БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ

ФАКУЛЬТЕТ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

КАФЕДРА УПРАВЛЕНИЕ И ИНФОРМАТИКА В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

КТОП

ВАРИАНТ ОТПУГИВАНИЯ ГРЫЗУНОВ.

Выполнил ст. гр. УИТ-42

Тютин А.Н.

Допущен к защите Защитил с оценкой __________

Руководитель проекта

Фомина Н.Н. ______________ Фомина Н.Н.________________

"____"_______________2005г. "____"_________________2005г.

2005

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1 Расширенное техническое задание 4

2 Анализ технического задания, электрической схемы.

Оценка элементной базы 6

2.1 Сравнительный анализ аналогов 6

2.2 Описание работы отпугивателя грызунов 7

2.3 Оценка элементной базы 9

3 Разработка конструкции РЭУ 11

3.1 Предварительная разработка конструкции устройства 11

3.2 Выбор типа электрического монтажа 11

3.3 Выбор способов защиты устройства от внешних воздействий 11

3.4 Окончательная разработка конструкции 11

4 Конструкторские расчёты 12

4.1 Расчет объемно-компоновочных характеристик устройства 12

4.2 Расчёт печатного монтажа 15

4.3 Расчет по постоянному и переменному току 16

4.4 Конструктивно-технологический расчет 17

4.5 Расчет электрических параметров печатной платы 21

5 Выбор способа обеспечения нормального теплового режима устройства 23

Список использованной литературы 25

Приложения 26

					УИТС.425613.224 ПЗ
Изм	Лист	№ докум.	Подп.	Дата
Разраб.		Тютин			Отпугиватель грызунов	Лит.			Листов	Лист
Пров.		Фомина							1
						БИТТУ УИТ-42

ВВЕДЕНИЕ

Задачей курсового проекта является развитие и закрепление навыков самостоятельной работы при решении конкретной задачи, овладение методикой расчета и конструирования изделий ЭАВТ.

Цель данной конструкторской разработки состоит в проектировании ВОГ, позволяющей набором номера на диске телефонного аппарата соединять двух абонентов, а также в том, чтобы научиться использовать нормативно-конструкторскую документацию при разработке изделия и ознакомиться с порядком построения, изложения и оформления конструкторской документации.

Данное устройство «Вариант отпугивателя грызунов» (ВОГ) предназначено для защиты нашего быта от мышей, крыс и других грызунов. Большое применение, данное устройство находит, в частности: сельских местностей, деревнях, сёлах и что неисключительно на сегодняшний момент, даже в городах. В моём варианте отпугивания грызунов частота ультразвуковых колебаний изменяется по частоте сигнала генератора псевдослучайной последовательности (ПСП), такое построение позволит исключить привыкание грызунов к однотонному сигналу. Цикл работы длится восемнадцать минут при частоте генератора 30 Гц. Налаженное устройство размещают в местах возможного появления грызунов.

Проектирование и разработка отпугивателя грызунов осуществляется в данном курсовом проекте.

1 Расширенное техническое задание

1) Назначение отпугивателя грызунов. Данное устройство (приспособление) применяется для отпугивания грызунов в подвалах различных предприятий и заводов, квартирах, погребах и других мест населённых грызунами.

Разрабатываемое приспособление должно решать следующие задачи:

- отпугивать грызунов за счёт задающего генератора;

- проектируемое устройство должно быть простым в обращении, работать без сбоев;

- иметь (по возможности) малые габариты и массу;

2) Состав изделия.

Проектируемое устройство состоит из четырех микросхем, для реализации которых используется печатная плата. На данной плате собран генератор импульсов (логические элементы DD1.1 и DD2.1). Гарантированный запуск нашего данного устройства обеспечивает узел сброса на элементе DD2.4. Благодаря ему поступает сигнал высокого уровня. В нашей схеме имеется двухтактный усилитель мощности, выполненный на транзисторах VT2-VT5. Нагрузкой усилителя служит высокочастотная динамическая головка ВА1 со звуковой катушкой.

3) Технические требования:

Условия эксплуатации и транспортирования:

- напряжение источника питания, В +5;

- сопротивление нагрузки, Ом 4;

- ток потребляемый устройством не более, мА 100;

- температура окружающей среды,ºС -20…+50;

- влажность окружающей среды, не более, % 60;

- площадь действия, м² до 100.

4) Требования по надежности:

- среднее время безотказной работы, ч не менее 2000;

- интенсивность отказов, ч^-1 5·10^-4;

- гарантийный срок эксплуатации, лет 1.

5) Конструктивные требования:

- число марок применяемых материалов не более 4;

- коэффициент применяемости не менее 0,8;

- коэффициент унификации 0,9.

- масса, форма и габариты устанавливаются в процессе проектирования.

Применяемые радиоэлектронные элементы отечественного производства, предназначены для общего применения, должны удовлетворять условиям ремонтопригодности и взаимозаменяемости.

