Модуль управления кодовым замком

Название реферата: Модуль управления кодовым замком

Блок живлення Блок запису/обробки коду Блок вводу коду Блок керування Посилювач +5В Навантаження Посилювач зібраний на трьох транзисторах(VT1..VT3) та двох діодах(VD10, VD11). Код складається з 4-х цифр від 0 до 9. Його набирають кнопками SB1-SB10. Установлюють код розпаюванням перемичок на складальному полі. Невикористовані кнопки необхідно з'єднати з загальним проводом. При включенні живлення конденсатор C1 заряджається через резистор R1 і приблизно через 5 с. елемент DD1.1 переключається у вихідний стан. На виході DD1.1 і DD1.6 також високий рівень – замок готовий до роботи і можна натискати першу кнопку коду. При натисканні кнопки SB3 високий рівень сигналу з виходу елемента DD1.1 через діод VD1, резистори R3,R4 кнопку SB3 надходить на вхід DD1.2. На виході цього елемента виникає високий рівень, що міститься в плині 2 с. після відпускання кнопки, поки конденсатор С4 розряджається через резистор R5. За цей час потрібно натиснути наступну кнопку, при цьому високий рівень надійде на вхід елемента DD1.3 і т.д. Після натискання останньої кнопки коду високий рівень з виходу DD1.5 відкриває транзистор VT1. Відпрацьовує реле К1, що своїми контактами включає виконавчий пристрій, він працює протягом 5 с. – час зарядки конденсатора С7. Тепер розглянемо, що відбудеться при натисканні кнопок, що не входять у код, якщо порушиться послідовність набору коду, а також у період паузи між натисканням, що триває більш 2-х секунд. Допустимо, першою була натиснута кнопка SB4 (замість SB3). Конденсатор С1 швидко розрядиться через резистор R4, кнопку SB4, діод VD6 і вихід елемента DD1.3, на якому в цей момент низький рівень. Натискання кнопки, що не входить у код, також приводить до розрядки конденсатора С1. Мал. 1.1
						КТ КДПУ КП. 19.00.000.ПЗ	Арк
							4
Зм.	Арк	№ Докум	Підпис	Дата
При цьому замок заблокований на вході і виході елемента DD1.6 низький логічний рівень, транзистор VT2 –закривається, VT3 відкривається, спрацьовує реле К2 і своїми контактами включає сигналізацію. Якщо людина, що не знає коду і принципу роботи замка, стане продовжувати натискати на кнопки, конденсатор З1 буде увесь час розряджатися, підтримуючи тим самим замок у закритому стані. Для того щоб замок заробив необхідно почекати, не натискаючи кнопок, 5...6 с. Діод VD1 заважає розрядці конденсатора С1 через вихід елемента DD1.1, що знаходиться в нульовому стані під час зарядки С1 через резистор R1. Діоди VD4, VD6,VD8,перешкоджають проходженню високого рівня на входи наступних елементів, а діоди VD5,VD7,VD9 не дають розряджатися конденсаторам С5,С6,С7 відповідно. Якщо сигналізація не потрібна, то елементи DD1.6,R10,R11, VT2,VT3,R2,VD1.1 можно виключити зі схеми, при цьому вільний вхід элементаDD1.6 повинний бути з'єднаний із загальним чи проводом із плюсовим висновком джерела живлення (+10в). У пристрої застосовані резистори МЛТ, керамічні конденсатори К10-17, К50-35.Електромагнітні реле К1,К2-РЭС-6 (паспорт РФО,452.104) чи інші з напругою спрацьовування не більш 20В і опором не менш 500Ом. Трансформатор Т1 можна застосувати саморобний чи заводський з напругою на вторинній обмотці 12-15В и струмом не менш100 мА. Транзистори – з будь-яким буквеним індексом , а діоди –будь-які малопотужні кремнієві. Мікросхему DD1 можна замінити на К561ПУ4, КР1561ПУ4 .Якщо не виявиться під рукою зазначених мікросхем, кожен елемент припустимо замінити ланцюгом із двох послідовно включених інверторів, застосовуючи мікросхеми К561ЛН2,К561ЛА7, К561ЛЕ5 (чи аналогічні серії К176). Зібраний зі справних деталей замок починає працювати відразу і налагодження не вимагає. Тривалості тимчасових затримок змінюють підбором конденсаторів, що задають час С1,С4-С7. Опублікований варіант кодового замка відрізняються простотою, але ця гідність аж ніяк не саме головне. Більш істотним треба вважати надійність роботи, а з цим найважливішим параметром справа не завжди обстоїть благополучно. Наприклад, не обмежений час роботи виконавчого пристрою, що може викликати його вихід з ладу (у гіршому випадку – перегрів і загоряння обмотки електромагніта). Конструкція замка, описаного нижче(Мал. 1.2), має, на мій погляд, ряд переваг. Код замка складається з чотирьох знаків. Вузол зворотного переключення дозволяє набирати чотири закодовані цифри тільки у визначеному порядку. Будь-яке порушення порядку набору веде за собою зворотне переключення навіть при правильно набраних перших цифрах коду. Час роботи виконавчого пристрою - 2 с; цього цілком достатньо для відкривання дверей. Якщо за цей час двері не буде відкрита, набір коду прийдеться повторити.
						КТ КДПУ КП. 19.00.000.ПЗ	Арк
							5
Зм.	Арк	№ Докум	Підпис		Дата

