2.2 Выбор конденсаторов
Для конденсаторов общего назначения
Принимаем стандартное значение δн = 10%
Отсюда:
Для конденсаторов общего назначения
Температурный коэффициент емкости определяем по формуле:
где ∆Т – перепад температуры от нормальной до максимальной.
Таким образом для конденсаторов общего назначения:
Рассчитанные допустимые отклонения конденсаторов внесем в таблицу 2.3
Таблица 2.3 – Рассчитанные допустимые значения конденсаторов
Наименование |
δн,% |
δт=δτ=δβ,% |
δе,% |
αС, 10-3 |
С1-С3 |
10 |
5 |
25 |
0,7 |
Технические характеристики выбранных из справочника конденсаторов занесем в табл. 2.4.
Таблица 2.4 – Выбранные конденсаторы
Условное обозн. |
Тип |
Назначение |
Регули ровка |
δН,% |
Сном,пФ |
αС*10-6, 1/0С |
С1, С2 |
К73-17 |
общ. |
пост. |
±10 |
30 |
400 |
С3 |
К73-17 |
общ. |
пост. |
±10 |
0,01 |
400 |
Рассчитаем действительное отклонение исходя из формулы:
(%)
≈ 3%
Рассчитаем общее действительное отклонение:
δе=δн+δт+δτ+δβ=10+3+3+3=19% < [δ]=25%
Таким образом условие выполняется, что означает правильный выбор конденсаторов.
2.3 Выбор контактных устройств
Для контактных устройств рассчитывают номинальные и максимальные токи. Номинальный ток определяется с использованием номинальных значений токов через активные элементы и интегральные схемы. При расчете максимального тока определяют пусковые токи когда напряжение на конденсаторе равно 0.
В нашем случае токи через SA1 можно определить по номинальному току на микроконтроллере – это и будет номинальный ток на кнопках – 25 мА.
Выбранные выключатели: ТР1103
2.4 Описание других элементов
В качестве устройства управления выбираем микроконтроллер PIC16F84A (DD1). Он имеет следующие параметры:
Высокопроизводительный RISC-процессор:
Всего 35 простых для изучения инструкции
Все инструкции исполняются за один такт (200 нс), кроме инструкций перехода, выполняемых за два такта
Скорость работы: тактовая частота до 20 МГц минимальная длительность такта 200 нс
Характеристика микроконтроллера PIC16F84A приведена в табл. 2.1
Таблица 2.1 – Характеристика микроконтроллера PIC16F84A
Напряжение питания: |
от +3.0 до +5.5 В |
||||
Потребляемый ток: |
2 мА тип. |
||||
Температурный диапазон: |
от −40 до +85 °C |
||||
|
Flash |
EEPROM |
RAM |
Число |
|
Тип |
слов |
байт |
байт |
Вв/Выв |
|
|
|
|
|
|
|
PIC16F84А |
1024 |
68 |
64 |
18 |
|
14 битовые команды
8 - битовые данные
15 аппаратных регистров специального назначения
8-уровневый аппаратный стек
Прямой, косвенный и относительный режимы адресации для данных и инструкций
четыре источника прерывания: - внешний вход RB0/INT - переполнение таймера TMR0 - прерывание при изменении сигналов на линии порта B (PORTB<7:4>) - по завершению записи данных в ЭСППЗУ (EEPROM)
1000 циклов записи/стирания FLASH памяти программы
1 000 000 циклов записи/стирания памяти данных ЭСППЗУ
Период хранения данных ЭСППЗУ > 40 лет
Периферия:
13 линий ввода/вывода с индивидуальным контролем направления
Сильноточные схемы для непосредственного управления светодиодными индикаторами: 25 мА макс. вытек. ток
Timer0: 8-разрядный таймер/счетчик с 8-разрядным программируемым предварительным делителем
Особенности микроконтроллера:
Программирование на плате через последовательный порт (ICSPT) (с использованием двух выводов)
Сброс при включении питания (POR)
Таймер включения питания (PWRT) и таймер запуска генератора (OST)
Сброс по падению напряжения питания
Сторожевой таймер (WDT) с собственным встроенным RC-генератором для повышения надежности работы
Программируемая защита кода
Режим экономии энергии (SLEEP)
Выбираемые режимы тактового генератора
- 25 мА макс. втек. Ток
Технология КМОП:
Экономичная, высокоскоростная технология КМОП ЭППЗУ/ЭСППЗУ
Полностью статическая архитектура
Широкий рабочий диапазон напряжений питания - от 2,0В до 5,5В
Коммерческий, промышленный и расширенный температурный диапазоны
Низкое потребление энергии: - < 2мА при 5,0В, 4,0МГц - 15 мкА (типичное значение) при 2 В, 32 кГц - < 0,5 мкА (типичное значение) в режиме STANDBY при 2В
Выбираем кварцевый резонатор ZQ1 РК12МА, номинальная частота колебания которого находится в диапазоне 13-100кГц (когда нам нужна частота 32768кГц, т.е. мы вкладываемся в данный диапазон). Частота кварца выбирается исходя из требуемого на выходе таймера времени, т.е. частоту 32768 мы получаем так: коэффициент деления предделителя микроконтроллера равен 32, что вместе с TMR0 (256) и циклом, равным 4 такта дает на выходе таймера 1 секунду (4х32х256=32768). Пайку выводов резонатора следует проводить не допуская повреждения резонатора через перегрев и механические усечение. Основные условия эксплуатации и технические характеристики полностью удовлетворяют требования, которые необходимы для нормальной работы прибора.
