитываем резисторы R6, R7 согласно формул 8, 9, 10, 11:

(Вт)

Принимаем значение

Рассчитываем резистор R8 согласно формул 8, 9, 10, 11:

(Вт)

Принимаем значение

Рассчитываем диоды D1 согласно формул 8, 9:

, (12)

где - фактически выпрямленный ток, А;

- максимально допустимый выпрямленный ток, А.

Рассчитываем диод D2 согласно формул 8, 9, 12:

Рассчитываем катушки индуктивности L1, L2:

(13)

Рассчитываем точки пайки согласно формулы 13:

Расчет микросхем

, (14)

где - количество элементов, шт.

Средняя наработка на отказ:

(15)

Принимаем значение T₀=10000ч

Вероятность безотказной работы схемы рассчитывается по следующей формуле:

, (16)

где - время работы схемы, ч.

Рисунок 8 - График времени безотказной работы

Время безотказной работы 18000 часов.

Заключение

Цель курсового проекта на тему: «Дистанционный регулятор света – диммер» достигнута путём поставленных задач:

А) Выбор схемы в технической и справочной литературе и интернет ресурсах.

Б) Описание теоретической части сведений по микропроцессорным системам.

В) Расчет выбранного узла.

Г) Описание принципа работы устройства.

Д) Расчет надежности схемы

Е) Выполнение графической части

Список литературы

1. Воловий А., Верлович Г. Интегральные акселерометры. — Компоненты и технологии, 2002.

2. Григорьев В. Л. Программное обеспечение микропроцессорных систем. — М.: Энергоатомиздат, 1983.

3. Грушвицкий Р. И., Мурсаев А. X., Угрюмов Е. П. Проектирование систем на микросхемах программируе­мой логики. — СПб.: БХВ-Петербург, 2002.

4. Грушин С. И., Душутин И. Д., Мелехин В. Ф. Проектирование аппаратных средств микропроцессорных систем: Учеб.пособие. — Л.: ЛПИ им. Калинина, 1990.

5. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. — Л.: Энергоатомиздат, 1988.

6. Кауфман М., Сидман А. Практическое руководство по расчетам схем в электронике 1991.

7. Каган Б. М., Сташин В. В. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики. — М.: Энергоатомиздат, 1988.

8. Лебедев О. П., Мирошниченко А. И., Телец В. А. Изде­лия электронной техники. Цифровые микро­схемы. Микросхемы памяти. Микросхемы ЦАП и АЦП: Справочник. — М.: Радио и связь, 1994.

9. Незнайко А.П.,. Геликман Б.Ю Конденсаторы и резисторы, 1974.

10. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника2004.

Приложение А

(обязательное)

Структурная схема дистанционного регулятора

света-диммера