1-й
елемент

резистор

металоплів-ковий

2-й
елемент

конденсатор

керамічний

3-й
елемент

конденсатор

оксидний

4-й
елемент

діод

імпульсний

5-й
елемент

світлодіод

напівпровід-никовий

6-й
елемент

інтегральна

мікросхема

напівпровідникова

7-й
елемент

перемикач

кнопочний

8-й
елемент

резонатор

кварцевий

4.3
Розрахунки
на надійність

Хід
роботи:

1.Задаємо
час роботи
виробу:

tmin(мінімальне)=0
г.

tсер(середнє)=20000
г.

tпр(прирощування)=2000
г.

2.
Будуємо структурну
схему блоку
з точки зору
надійності:

3.Надаємо
інформацію
про пристрій
по слідуючій
схемі:

Кількість
типів елементів
–8

Кількість
типів блоків
–1

3.1
Елемент 1-го
типу:резистор
постійного
опору металоплівковий

Інтенсивність
відмов для
елементу 1-го
типу становить:

Min-0.004*10

Max-
0.4*10

Середнє-0.202*10

Кількість
елементів
1-го типу– 12

Коефіціент
навантаження
на 1-ий елемент-
0.5

3.2
Елемент 2-го
типу:конденсатор
постійної
ємкості керамічний

Інтенсивність
відмов для
елементу 2-го
типу становить:

Min-0,04*10

Max-
0,7*10

Середнє-0,39*10

Кількість
елементів
2-го типу– 3

Коефіціент
навантаження
на 2-ий елемент-
0.7

3.3
Елемент 3-го
типу:конденсатор
постійної
ємкості оксидний

Інтенсивність
відмов для
елементу 3-го
типу становить:

Min-0.003*10

Max-
0.9*10

Середнє-0.4115*10

Кількість
елементів
3-го типу– 3

Коефіціент
навантаження
на 3-ій елемент-0.7

КТ
КДПУ КП. 19.00.000.ПЗ

Арк

Зм.

Арк

№ Докум

Підпис

Дата

3.4
Елемент 4-го
типу:діод
напівпровідниковий
імпульсний

Інтенсивність
відмов для
елементу 4-го
типу становить:

Min-0.2*10

Max-
1*10

Середнє-0.6*10

Кількість
елементів
4-го типу– 1

Коефіціент
навантаження
на 4-ий елемент-
0.5

3.5
Елемент 5-го
типу:світлодіод
напівпровідниковий

Інтенсивність
відмов для
елементу 1-го
типу становить:

