- •2 Разработка модуля инерционного сенсора 8
- •7 Производственная и экологическая безопасность 93
- •8 Заключение 108
- •9 Список литературы 109 Введение и постановка задачи
- •1.1Введение
- •1.2Техническое задание на дипломный проект
- •2Разработка модуля инерционного сенсора
- •2.1Предложение и обоснование подхода к созданию сенсора
- •2.2Разработка структурной схемы модуля инерционного сенсора
- •2.3Обоснование выбора элементной базы
- •2.3.1Акселерометр
- •2.3.2Магниторезистивный сенсор
- •2.3.5Температурный датчик
- •2.3.6Операционный усилитель
- •2.3.7Мультиплексор
- •2.3.8Схема сброса
- •2.3.9Плис
- •2.3.10Микроконтроллер
- •2.4Принцип работы модуля инерционного сенсора
- •2.5Расчет потребляемой мощности
- •3Разработка технологического процесса начальной калибровки модуля инерционного сенсора
- •3.1Обоснование необходимости начальной калибровки модуля инерционного сенсора
- •3.2Разработка алгоритма технологического процесса начальной калибровки инерционного сенсора
- •3.3Результаты испытания разработанного технологического процесса начальной калибровки инерционного сенсора
- •4Разработка алгоритмов управления инерциальными приложениями
- •4.1Разработка алгоритма опроса модуля инерционного сенсора и фильтрации полученных показаний
- •4.2Разработка алгоритма распознавания базовых движений Flip
- •4.3Разработка алгоритма выделения базовых движений Push
- •5Разработка методики написания инерциальных приложений
- •5.1Специфика разработки приложений для операционной системы Palm os 4.0
- •5.2Разработка разделяемого ресурса базы данных инерционного сенсора
- •5.3Разработка демонстрационного инерциального приложения
- •6Планирование и оценка затрат создания программного продукта
- •6.1Смоляная яма программирования
- •6.2Сетевое планирование
- •6.3Создание структурной таблицы работ
- •6.4Расчет затрат на создание программного продукта
- •6.4.1Расчет затрат на непосредственную разработку программного комплекса
- •6.4.2Расчет затрат на изготовление опытного образца программного продукта
- •6.4.3Расчет затрат на технологию
- •6.4.4Затраты на эвм
- •6.4.5Общие затраты на создание программного продукта
- •7Производственная и экологическая безопасность
- •7.1Введение в производственную и экологическую безопасность
- •7.2Обеспечение производственной безопасности при разработке, производстве и эксплуатации микропроцессорных устройств
- •7.2.1Микроклимат лаборатории
- •7.2.2Требования к уровням шума и вибрации
- •7.2.3Электробезопасность
- •7.2.4Требование к защите от статического электричества и излучений при работе за компьютером.
- •7.2.5Требования к освещению на рабочем месте
- •7.2.6Воздействие вредных веществ при пайке
- •7.2.7Психофизические факторы
- •7.2.8Эргономика рабочего места
- •7.3Расчет искусственного освещения на рабочем месте
- •7.4Охрана окружающей среды
- •8Заключение
- •9Список литературы
2.3.5Температурный датчик
В качестве температурного датчика будем использовать микросхему TMP03 фирмы Analog Devices. Отличительными особенностями этой микросхемы являются:
Всего 3 вывода
Модулированный последовательный цифровой выход
Широкий диапазон измеряемой температуры
Низкое энергопотребление
Основные характеристики микросхемы TMP03 приведены в Таблица 2 .9. Расположение выводов изображено на Рис. 2 .7. Описания выводов приведены в Таблица 2 .10.
Таблица 2.9
Основные характеристики микросхемы TMP03
Характеристика |
Мин. значение |
Типичное значение |
Макс. значение |
Единицы измерения |
Температурная ошибка |
|
1 |
3 |
ºС |
Температурная линейность |
|
0.5 |
|
ºС |
Стабильность показаний при постоянной температуре на 1000 часов работы |
|
0.5 |
|
ºС |
Напряжение питания |
4.5 |
|
7 |
В |
Ток питания |
|
0.9 |
1.3 |
мА |
Рис. 2.7 Микросхема TMP03, вид сверху.
