1. Анализ технического задания

По заданию требуется спроектировать устройство, определяющее победителя в соревнованиях. Для этого необходимо выбрать элементную базу и реализовать программную часть.

Принцип работы устройства: есть пьезопищалка для уведомления о начале соревнования, так же он и светодиоды для оповещения о победителе, тактовые кнопки для определения кто первый. Исходя, из предустановленной программы микроконтроллер обрабатывает данные, полученные от нажатия на тактовые кнопки. В данном проекте будет реализована программа, которая определяет первого нажавшего на тактовую кнопку с оповещением светодиодом о том, кто нажал.

2. Выбор и обоснование технического решения

2.1 Разделение функций между аппаратной и программной частями

Аппаратная часть, представленная в виде микроконтроллера.

Программная часть реализует логическую часть работы прибора.

Что бы сделать демонстрацию работоспособности системы наиболее наглядной и понятной в роли индикации результата измерения будем использовать два светодиода, красный и зеленый. При нажатии на кнопку будет загораться красный или желтый светодиод, смотря кто нажал первый. Периодичность измерения температуры выбрана исходя из того, что нам для демонстрации работоспособности нужна быстрая реакция системы.

2.2 Структурная схема

Для того чтобы выполнить демонстрационный вариант, демонстрирующий работу системы, в качестве основы системы мы будем использовать отладочную плату, с встроенными индикаторами и кнопками управления, микроконтроллер будет устанавливаться непосредственно на плату. Датчик температуры будет подключатся к микроконтроллеру.

Рисунок 1 – Структурная схема

Условные обозначения рисунка 1:

ТК - 2 тактовых кнопки;

МК - микроконтроллер.

ОП - отладочная плата Arduino Uno (для демонстрации работы устройства);

Р- резистора номиналом 220 Ом

СД-2 светодиода

ПП-пьезопищалка

Таблица 1 – Подсчет общего количества выводов микроконтроллера

Подключаемые устройства и линии	Количество выводов / наименование портов
Плата Arduino Uno	1
Беспечная макетная плата	1
Тактовые кнопки	2
Резисторы	2
Светодиоды	2
Пьезопищалка	1
Па-па провода	10

2.3 Элементной базы

2.3.1 Выбор пьезопищалки

Особенности:

• Частота: 4 кГц

• Интенсивность: 78 дБ

• Номинальное рабочее напряжение: 5 В

2.3.2 Выбор тактовых кнопок

Миниатюрная тактовая кнопка без фиксатора.

Кнопка легко и прочно устанавливается на breadboard, если подогнуть её ножки на миллиметр друг к другу.

Если кнопка слишком мала, рассмотрите крупную кнопку с колпачком.

Характеристики:

• Сопротивление изолятора: 100 МОм

• Сопротивление контактов: 0,1 Ом

• Рабочее напряжение: 12 В

• Предельное напряжение: 250 В переменного тока в течение 1 мин

• Рабочий ток: 50 мА

2.3.3 Выбор светодиодов

Помните, что светодиоды стоит подключать в последовательном соединении с резистором. Если не требуется перфекционизм, резистор на 220 Ом подойдёт для подключения светодиода любого цвета к источнику питания с напряжением 5 В.

В одной упаковке — 4 штуки.

Для одновременного подключения большого количества независимых светодиодов к управляющей электронике, если не хочется занимать большое количество пинов, рассмотрите выходной сдвиговый регистр.

	Красный	Жёлтый	Зелёный	Синий	Белый
Макс. прямое напряжение (В)	2,3	2,5	2,5	3,8	3,8
Сила тока (мА)	20	20	20	20	20