Min-0.05*10

Max-
1*10

Середнє-0.525*10

Кількість
елементів
5-го типу– 3

Коефіціент
навантаження
на 5-ий елемент-
0.7

3.6
Елемент 6-го
типу:інтегральна
мікросхема
напівпровідникова

Інтенсивність
відмов для
елементу 6-го
типу становить:

Min-0.01*10

Max-
2.5*10

Середнє-1.255*10

Кількість
елементів
6-го типу– 2

Коефіціент
навантаження
на 6-ий елемент-
1

3.7
Елемент 7-го
типу:перемикач
малогабарітний
кнопочний

Інтенсивність
відмов для
елементу 7-го
типу становить:

Min-0.05*10

Max-
0.5*10

Середнє-0.275*10

Кількість
елементів
7-го типу– 12

Коефіціент
навантаження
на 7-ий елемент-
0.5

3.8
Елемент 8-го
типу:кварцевий
резонатор

Інтенсивність
відмов для
елементу 8-го
типу становить:

Min-0.162*10

Max-
0.162*10

Середнє-0.162*10

Кількість
елементів
8-го типу– 1

Коефіціент
навантаження
на 8-ий елемент-
1

КТ
КДПУ КП. 19.00.000.ПЗ

Арк

Зм.

Арк

№ Докум

Підпис

Дата

Схемне позначення елемента	Найменування елемента	Коефіціент навантажен-ня	λ –характеристика номінальних значень			λ –характеристика з урахуванням експлуатаційних умов 10
			min	сер	max	min	сер	max
1	2	3	4	5	6	7	8	9
R1	МЛТ 0,125 91К ±10%	0,5	0,004	0,202	0,4	0,0024	0,1212	0,24
R2	МЛТ 0,125 91К ±10%	0,5	0,004	0,202	0,4	0,0024	0,1212	0,24
R3	МЛТ 0,125 91К ±10%	0,5	0,004	0,202	0,4	0,0024	0,1212	0,24
R4	МЛТ 0,125 9К ±10%	0,5	0,004	0,202	0,4	0,0024	0,1212	0,24
R5	МЛТ 0,125 30К ±10%	0,5	0,004	0,202	0,4	0,0024	0,1212	0,24
R6	МЛТ 0,125 390 Ом ±5%	0,5	0,004	0,202	0,4	0,0024	0,1212	0,24
R7	МЛТ 0,125 150 Ом ±5%	0,5	0,004	0,202	0,4	0,0024	0,1212	0,24
R8	МЛТ 0,125 910 Ом ±5%	0,5	0,004	0,202	0,4	0,0024	0,1212	0,24
R9	МЛТ 0,125 910 Ом ±5%	0,5	0,004	0,202	0,4	0,0024	0,1212	0,24
R10	МЛТ 0,125 910 Ом ±5%	0,5	0,004	0,202	0,4	0,0024	0,1212	0,24
R11	МЛТ 0,125 110 Ом ±5%	0,5	0,004	0,202	0,4	0,0024	0,1212	0,24
R12	МЛТ 0,125 2К ±10%	0,5	0,004	0,202	0,4	0,0024	0,1212	0,24
C3	K10-17 0,1мк ±10%	0,7	0,04	0,39	0,7	0.014	0.1365	0.245
C5	K10-17 15пф ±5%	0,7	0,04	0,39	0,7	0.014	0.1365	0.245
C6	K10-17 15пф ±5%	0,7	0,04	0,39	0,7	0.014	0.1365	0.245
С1	К50-35 1000пф ±20%	0,7	0,03	0,4115	0,9	0.0372	0.51026	1.116
С2	К50-35 10пф ±20%	0,7	0,03	0,4115	0,9	0.0372	0.51026	1.116
С4	К50-35 6,8мк ±20%	0,7	0,03	0,4115	0,9	0.0372	0.51026	1.116
VD1	КД 5225	1	0,2	0,6	1	0,2	0,6	1
HL1	АЛ 3075	0,7	0,05	0,525	1	0,05	0,525	1
HL2	АЛ 3075	0,7	0,05	0,525	1	0,05	0,525	1
HL3	АЛ 3075	0,7	0,05	0,525	1	0,05	0,525	1
DD1	PIC 16F84 – 04 I/P	1	0,01	1,255	2,5	0,01	1,255	2,5
DA1	КР142 ЕН5	1	0,01	1,255	2,5	0,01	1,255	2,5
SB1	ПКН – 150	0,5	0,05	0,275	0,5	0,05	0,275	0,5
SB2	ПКН – 150	0,5	0,05	0,275	0,5	0,05	0,275	0,5
SB3	ПКН – 150	0,5	0,05	0,275	0,5	0,05	0,275	0,5
SB4	ПКН – 150	0,5	0,05	0,275	0,5	0,05	0,275	0,5
SB5	ПКН – 150	0,5	0,05	0,275	0,5	0,05	0,275	0,5
SB6	ПКН – 150	0,5	0,05	0,275	0,5	0,05	0,275	0,5
SB7	ПКН – 150	0,5	0,05	0,275	0,5	0,05	0,275	0,5
SB8	ПКН – 150	0,5	0,05	0,275	0,5	0,05	0,275	0,5
SB9	ПКН – 150	0,5	0,05	0,275	0,5	0,05	0,275	0,5
SB10	ПКН – 150	0,5	0,05	0,275	0,5	0,05	0,275	0,5
SB11	ПКН – 150	0,5	0,05	0,275	0,5	0,05	0,275	0,5
SB12	ПКН – 150	0,5	0,05	0,275	0,5	0,05	0,275	0,5
ZQ1		1	0.162	0.162	0.162	0.162	0.162	0.162

