2.1. Розробка схеми електричної структурної
Пристрою регулювання руху транспортних засобів призначений для регулювання дорожнього руху на перехресті і складається з таких вузлів:
ПК
LPT інтерфейсу;
Схема дистанційного керування;
Комутуючого пристрою;
Світлофора..
Схема дистанційного керування призначеня для отримання інформації за допомогою паралельного LPT інтерфейсу. Дана інформація призначеня для керування вибором режимів роботи світлофора.
Схема цифрової індикації відображає час, який залишається до переключення світлофора.
Світлодіодна індикація наочно показує роботу секцій світлофора для відображення на стенді.
Схема комутації призначеня для керування світлофорами. До цієї схеми підключають виконавчі механізми включення секцій світлофорів.
Структурна схема системи керування світлофорами показана на рис. 2.1. Вона складається з персонального комп’ютера, LPT інтерфейсу, схеми дистанційного керування, схеми комутації та безпосередньо світлофорів.
Персональний комп’ютер з допомогою програми керує роботою світлофора. Здійснює зчитування інформації про стан роботи світлофора, приймає рішення по керування світлофором. Схема дистанційного керування призначена для прийому інформації про стан роботи світлофора та передачі керуючих сигналів на відстань. Схема комутації світлофором призначена для включення або виключення окремих світлофорів.
Світлофор безпосередньо керує рухом транспортних засобів.
Рис. 2.1. Структурна схема пристрою регулювання руху транспортних засобів
2.2. Розробка схеми електричної принципової
2.2.1.Вибір елементної бази.
Основою розробленого пристрою являється мікросхема 74LS373(Рис2.2.).
Рис.2.2. Мікросхема 74LS373
Основні характеристики:
Напруга живлення 5 В
Максимальний вихідний струм, мА - 500
Випускається в 20- вивідному пластиковому і керамічному DIP – корпусах
Час переключення логічних рівнів, мкс – 0,25
Діапазон робочих температур, Сº - 0 ‑ 70
Дана мікросхема виконує функцію регістра. Дані поступають на входи (виводи 2 -9). Запис даних управляється сигналом CLK на виводі 11 мікросхеми
Рис2.3. Функціональна схема мікросхеми 74LS373
Стани входів та виходів мікросхеми показані на Таб.2.1.
Крім того в якості ключів використовуються транзистори КТ643
-
ОС
Такти
Вхід
Вихід
L
^
H
H
L
^
L
L
L
L
X
Q
H
X
X
Z
Таблиця2.1. Стани входів та виходів мікросхеми 74LS373
SN54 / 74LS373 складається з восьми засувок з 3-стан виходів для шини. Зміна даних відбувається асинхронно. Коли на вході LE є низьки рівень, дані фіксується. Дані з'являються на виході. Мікросхем 74LS374 має високу швидкість і низьке енергоспоживання додатків. Всі тригери 74LS374 виготовляються з використанням передових технологій. Низька потужність Шоттки технологій і сумісний з усіма Motorola сім'ї TTL.
Мікросхема містить: • Вісім засувок в одному пакеті • 3-State виходи • Гістерезис на тактовий вхід для поліпшення завадостійкості • Діоди вхідні для обмеження швидкості
Світлодіодні індикатори
Одиночні світлодіодні індикатори підключаються через схему транзисторної збірки Дарлінгтона і служать для відображення включення секцій світлофорів.
Рис. 2.4. Світлодіодний індикатор АЛ307
В даному випадку було вирішено використовувати світлодіоди трьох кольорів, таких як кольори секцій світлофора. Ці кольори відтворюють світлодіоди АЛ307БМ (червоного кольору), АЛ307ЕМ (жовтого кольору) та АЛ307ГМ (зеленого кольору). Прямий струм, що проходить через світлодіод дорівнює 20 мА. Прямя напруга - 5В.
Живлення подається через обмежуючий резистор. Опір резистора обчислюється за формулою:
Отже:
.
Тому в схему були включені резистори з опором 220 Ом.
Резистори
Резистори типу С2-23, які будуть використані для встановлення на ДП в пристрій регулювання рухом транспортних засобів – резистори загального призначення, з металодіелектричним провідним шаром. Призначені для роботи в ланцюгах постійного, змінного і імпульсного струмів як елементи навісного монтажу.
Рис.2.5 - Конструктивні параметри і спосіб установки резисторів
Таблиця 2.2 - Граничні експлуатаційні параметри резисторів С2-23
Параметр |
Значення |
Діапазон номінальних опорів, Ом |
10.1*106 |
Допустиме відхилення від номінала % |
10 |
Гранична робоча напруга, В |
150 |
Номінальна потужність, Вт |
0,25 |
Температура навколишнього середовища, при номінальному електричному навантаженні, С |
від - 60 до +85 |
Відносна вологість повітря, при t=35С |
до 98 % |
Знижений атмосферний тиск |
до 0,00013 Па |
Максимальне напрацювання, годинника |
30000 |
Термін придатності, років |
20 |
Рівень власних шумів, мкВ/В |
5 |
Таблиця 2.3-Конструктивні параметри резисторів С2-23
Позиція на схемі |
|
Габаритні розміри |
Маса |
||||
L, мм |
D, мм |
L, мм |
D, мм |
m, г |
|||
R1-R4, R6-R15 |
0,125 |
6 |
2,2 |
10,5 |
0,6 |
0,25 |
|
R16, R17 |
0.25 |
7 |
3 |
12,5 |
0,7 |
0,25 |
|
R5 |
0.5 |
10,2 |
4,2 |
15 |
0,9 |
1,0 |
|
.
Розробка схеми.
Схема складається з LPT – роз’єма, мікросхеми 74LS373, транзисторних ключів КТ630, світлодіодних індикаторів АЛ307.
Керуючі сигнали передаються через LPT – порт на входи мікросхеми 74LS373. По фронту сигнала на вході CLK відбувається запис даних в буфер мікросхеми. Керуючий сигнал через резистор в базі транзистора КТ630 керує транзисторним ключем. Транзисторний ключ включає світлодіоди світлофора.
Для забезпечення живлення від мережі 220 В використовується схема стабільного живлення (рис.2.13), яка реалізована на трансформаторі TV1з діодною розв’язкою VD1 та мікросхемою стабілізації напруги DA1.
Рис.2.6. Схема стабілізації живлення
РОЗДІЛ 3 ПРОГРАМНИЙ РОЗДІЛ