2. Требования по устойчивости к внешним воздействиям

Проектируемое устройство является бытовой радиоэлектронной аппаратурой и относится к группе I и в соответствии с ГОСТ 15.150-69 должно отвечать следующим параметрам:

– температура 10…40 °C

– относительная влажность

при температуре 25 °C 93 %

– значение пониженного

атмосферного давления при

температуре 25 °C  10 °C 70 кПа (525 мм рт.ст.)

– диапазон частот 10…55 Гц

При этом нормальными климатическими условиями являются:

– температура 10…15 °C

– относительная влажность

при температуре 25°C 40…75 %

– атмосферное давление 86…106 кПа

(650…800 мм рт.ст.)

3. Требования к надежности

По ГОСТ 16019-78 группа I условий эксплуатации включают в себя следующие требования:

а) испытания на прочность при воздействии синусоидальных вибраций с частотой 20 Гц;

б) испытания на воздействия повышенной влажности:

• относительная влажность воздуха 80%,

• температура окружающей среды +25°С,

• время выдержки 48 ч;

в) испытания на воздействие повышенной температуры:

• рабочая температура 40°С,

• время выдержки 6 ч;

г) испытания на воздействие пониженной температуры:

• предельная температура –40°С,

• время выдержки 6 ч;

д) испытания на воздействие пониженного атмосферного давления:

• температура среды –10°С,

• атмосферное давление 6,1*10⁴ Па,

• время выдержки 6 ч;

е) испытания на прочность при транспортировании:

• длина ударного импульса от 5 до 10 мс,

• частота ударов 40-80 Гц,

• пиковое ударное ускорение 5 g.

Климатическое исполнение УХЛ 4.1 ГОСТ 15150-89:

• значение температуры воздуха от +1°С до +40°С;

• относительная влажность воздуха при температуре 25°С 45..80 %;

• атмосферное давление (8,36..10,6)*10⁴ Па.

2. Анализ схемы электрической принципиальной

Сетевое напряжение после выпрямления диодным мостом VD1-VD4 через резистивный делитель R1R2 поступает на вход встроенного 10-разрядного аналого-цифрового преобразователя. Конденсатор C2 сглаживает выпрямленное напряжение а C1 подавляет помехи, проникающие из сети.

В устройстве можно установить нижний предел напряжения в интервале 150-218В и верхний – в интервале 222-255В, а также продолжительность задержки (0-255с) подключения нагрузки к сети после того как сетевое напряжение вернется в норму. В ходе работы микроконтроллер непрерывно измеряет средневыпрямленное напряжение сети и сравнивает результат с заранее установленными предельными значениями. Если он не выходит за пределы, на линии порта RB5 (вывод 1) микроконтроллера DD1 будет установлен низкий уровень поэтому транзистор VT1 закроется, обмотка реле K1 будет обесточена и его контакты отключат нагрузку от сети.

Для вывода информации использован трехразрядный светодиодный индикатор HG1 с общим катодом и применена динамическая индикация. Управляющий сигнал на элемент f индикатора HG1 и один из его катодов формируется непосредственно линиями порта PB0 микроконтроллера DD1, а на остальные элементы и катоды индикатора – с помощью сдвигового регистра DD2. Это обусловлено тем, что число линий портов микроконтроллера ограничено. Поэтому при отображении информации в младших разрядах (выводы 8 и 9 индикатора HG1) на линии порта PB0 присутствует высокий уровень, если необходимо «засветить» элемент f , или установлено Z-состояние, если нужно его «погасить». Когда отображается информация в старшем разряде, на линии порта PB0 присутствует низкий уровень. В этом случае элемент f в старшем разряде всегда «погашен», но для отображения цифр 1, 2 и 3, а также дополнительных символов u, d он не нужен.

Узел питания микросхем и реле собран на понижающем трансформаторе T1, диодном мостовом выпрямителе VD5-VD8, сглаживающем конденсаторе C3 и интегральном стабилизаторе напряжения DA1. Стабилизированное напряжение используется так же, как образцовое для аналого-цифрового преобразователя, встроенного в микроконтроллер DD1.