Таблица 2.10
Описание выводов микросхемы TMP03
Pin |
Мнемоника |
Описание |
1 2 3 4-8 |
DOUT V+ GND NC |
Цифровой выход Питание Общий Не используется |
2.3.6Операционный усилитель
В качестве операционных усилителей будем использовать микросхемы AD8534AR и AD623BR фирмы Analog Devices. Отличительными особенностями микросхемы AD8534AR являются:
Высокий выходной ток
Маленький потребляемый ток
Не переворачивает фазу
Низкий входной ток
Основные характеристики микросхемы AD8534AR приведены в Таблица 2 .11. Расположение выводов изображено на Рис. 2 .8. Описание выводов приведено в Таблица 2 .12.
Таблица 2.11
Основные характеристики микросхемы AD8534AR
Характеристика |
Мин. значение |
Типичное значение |
Макс. значение |
Единицы измерения |
Напряжение смещения |
|
|
25 |
мВ |
Входной ток |
|
5 |
50 |
мВ |
Входной ток смещения |
|
1 |
25 |
пА |
Диапазон входного напряжения |
0 |
|
3 |
В |
Высокое выходное напряжение |
2.8 |
2.92 |
|
В |
Низкое выходное напряжение |
|
60 |
100 |
мВ |
Выходной ток |
|
±250 |
|
мА |
Плотность шума по напряжению F = 1 кГц F = 10 кГц |
|
45 30 |
|
нВ/ нВ/ |
Плотность шума по току F = 1 кГц |
|
0.05 |
|
пА/ |
Рис. 2.8 Микросхема AD8534AR, вид сверху.
Таблица 2.12
Описание выводов микросхемы AD8534AR
Pin |
Мнемоника |
Описание |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
OUT A -IN A +IN A V+ +IN B -IN B OUT B OUT C -IN C +IN C V- +IN D -IN D OUT D |
Выход усилителя A Отрицательный вход усилителя A Положительный вход усилителя A Положительное напряжение питания Положительный вход усилителя B Отрицательный вход усилителя B Выход усилителя B Выход усилителя C Отрицательный вход усилителя C Положительный вход усилителя C Отрицательное напряжение питания Положительный вход усилителя D Отрицательный вход усилителя D Выход усилителя D |
Отличительными особенностями микросхемы AD623BR являются:
Одинарное и двойное питание
Низкое энергопотребление
Установка величины усиления всего одним резистором
Основные характеристики микросхемы AD623BR приведены в Таблица 2 .13. Расположение выводов показано на Рис. 2 .9. Описания выводов приведены в Таблица 2 .14.
Таблица 2.13
Основные характеристики микросхемы AD623BR
Характеристика |
Мин. значение |
Типичное значение |
Макс. значение |
Единицы измерения |
Диапазон усиления |
1 |
|
1000 |
|
Ошибка усиления G=1 G=10 G=100 G=1000 |
|
0.03 0.10 0.10 0.10 |
0.05 0.35 0.35 0.35 |
% % % % |
Смещение входного тока |
|
17 |
25 |
нА |
Колебания выходного сигнала RL=10кОм RL=100кОм |
+0.01 +0.01 |
|
-0.5 -0.15 |
В В |
Рис. 2.9 Микросхема AD623BR, вид сверху
Таблица 2.14
Описание выводов микросхемы AD623BR
Pin |
Мнемоника |
Описание |
1 2 3 4 5 6 7 8 |
-RG -IN +IN -VS REF OUTPUT +VS +RG |
Вход для регулировки входного сопротивления Инверсный вход Вход Отрицательное питание Опорное напряжение Выход Положительное питание Вход для регулировки входного сопротивления |
