Содержание

1 Общая часть 5

1.1 Анализ технического задания 5

1.2 Назначение и принцип действия 7

2 Конструкторская часть 8

2.1 Выбор и обоснование элементной базы 8

2.1.1 Выбор звукового излучателя 9

2.1.2 Выбор конденсаторов 10

2.1.3 Выбор микросхем 12

2.1.4 Выбор резисторов 16

2.1.5 Выбор транзисторов 19

2.2 Расчет печатной платы 21

2.3 Расчет надежности 29

2.4 Описание конструкции 34

Заключение 35

Список литературы 36

ПРИЛОЖЕНИЕ А Схема электрическая принципиальная

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Плата печатная

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Сборочный чертеж

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Перечень элементов

ПРИЛОЖЕНИЕ Е Спецификация

Введение

С самых ранних этапов появления электронной техники, многие использовали ее для помощи людям с ограниченными возможностями, как создавая специальные приборы, так и применяя уже готовые. Например, в квартирах слабослышащих людей дверной и телефонный звонки дублируются вспышками обычных ламп, слабовидящим звуковая сигнализация помогает найти потерянный предмет, не дает забыть отключить утюг, отслеживать время (в некоторых конструкциях оповещение происходит через четверть часа). В итоге не только были разработаны устройства оповещения людей с повреждением органов чувств, но и в товары широкого потребления внедрены функции, помогающие людям с ограниченными возможностями. Но у подобного рода устройств есть общий недостаток. Используя одинаковые извещатели, можно не сразу определить источник сигнала. И если с оптическими источниками решить проблему можно, применяя светофильтры, то со звуковыми, только используя разные источники звука. Так же не всегда есть возможность питать такие устройства от сети, например в автомобиле, на улице, на работе, тогда как лампы и звонки питаются чаще всего от сети. А при питании от автономного источника необходимо снизить энергопотребление. Оптические источники позволяют это сделать заменой ламп накаливания на светодиоды, а акустические лишь изменением конструкции и схемотехники[1]. Устройство, использующее для питания батарею должно быть малогабаритным и предоставлять возможность носить его скрытно, чтобы не акцентировать внимание на человеке с проблемами зрения. Как и все специальное оборудование, такие устройства стоят необоснованно дорого, что не позволяет купить их пожилым людям или же людям с ограниченным достатком. Поэтому целью данного курсового проекта является разработка «Электронного звонка» — устройства звукового оповещения людей с ограниченными возможностями с целью установки на нем различных уникальных сигналов.

1 Общая часть

1.1 Анализ технического задания

Устройство звукового оповещения подразумевает выдачу звукового сигнала при подаче на его вход другого физического сигнала, означающего наступление какого-либо события. В простейшем для разрабатываемого устройства случае, это подача питания через замкнутые внешние контакты. Имеется широкая номенклатура приборов, которые позволяют коммутировать внешние устройства по наступлению каких-либо событий: магнитоконтактные датчики, датчики освещенности, температуры, концевые выключатели.

Поданное питание должно быть преобразовано в колебания. Это можно сделать как с помощью электромеханических устройств, так и электронных. Для продления срока службы и уменьшения потребления энергии, целесообразно выбрать последнее. Не стоит забывать о возможности предварительной установки мелодии сигнала, то есть устройство должно обеспечивать во время производственных операции выбор будущей мелодии из некоторого конечного количества, задаваемого сложностью схемы и возможностями человеческого уха. Следовательно схему необходимо снабдить генератором сигнала, а некоторым устройством воспроизведения заданной последовательности. Очевидно, что использовать звуковоспроизводящую аппаратуру для таких простых операций нецелесообразно, следовательно, можно прибегнуть к помощи цифровой техники. В простейшем варианте, счетчик попеременно включает несколько генераторов или подключает к одному генератору частотозадающие цепи. Это очень громоздкая конструкция, к тому же количество вариантов мелодий у такого устройства будет невелико. Другое дело — использование генератора с плавным изменением характеристик, управляемых какой-либо величиной. Тогда с помощью счетчика можно будет генерировать сигнал с заданной дискретностью, а генератор просто будет «исполнителем». С его выхода можно снять некоторый сигнал. Но он еще слишком мал для того, чтобы его можно было воспроизводить. Поэтому сигнал подается на вход усилителя. Для обеспечения большей мощности лучше использовать двухтактный усилитель в самой простейшей конструкции. Ее будет достаточно для передачи основной характеристики тонального сигнала — частоты. С выхода усилителя сигнал следует подать на воспроизводящий элемент. Преобразовать электрический сигнал в звуковой могут телефонные капсюли, пьезоэлектрические излучатели, динамические головки, электростатические излучатели и пр. Предпочтение следует отдать динамической головке, так как мощность излучения, и рабочее напряжение позволяют использовать низковольтный источник и обойтись малыми габаритами устройства[2]. В данной работе будет рассмотрено устройство для одной мелодии — сирены, частота которой плавно повышается, после чего звук пропадает, а затем процесс повторяется.

Ниже представлены характеристики устройства:

• диапазон допустимых напряжений питания, В 4…9;

• потребляемый ток, А 0,2;

• диапазон используемых частот, В 500…2500;

• мощность динамической головки, Вт 0,5;

• уровень чувствительности 90

Как уже было сказано, существуют подобные устройства, но их цена, как на любое медицинское оборудование и приборы для людей с ограниченными возможностями, неоправданно завышена

Целью разработки является создание индивидуального звонка-сигнализатора, который должен быть безопасным в эксплуатации, недорогим, небьющимся, удобным в креплении, отвечать эргономическим требованиям. В качестве элементной базы в нем необходимо использовать малогабаритные современные элементы.