Выбираем цифровые индикаторы типа АЛ304Г (HG1 – HG3), технические параметры которых приведены в табл. 2.2.
Таблица 2.2 – Технические параметры АЛ304Г
Цвет свечения |
зеленый |
Количество сегментов |
7 |
Количество разрядов |
1 |
Схема включения |
общ. анод |
Рабочая температура, °С |
-60…70 |
Выбираем микросхему типа КР142ЕН5 (DA1):
Микросхема представляет собой интегральные стабилизатор с фиксированным выходным напряжением, выполненная по планарной диффузионной технологии с изоляцией диэлектриком. Микросхема предназначена для применения в стабилизированных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры постоянного напряжения.
Конструктивно микросхема оформлена в прямоугольном металлокерамическом. Для отвода тепла и крепления микросхемы предусмотрен фланец с двумя крепежными отверстиями. КР142ЕН5 выпускают в прямоугольном полимерном корпусе КТ-28-2 с тремя пластинчатыми выводами. Для отвода тепла и крепления микросхемы используется фланец с одним крепежным отверстием. Микросхему крепят к печатной плате пайкой или через переходные элементы. Теплоотвод устанавливаем на плату и привинчивают к нему микросхему.
Прибор рассчитан на длительную эксплуатацию в жестких условиях: при температуре окружающей среды от -60 до +125 °С, пониженном до 5 мм рт.ст. атмосферном давлении, воздействии инея и соляного тумана, механических перегрузок. Минимальная наработка на отказ — 50 000 часов, сохраняемость — 25 лет.
Основные технические характеристики микросхемы КР142ЕН5 приведены в табл. 2.3.
Таблица 2.3 – Основные технические характеристики микросхемы КР142ЕН5
Микросхема |
Uвх, В |
Uвых, В |
Iвых, А |
UПД, В |
Pрас, Вт |
Kυ, %/Вт |
K1, %/А |
KСГ, дБ |
||
|
min |
max |
min |
max |
max |
max |
max |
max |
max |
max |
КР142ЕН5 |
7,5 |
15 |
4,9 |
5,1 |
3 |
н/д |
10 |
0,05 |
1 |
70 |
Для данного устройства выбираем диоды КС147А и КД102 (VD1-VD2):
КД102 – диффузионный кремниевый диод. Конструктивно оформлен в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Электрическтие параметры и предельные значения допустимых режимов работы диода КД102 приведены в табл. 2.4.
Таблица 2.4 – Электрическтие параметры и предельные значения допустимых режимов работы диода КД102
Обозначение |
Режим измерения |
Значение |
Uпр.ср, В |
Iпр.=50мА Θокр=+25°С и +100°С |
≤ 1 |
Iобр.ср., мкА |
Θокр=-60°С Uобр=Uмах
|
≤ 0,1 |
Uобр и мах, В |
|
≤ 250 |
Iпр.ср.мах, мА |
Θокр=-60°С … +50°С |
≤ 100 |
Iпр. И мах, А |
Θокр= +100°С |
≤ 30 |