6) Ориентировочная номенклатура конструкторской документации:

- ВОГ, спецификация – А4;

- ВОГ, схема электрическая принципиальная – А3;

- ВОГ, сборочный чертеж – А2;

- перечень элементов схемы электрической принципиальной – А4;

- плата, спецификация – А4;

- плата, трассировка – А2;

- ВОГ, перечень элементов – А4;

- ВОГ, таблица соединений – А4.

2 Анализ технического задания, электрической схемы.

ОЦЕНКА ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ

2.1 Сравнительный анализ аналогов

При сравнении аналогов с проектируемым устройством мы используем МК 350 «ТОРНАДО»;

Сравнение аналогов по техническим характеристикам сведем в таблицу 1.

Таблица 1 – Технические характеристики проектируемого устройства и аналога

Параметры	Проектируемое устройство	Аналог «ТОРНАДО»
Функциональное назначение	Отпугивает грызунов	Отпугивает грызунов
Напряжение источника питания, В	+5	220±10%
Ток потребления устройством, мА	100	100
Диапазон рабочих частот, Гц	30 Гц-100 кГц	15-90 кГц
Интервал рабочих температур, ºС	От -20 до +50	От -10 до +40
Относительная влажность воздуха, %	60	До 98
Максимальная площадь помещения, защищаемая одним отпугивателем, м2	50	До 250
Потребляемая мощность, Вт, не более	3,0	4,0

Исходя из таблицы 1, можно сделать вывод, что проектируемое устройство обладает перед аналогом, как преимуществами, так и недостатками.

Достоинства проектируемого устройства:

- меньшее напряжение питания;

- расширен диапазон рабочих частот;

- диапазон рабочих температур немного расширен.

К недостаткам можно отнести:

- неустойчиво относится к влажности воздуха;

- зона действия отпугивания очень мала.

2.2 Описание работы «Варианта отпугивателя грызунов» (ВОГ)

А теперь рассмотрим работу ВОГ по ее принципиаль­ной схеме. В нашем варианте отпугивателя грызунов частота ультразвуковых колебаний изменяется по частоте сигналом псевдослучайной последовательности (ПСП). Такое схемотехническое построение устройства позволило исключить привыкание грызунов к однотонному сигналу.

На логических элементах DD1.1 и DD2.1 собран генератор импульсов, следующих с частотой около 30 Гц. К его выходу подключен 15-разрядный сдвиговый регистр, построенный на D-триггере DD3.1 и трех регистрах DD4.1—DD4.3 микросхемы К176ИР10. Поскольку регистры этой микросхемы переключаются по спаду импульсов высокого уровня, а триггер DD3.1 — по фронту, сигнал задающего генератора подан на вход С триггера через инвертор DD2.2.

Входную последовательность импульсов для регистра сдвига формируют элементы DD1.3, DD1.4 и DD2.4. На входы элемента DD1.3 поступают сигналы с 14-го и 15-го разрядов регистра.

Генератор ПСП проходит через 32767 логических состояний. Таким образом, при частоте задающего генератора 30 Гц цикл работы устройства

длится около 18 мин. Запретным для генератора ПСП является состояние, при котором все триггеры регистра оказываются в нулевом состоянии и он уже не сможет продолжить работу. Однако подобная ситуация может возникнуть только в момент включения источника питания.

Гарантированный запуск устройства обеспечивает узел сброса на элементе DD2.4. Благодаря ему, после подачи питающего напряжения в течении нескольких тактов задающего генератора на вход D-триггера DD3.1 (т. е. на вход 15-разрядного регистра сдвига) поступает сигнал высокого уровня.

Происходит это следующим образом. При включении питания начинает заряжаться через резистор R10 конденсатор C4. Пока напряжение на конденсаторе ниже порога переключения элемента DD2.4, на выходе этого элемента будет напряжение высокого уровня. После превышения напряжения на конденсаторе порогового уровня, элемент DD2.4 начинает функционировать как инвертор.

Диод VD1 и резистор R9 защищают внутренние диоды элемента DD2.4 при отключении питания.

На вход сдвигового регистра необходимо подавать неинвертированный сигнал с выхода элемента DD1.3. Инвертор DD1.4 исключает влияние элемента DD2.4 на состояние элемента DD1.3.

Сигнал генератора ПСП через интегрирующую цепь R8C3 и резистор R7 поступает на базу транзистора VT1, который совместно с резисторами R3 и R6 образует управляемый делитель. Снимаемое с него напряжение используется для управления частотой ультразвукового генератора, собранного на элементах DD1.2 и DD2.3.

D-триггер DD3.2, формирующий на выходе сигнал вида "меандр", вдвое понижает частоту ультразвукового генератора. Сигналы с его прямого и инверсного выходов поступают на вход двухтактного усилителя мощности,

выполненного на транзисторах VT2—VT5. Нагрузкой усилителя служит высокочастотная динамическая головка BA1 мощностью 3—5 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 4 Ом. Налаженное устройство размещают в местах возможного появления грызунов.