4
проводимо
орієнтовочний
розрахунок
надійності
пристрою

5.Визначаємо
очікуване
min
,max і
середнє значення
частоти відмов:

λзат,min=Σλmin=0,9988*10

λзат,max=Σλmax=17,88*10

λзат,сер=Σλсер=9,4394*10

Визначаємо
min
,max і
середній час
напрацювання
на відмову

КТ
КДПУ КП. 19.00.000.ПЗ

Арк

Зм.

Арк

№ Докум

Підпис

Дата

6.Визначаємо можливість безвідмовної роботи пристрою на протязі заданого часу tз ,використовуючи формулу tз=0 г: Pmin(t)=2.718=1;Pсер(t)=2.718=1;Pmin(t)=2.718=1 =2000 г: Pmin(t)=2.718=0.998; Pсер(t)=2.718=0.9811; Pmax(t)=2.718=0.9642; =4000 г: Pmin(t)=2.718=0.996; Pсер(t)=2.718=0.9626; Pmax(t)=2.718=0.9298; =6000 г: Pmin(t)=2.718=0.994; Pсер(t)=2.718=0.9444; Pmax(t)=2.718=0.8966; =8000 г: Pmin(t)=2.718=0.992; Pсер(t)=2.718=0.9266; Pmax(t)=2.718=0.8646;
					КТ КДПУ КП. 19.00.000.ПЗ	Арк
						24
Зм.	Арк	№ Докум	Підпис	Дата		24
=10000 г: Pmin(t)=2.718=0.99; Pсер(t)=2.718=0.9091; Pmax(t)=2.718=0.8337; =12000 г: Pmin(t)=2.718=0.988; Pсер(t)=2.718=0.892; Pmax(t)=2.718=0.8039; =14000 г: Pmin(t)=2.718=0.9861; Pсер(t)=2.718=0.8751; Pmax(t)=2.718=0.7752; =16000 г: Pmin(t)=2.718=0.9841; Pсер(t)=2.718=0.8586; Pmax(t)=2.718=0.7476; =18000 г: Pmin(t)=2.718=0.9821; Pсер(t)=2.718=0.8424; Pmax(t)=2.718=0.7209; =20000 г: Pmin(t)=2.718=0.9802; Pсер(t)=2.718=0.8265; Pmax(t)=2.718=0.6951; 6.По одержаним значенням вірогідності безвідмовної роботи (Pmin(t), Pmax(t), Pсер(t)) будуємо графік безвідмовної роботи пристрою
					КТ КДПУ КП. 19.00.000.ПЗ	Арк
						25
Зм.	Арк	№ Докум	Підпис	Дата		25

