1.1 Структурная схема
Где:
1д, 2д,3д,.....,16д – инфракрасный светодиод;
1ф, 2ф,3ф,.....,8ф – инфракрасный фоторезистор;
1, 2, 3,....., 8& – БК (конъюнктор или логическое и);
MUX– мультиплексор;
ЭВМ – подобранная ЭВМ
1.2 Описание работы системы.
Система, предназначенная для выдачи данных о проходной предприятия, работает следующим образом. При включении питания система автоматически производит самотестирование для определения работоспособности. По завершению теста определяется наличие подключенных датчиков, установленных в помещении проходной, состояние датчиков записывается в ОЗУ. Установка текущего времени необходима только один раз, при первом включении прибора. В дальнейшем счет времени будет происходить в микроконтроллере автоматически по заранее заданной программе. Далее определяется первый по списку датчик и происходит поступление информации через БК (конъюнктор) и цифровой мультиплексор в микропроцессор ЭВМ, где происходит обработка информации, которая затем поступает в ОЗУ. Далее происходит опрос второго и последующих датчиков. После поступления в вычислительное устройство информации со всех датчиков, происходит подсчёт данных. Затем информация поступает из ОЗУ в ППЗУ, выполненное на микросхеме FLASHпамяти с целью увеличения надежности. Также в ППЗУ записывается дата и текущее время суток. Одновременно вся информация в виде диаграммы выводится на монитор. Помимо этого пользователь может вывести на монитор информацию о проходной за последний год. Проанализировав данные можно будет принять меры по уменьшению нарушений. Данная система имеет небольшие габаритные размеры, простоту в настройке и эксплуатации.
1.3 Рассмотрим более детально работу системы
В помещении проходной устанавливается две оптические пары в начале и конце, которые в свою очередь соединяются с конъюнкторами, а те с цифровым мультиплексором и ЭВМ. Установка по две паре излучателей и приёмников, обуславливается проверкой прохождения объекта сквозь проходную. При воздействии инфракрасных лучей в фоторезисторе возникает световой ток, который при настройке системы мы принимаем за логический ноль, а ток, протекающий при отсутствии воздействия за логическую единицу. При прохождении объекта сквозь проходную, он прерывает лучи два раза. Фоторезисторы передают сигналы на БК (конъюнктор или логическое и) с двумя входами, который в зависимости от сигналов вырабатывает либо 0, либо 1. Эти сигналы подаются на мультиплексор, который коммутирует поступившие данные в общую выходную линию, подключённую к устройству ввода вывода, подключённому к ЭВМ.
2. Подбор элементов и расчет надежности.
Поскольку моя система работает с инфракрасной оптической парой, то погрешность измерения составляет не более ±1% и с периодом опроса датчиков через период времени, не менее 5 секунд, то используются следующие элементы:
-для излучателя используется инфракрасный светодиод АЛ107А, для которого характерны следующие параметры: яркостью 10 кд/м2, максимальным допустимым постоянным напряжением 2,0 В., максимальным допустимым постоянным прямым током 100 мА., максимальным допустимым постоянным обратным напряжением 2 В., мощностью излучения 6,0 мВт, на интервале рабочих температур от -40 до + 85, с временем наработки на отказ 10 000ч.
- для приёмника излучения используется сернисто-кадмиевый инфракрасный фоторезистор ФСК-7б со следующими параметрами: Рмакс= 0,35 Вт.(рассеивающая мощность),Up=10B.(рабочее напряжение фотоприёмника),RT = 0,1MOm.(темновое сопротивление),IT= 8 мкА.(темновой ток),IФср= 3 мА. (фототок),RT/RЕ= 100 000Sинт= 3,6 А/лм(чувствительность), временем наработки на отказ 10 000ч,RЕ(световое сопротивление).
- в качестве БК. используется логическое И (К155ЛИ5) с двойным входом со следующими параметрами: t0,1зд,р= 27 нс.,t10зд,р=19 нс.,Iвых=16 мА.,Iпотр= 4,4мА., временем наработки на отказ 1,7∙106ч
- в качестве АЦП используется цифровой мультиплексор (К155КП5) со следующими параметрами: Iвых=18 мА.,Iпотр= 43 мА.,t0,1зд,р= 27нс., временем наработки на отказ 2,7∙106ч
- ЭВМ состоит из:
системы X86-based PC
Процессора Intel(r) Celeron (tm) Processor Genuine Intel ~400 МГц
Полной физической памяти 191,49 МБ
Доступной физической памяти 3,45 МБ
Полной виртуальной памяти 2,00 ГБ
Доступной виртуальной памяти 1,70 ГБ
Размера файла страницы 1,81 ГБ
15-дюймового монитора LG 75M,
адаптера MGA - G200, совместимого с Matrox Graphics
Памяти (RAM) адаптера 8,00 МБ (8 388 608 байт)
Цветовые плоскости 1
Элементы таблицы цветов 4294967296
Разрешение 1024 x 768 x 70 Гц
Бит/пиксель 32
Временем наработки на отказ 2,5∙106 ч
Все данные об элементах, содержащихся в системе, сведем в таблицу.
|
№поз. |
Наименование |
Тип |
Параметр надежности, |
|
1 |
инфракрасный светодиод |
АЛ107А |
104 |
|
2 |
сернистокадмиевый инфракрасный фоторезистор |
ФСК-7б |
104 |
|
3 |
Блок контроля (логическое И) |
К155ЛИ5 |
1,7·106 |
|
4 |
АЦП (мультиплексор) |
К155КП5 |
2,7·106 |
|
5 |
ЭВМ |
X86-based PC |
2,5·106 |