Курсовой проект
На тему: Автономный источник дежурного освещения с таймером
Содержание
Введение
1Автономный источник дежурного освещения с таймером
1.1 Принципиальная схема и принцип работы автономного источника дежурного освещения с таймером
1.2 Расчёт времени задержки одновибратора
2 Спецификация используемых электронных элементов
3 Назначение и принцип работы узлов и модулей источника дежурного освещения с таймером
3.1 Светодиод
3.1.1 Общие сведения
3.1.2 Простейшие схемы подключения и расчёт необходимых параметров
3.2 Одновибратор на D-триггере
3.3 Полевой транзистор
4Основные параметры и характеристики используемых электронных элементов, логика их работы
4.1 Пассивные элементы
4.2 Аналоговые элементы
4.3 Светодиод, батарея и выключатель
4.4 Логический элемент
Список литературы
Введение
Автономные источники света могут работать на батарейках. Преимущество таких источников заключается в том, что их не нужно подключать к сети, и они не будут зависеть от каких либо сбоев в энергосистеме, например при пожаре или замыкании. Автономные источники освещения можно установить где угодно, независимо от того, где проложена сеть. Недостаток автономных источников в том, что емкость их аккумуляторов невысока и площадь освещения небольшая. Однако при дежурном освещении и не нужна большая площадь освещения. Например, такие источники света могут быть использованы в качестве аварийного освещения в момент пропадания сетевого освещения, а также использоваться в виде ночников там, где достаточно лишь небольшого источника, чтобы можно было ориентироваться в пространстве.
1Автономный источник дежурного освещения с таймером
1.1Принципиальная схема и принцип работы автономного источника дежурного освещения с таймером
Автономный источник дежурного освещения с таймером состоит из:
-акустического реле, в состав которого входят микрофон ВМ1 и компаратор на операционном усилителе ОУ DА1;
-одновибратора на D-триггере DD1.1
- электронного ключа на транзисторе VТ1.
- источника света – светодиода EL1 повышенной яркости свечения.
Принцип работы устройства: После включения питания конденсатор С3 заряжается через резистор R7, и в этот момент высокий логический уровень поступает через диод VD3 на вход R (вывод10) D-триггера DD1.1 и устанавливает низкий уровень на его выходе (вывод 13). Транзистор VТ1 закрыт, и светодиод EL1 обесточен и не горит. Операционный усилитель ОУ DА1 выполняет функцию компаратора, и для получения максимального коэффициента усиления по напряжению включен без обратной связи. Сопротивление резистора R5 подобрано с целью обеспечения меньшего напряжения на неинвертирующем входе (вывод 3) ОУ DА1 и получения на его выходе (выводе 6) низкого уровя.
При хлопке в ладони на выходе микрофона ВМ1 появится переменное напряжение, которое через конденсатор С1 поступает на аноды диодов VD1, VD2, а положительные полуволны через них – на входы операционного усилителя ОУ DА1. При этом на инвертирующем входе они сглаживаются конденсатором С2, поэтому на выходе операционного усилителя ОУ DА1 появляется один или несколько импульсов напряжения, которые поступают на вход С D-триггера DD1.1. Поскольку на входе D (вывод 9) присутствует высокий уровень, то он «запишется» и произойдет запуск одновибратора – на выходе D-триггера DD1.1 установится высокий логический уровень, транзистор VT1 откроется и включит светодиод EL1.
Через резистор R8 начнется зарядка конденсатора C5, а с него напряжение через диод VD4 поступит на вход R D-триггера DD1.1. Когда это напряжение достигнет высокого уровня, триггер возвратится в состояние с низким уровнем на выходе (вывод 13). Конденсатор C5 быстро разрядится через диод VD5, транзистор VT1 закроется и светодиод EL1 погаснет. Таким образом после хлопка в ладони на выходе одновибратора формируется импульс напряжения с длительностью tи, определяемой сопротивлением резистора R8 и емкостью конденсатора C5: tи=0.7R8C5, для указанных на схеме номиналов элементов это около 120 секунд. В течение этого импульса светодиод светит, после чего гаснет.
Все детали устройства, кроме элементов питания смонтированы на печатной плате с применением канифоли для защиты от окисления во время пайки и припоя ПОС61 для пайки. Припой ПОС61- сплав олова со свинцом с температурой плавления 190 ◦С.
Устройство выполнено на микросхеме К561ТМ2 и полевом транзисторе КП501А, акустическое реле устройства выполнено из компаратора КР14ОУД1208 и микрофона ХF-18Д. Источник света – красный светодиод DFL 5013URC-6: тип корпуса - диаметр 5мм, цвет свечения – красный (длина волны, 610-760 нм), типовой рабочий ток-60 мА, падение напряжения 3В.
Для сборки устройства использовались постоянные резисторы МЛТ, С2-33 из них резистор R2 (33кОм) подстроечный – подобран для создания постоянного напряжения на микрофоне в пределах 0.3-1.2 В и обеспечения тем самым чувствительности микрофона, резистор R5 (3МОм) подстроечный подобран для установки на выходе операционного усилителя ОУ DА1 низкого логического уровня, резистор R9 подобран для обеспечения тока, проходящего через светодиод не более 60мА, а также импортные аналоги конденсаторов К50-35к10-17, КМ-6. Конденсатор С5 имеет ток утечки менее 1 мкА. В устройстве применены диоды КД522Б. Для питания используется три элемента АА LR6 напряжением 1.5В каждый. Допускается применение трех элементов типоразмера ААА