Введение

Задачей курсового проекта является освоение методики расчета и конструирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).

Цель курсового проекта  разработать изделие «Путевой велоприбор» в соответствии с нормативно-технической документацией.

Разрабатываемый электронный цифровой велоприбор имеет ряд преимуществ перед механическими устройствами: существенно большую точность, более высокую надежность из-за отсутствия движущихся частей, стойкость к вибрации и ударам и, как правило, меньшие габариты и меньшую массу прибора [8].

Путевой велоприбор совмещает в себе спидометр (измеритель скорости движения) и одометр (измеритель пройденного пути), что позволяет проверить скоростные качества спортсмена, а также равномерно распределять и контролировать нагрузку в дальних поездках. Он отличается от аналогичных велоприборов удобством считывания показаний. Для обеспечения наименьшей потребляемой мощности в нем использованы микросхемы КМОП-технологии и жидкокристаллический цифровой индикатор, различимость показаний которого при дневном освещении значительно лучше, чем светодиодного. Спидометр и одометр возможно оставлять включенными на все время поездки.

Поскольку схема прибора для велосипеда может быть легко перестроена под колеса иного диаметра, прибор пригоден для любых других транспортных средств. Отличительная особенность одометра этого прибора – режим сохранения информации, для чего питание прибора остается постоянно включенным [9].

Принцип действия спидометра основан на подсчете числа импульсов, поступающих с колесного датчика, за некоторое время t. Критерием выбора измерительного отрезка времени t является равенство числа поступивших на счетчик спидометра импульсов скорости движения, выраженной в км/ч. Импульсы с датчика поступают также на делитель частоты одометра, обеспечивающий на выходе один импульс на каждый километр пройденного пути. Счетчик одометра непрерывно суммирует поступающие с делителя импульсы. Датчиком импульсов служит геркон, контакты которого замыкают магниты, укрепленные на спицах колеса.

Важным аспектом конструирования цифровых приборов является выбор индикатора. Как показывает практика, добиться хорошего восприятия информации со светодиодных приборов при сильном солнечном освещении не удается даже с применением плотных цветных светофильтров, тубусов и козырьков. В этих условиях вполне обоснованным оказывается применение жидкокристаллического индикатора, который имеет высокую контрастность при сильном освещении и потребляет минимальный ток, что особенно важно при автономном питании [1].

1 Расширенное техническое задание

Наименование изделия: путевой велоприбор.

Назначение изделия: путевой велоприбор совмещает в себе одометр и спидометр и предназначен для измерения скорости движения и пройденного пути.

Состав изделия: устройство состоит из одного основного модуля.

Технические требования:

• диапазон измерения скорости, км/ч 0…100;

• диапазон измерения пройденного пути, км 0…100;

• число разрядов индикации 4;

• относительная погрешность измерения, % 2;

• напряжение питания, В 3,5.

Изделие предназначено для работы в диапазоне температур -5С…+50С, относительной влажности 50-90%, атмосферном давлении 650-860 мм. рт.ст. и вибрации частотой 30…40 Гц [9].

Транспортирование осуществляется любыми видами транспорта в упакованном виде.

По степени защиты от влаги изделие относится к приборам обычного исполнения (ГОСТ 14087-80).

Разработанное изделие предназначено для использования по I категории условий эксплуатации (на открытом воздухе).

Требования по надежности:

• средняя наработка на отказ, ч 1500;

• интенсивность отказов, ч^-1 10^-6-10^-9;

• гарантийный срок, год 1.

Конструктивные требования:

• использовать дискретно-интегральную элементную базу;

• форму и размеры конструкции определить в процессе проектирования;

• использовать печатный и объемный монтаж;

• органы коммутации вынести на панель;

• органы индикации вывести на переднюю панель;

• прибор выполнить в виде стационарного блока массой не более о,5 кг;

• устройство выполнить в пластмассовом корпусе;

• окраска корпуса в любой цвет.

Ориентировочная номенклатура конструкторской документации:

• схема электрическая принципиальная  А2;

• сборочный чертеж – А2;

• печатная плата – А2;

• сборочный чертеж печатной платы – А2;

• перечень элементов  А4;

• спецификация  А4;

• таблица соединений А4;

• пояснительная записка – А4.

2 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ, ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ.

ОЦЕНКА ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ

2.1 Сравнительный анализ аналогов

Был проведен литературный поиск аналогов разрабатываемого устройства. Данный велоприбор отличается от аналога [8] возможностью измерения одновременно скорости движения и пройденного пути с пределами 100 км/ч и 100 км соответственно, а также увеличением разряда индикации до четырех чисел. Велоприбор имеет “антидребезговый” узел, подавляющий дребезг контактов геркона.

Преимуществом велоприбора по сравнению с аналогом [1] является упрощение схемы устройства за счет ограничения предела пройденного пути значением 100 км и одновременное отображение на табло скорости движения и пройденного пути за счет замены индикатора ИЖКЦ14/5, где режимы индикации переключаются кнопкой, на ИЖКЦ14/18, на табло которого два младших разряда постоянно отображают пройденный путь, а два старших – скорость движения.

Разрабатываемый велоприбор имеет меньшие массогабаритные размеры по сравнению с аналогами [1,8] за счет отсутствия кнопок и разъемов.

Таблица 1 – Технические характеристики разрабатываемого устройства и

его аналогов

Технические характеристики	Устройства
	[8]	[1]	Разрабатывае-мое устройство
Потребляемая мощность, мВт	3
Наличие спидометра	Да	Да	Да
Наличие одометра	Нет	Да	Да
Предел измерения скорости, км/ч	72	120	100
Предел измерения расстояния, км	–	2999	100
Число разрядов индикатора	2	4	4
Возможность одновременного отображения на табло индикатора пройденного пути и скорости движения	–	Нет	Да
Наличие «антидребезгового» узла	Нет	Да	Да

В результате сравнительного анализа был выявлен недостаток разрабатываемого устройства в сравнении с аналогом [1]: ограничение пределов пройденного пути значением 100 км и скорости 100 км/ч. Однако, в реальных условиях нецелесообразно увеличивать пределы показаний одометра и спидометра, усложняя тем самым само устройство, а значит, и его габариты.