Зміст пояснювальної записки I.Вступ 2 II. Загальний розділ 3 2.1 Призначення пристрою 3 2.2 Розробка структурної схеми пристрою 3 III. Спеціальний розділ 10 3.1 Технічні характеристики пристрою 10 3.2 Аналіз роботи пристрою по принциповій 10 електричній схемі IV. Проектно розрахунковий розділ 13 4.1 Обгрунтування використовуємої елементної 13 бази 4.2 Розрахунок окремих функціональних вузлів 19 4.3 Розрахунки на надійність 21 4.4 Розрахунок споживаємої потужності 26 V. Експлуатаційний розділ 27 5.1 Інструкція по експлуатації пристрою 27 5.1.1 Блок-схема програми роботи пристрою 27 5.1.2 Фрагмент програми роботи пристрою 27 5.2 Методи налагодження та контролю розробленого 28 пристрою 5.3 Методи пошуку та усунення несправностей 29 VI. Охорона праці 30 6.1 Загальні вимоги техніки безпеки 30 6.2 Вимоги техніки електробезпеки при виконанні та 33 налагоджуванні пристрою VII. Висновок 34 Список використовуємої літератури 35
					КТ КДПУ КП. 19.00.000.ПЗ

Змн.	Арк.	№ Докум.	Підпис	Дата
Розробив		Румілов С.О.			Пояснювальна записка	Літ.	Арк.	Аркушів
Перевірив		Білоус О.Ю.					1	35
Реценз.						КМ-01-9-1
Н.Контр
Затвер.

Слов:	15864
Символов:	140204
Размер:	273.84 Кб.

I.Вступ

В наш
час комплексна
механізація
і автоматизація
виробництва
стають важливою
умовою економічного
зросту країни.Розв’язок
цих задач
неможливий
без швидких
темпов розвитку
електроніки,
радіопромисловості,
тобто всього
того комплексу
галузей, котрі
задають технічну
базу для автоматизації
та керування.

Розвиток
електроніки,
є однією із
прогресивних
галузей науки
і техніки, сприяє
розі’язву
задач фундаментальних
наукових
досліджень
і прикладних
проблем, зв’язаних
з науково-технічним
прогрессом.
За допомогою
електронних
систем здійснюється
контроль,
керування і
регулювання,
різними виробничими
процесами і
пристроями,
вимір електричних
і неелектричних
величин, відбір,
обробка і передача
інформації
будь-якого
призначення.
Більшість
методів дослідження
в різних сферах
науки і техніки
зв’язано
з використанням
електронних
пристроїв.

Сучасні
засоби електронної
техніки виробляються,
в основному,
на основі
інтегральних
мікросхем.
Інтеграція
радіокомпонентів
дозволила не
тільки зменшити
розміри електронного
приладу і
використовуєму
цим приладом
потужність,
але і відкрила
принципово
новий етап в
розвитку
радіоелектроніки,
охоплюючий
всю сферу
організації
виробництва.

Всього
лише десятиліття
тому властивостями
програмування
характеризувались
лише великі
блоки і вузли
рахувальних
і керуючих
систем, то на
данний час
цими особливостями
володіє інтегральна
елементна
основа (мікропроцесор,
однокрестальна
мікро-ЕОМ), що
і обгрунтовує
її високі
функціональні
властивості.
Правильне
використання
цих універсальних
ВІС в народному
господарстві
дозволить
сильно впливати
на підвищення
користі праці
і підвищення
ефективності
виробництва,
тобто є однією
із властивостей
прискорення
науково-технічного
прогресу.
Програмні
великі інтегральні
схеми (ВІС) –
мікропроцесори,
однокрестальні
мікро-ЕОМ і
логічні матриці
використовуються
в автоматиці,
інформаційно-розрахунковій
техніці, в
автоматичних
системах керування
виробництвом,
транспортом
і в інших галузях
народного
господарства.

КТ КДПУ
КП. 19.00.000.ПЗ