Разработка структурной схемы устройства.

В результате аналитического обзора методов и средств, используемых для решения поставленной задачи, установлено, что приемлемое решение может быть найдено при разработке устройства, имеющего следующую структуру.

О

Д

УПУ

ИУ

рис. 3. Структурная схема устройства.

О – объект.

Д – датчик.

УПУ – усилительно-преобразующее устройство.

ИУ – исполнительное устройство.

Объектом является продукция на колее транспортера.

Датчиком является электронно-оптическое устройство, которое фиксирует прохождение продукции.

Усилительно-преобразующее устройство предназначено для усиления и преобразования сигналов, которые поступают с датчика.

Исполнительное устройство служит для приема и передачи оператору информации о наличии или отсутствии продукции на колее.

Разработка конструкции рабочего узла.

В рамках данной курсовой работы более детально прорабатывается один узел рассмотренной структурной схемы, а именно фотоголовку.

Разработка электрической схемы фотоголовки связана с детальным изучением параметров, характеристик, функциональных и технических свойств отдельных электронных и оптоэлектронных приборов и микросхем.

В состав фотоголовки входят: 1 излучающий диод и 2 фотоприемника, в качестве которого используется фотодиод..

Расчетная часть.

На основе выбранных электронных и оптоэлектронных приборов и микросхем по структурной схеме устройства строится принципиальная электрическая схема. Необходимо на этом этапе произвести расчет для согласования взаимодействия составляющих ее функциональных блоков.

Фотодиод - фоточувствительный полупроводниковый диод с р-n-переходом (между двумя типами полупроводника или между полупроводником и металлом). При освещении р-n-перехода в нем возникают электронно-дырочные пары. Направление тока носителей совпадает с направлением обратного тока перехода, т.е. с ростом освещенности возрастает обратный ток фотодиода.

Фотодиод может работать в двух режимах - фотодиодном и фотогенераторном. В фотодиодном режиме прибор подключается к источнику питания, при этом на анод должен подаваться «-», а на катод «+». Этому режиму соответствуют зависимости в III квадранте вольтамперной характеристики. Зависимости, приведенные в IV квадранте, отражают фотогенераторный режим работы, когда фотодиод может использоваться без источника питания, так как сам становится источником фотоэдс, генерируя (под действием света) носители зарядов - свободные электроны. Благодаря этому фотодиод пригоден для получения электроэнергии (один фотодиод способен генерировать напряжение в диапазоне 0 - 0,4 В в зависимости от тока нагрузки, как правило, микроамперного).

Параметры выбранного фотодиода приведены в таблице 1.Для датчика, контролирующего продукцию, выберем фотодиод типа ФД 256. Параметры этого фотодиода приведены в таблице 1.

Таблица 1

Тип	Материал	Размер, мм	Iт, мкА	Uраб, В	Max спектральная чувствительность, мкм	Интегральная чувствительность, мА/лм
ФД 27К	Si	1,9x1,9	1	20	0,8-0,95	0,0000075

Светодиод выберем типа АЛ107Б. Его параметры приведены в таблице 2.

Таблица 2

Тип	Ризл, мВт	Uпр, В	Iпр.ном, мА	Uобр.max, В	Max спектральная чувствительность, нм	Тк.max, єС
АЛ107Б	10	2	100	6	940-965	85

Iт – темновой ток фотодиода;

Uраб – рабочее напряжение фотодиода;

Ризл – излучающая мощность светодиода;

Uпр – прямое падение напряжения на светодиоде при токе Iпр.ном;

Iпр.ном – номинальный прямой ток светодиода;

Uобр.max – максимально-допустимое обратное напряжение светодиода;

Тк – максимально-допустимая температура корпуса светодиода;