Пироэлектрический сигнализатор в охранной системе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1 Вводная часть

2 Общая часть

2.1 Назначение и принцип действия устройства

2.2 Достоинства и недостатки устройства

3. Расчетно-конструкторская часть

3.1 Расчет характеристик заданного устройства

3.2 Рекомендации по наладке устройства

4 Охрана труда

4.1 Антистатическая защита электронных устройств

4.2 Техника безопасности при пайке электронных схем

5. Заключительная часть

Перечень принятых сокращений

Список использованных источников

пироэлектрический сигнализатор охранная система

1 Вводная часть

Вычислительная техника Ї наиболее бурно развивающаяся область техники. От единичных экземпляров в середине ХХ века до более чем миллиарда различных устройств и средств вычислительной техники (ВТ) в наши дни Ї таковы темпы и масштабы ее развития[1].

Электронные вычислительные машины (ЭВМ) появились чуть более полувека назад. За это время их размеры увеличились в тысячи раз, а производительность увеличилась в миллионы раз[1].

Помимо быстрого развития средств ВТ надо отметить и существенные изменения в сфере ее приложения. Создавшиеся именно как средства для облегчения вычислений ЭВМ уже давно используются в большей степени как средства обработки информации в самом широком смысле этого слова[1].

Совокупность технических средств и программного обеспечения, а также методов обработки информации и действий персонала, обеспечивающая выполнение автоматизированной обработки информации, составляет систему обработки информации[1].

Существуют различные ЭВМ, которые принято подразделять на классы. С точки зрения производительности существующие ЭВМ можно разделить на следующие четыре класса[1]:

- суперЭВМ Ї ЭВМ, относящаяся к классу вычислительных машин, имеющих самую высокую производительность, и в основном предназначенная для решения сложных научно-технических задач;

- ЭВМ общего назначения Ї ЭВМ, относящаяся к классу вычислительных машин, занимающих на шкале производительности широкий диапазон и предназначенных для решения большого круга задач;

- миниЭВМ Ї это ЭВМ, относящаяся к классу вычислительных машин, разработанных исходя из требований минимизации стоимости и предназначенных для решения достаточно простых задач;

- микроЭВМ Ї ЭВМ, относящаяся к классу вычислительных машин, центральная часть которых построена на одном или нескольких микропроцессорах, и разработанных исходя из требования минимизации физического объема. К микроЭВМ относят персональную ЭВМ, или персональный компьютер (ПК).

По принципу физической формы представления обрабатываемой информации различают аналоговые, цифровые и аналого-цифровые средства ВТ. В аналоговой ВТ обработке подвергаются физические величины (токи, напряжения и др.), которые в определенном непрерывном диапазоне моделируют математические величины. В цифровых средствах ВТ обработке подвергаются цифровые (дискретные) коды математических величин[1].

По степени универсальности обработки информации средства ВТ подразделяются на машины общего назначения (универсальные) и специализированные. Первые служат для решения широкого класса задач, вторые Ї для решения узкого класса или даже единственной задачи[1].

За последние 10 Ї 15 лет сотни миллионов компьютеров объединились в сети, что еще более расширило область применения ВТ. Возросла роль ЭВМ как средства связи[1].

С помощью компьютеров стало возможным пересылать информацию на тысячи километров за доли секунд, с помощью электронной почты Ї тексты и картинки, с помощью Интернет-телефонии Ї голосовые сообщения[1].

Таким образом, стали использоваться и коммуникационные возможности компьютеров, возникли новые информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) [1].

Темой настоящего курсового проекта является изучение назначения устройства и принципа действия, а также особенности наладки и эксплуатации пироэлектрического сигнализатора в охранной системе.

2. Общая часть

2.1 Назначение и принцип действия устройства

Рассматриваемое в настоящем курсовом проекте устройство пироэлектрического сигнализатора в охранной системе предназначено для охраны объекта[2]. Электрическая принципиальная схема этого устройства[2] приведена на листе графической части. Ниже рассмотрен принцип действия, взятый из[2].

Принцип действия электронного узла, работающего совместно с датчиком, основан на том, что исполнительное устройство охранной системы включается не сразу после размыкания цепи «Relay», а только в том случае, когда длительность разомкнутого состояния достигает 6... 8 с. или цепь разомкнётся дважды в течение определённого времени. Поскольку система при этом будет срабатывать с задержкой, необходимо учитывать указанное обстоятельство, располагая прибор таким образом, чтобы он успел уверенно среагировать на наличие постороннего лица.

При включении питания цепь R1C1 формирует импульс низкого уровня, благодаря которому на выходе логического элемента DD2. 3 появляется импульс высокого уровня, устанавливающий счётчик DD4 по входу R в нулевое состояние, а триггер на элементах DD2. 1, DD2. 1- в состояние, при котором на его верхнем по схеме выходе будет низкий уровень. Единичный уровень с нижнего выхода этого триггера запрещает работу счётчика DD3.

На нижних по схеме входах элемента DD2. 2 и входе С счётчика DD4- низкий уровень, поскольку выходные выводы R («Relay») датчик В1 замкнуты. Триггер на элементах DD5. 2, DD5. 3 также установится в состояние, при котором транзистор VT1 закрыт и реле К1 обесточено, контакты К1. 1, управляющие исполнительным устройством, разомкнуты; индикатор HL1 выключен. При срабатывании пиродатчика В1 его выходная цепь размыкается и на двух нижних входах элемента DD2. 2 триггера устанавливается высокий уровень, который переключает триггер в противоположное состояние. На входе R счётчика DD3 установится низкий уровень.

Счётчик начнёт подсчёт импульсов, поступающих с генератора на элементах DD1. 1, DD1. 2. С приходом восьмого импульса на выходе 23 счётчика появится высокий уровень. Если при этом на нижнем входе элемента DD1. 3 будет также высокий уровень, т. е. выход датчика продолжает оставаться разомкнутым, то элемент DD1. 3 перейдёт в нулевое состояние, что приведёт к переключению триггера DD5. 2, DD5. 3, срабатыванию реле К1 и замыканию контактов К1. 1; включится светодиод HL1.

Если же выход датчика к этому моменту замкнётся, то элемент DD1. 3 не переключится. Счётчик DD3 продолжит счёт импульсов и через 64 такта на его выходе 26 появится высокий уровень, который переключит триггер DD2. 1, DD2. 2 в первоначальное состояние. Если же в течение этого времени датчик сработает дважды, на выходе 2 счётчика DD4 появится высокий уровень, который также переключит триггер DD5. 2, DD5. 3 и замкнутся контакты К1. 1. В случае, когда датчик сформирует только один импульс, на шестьдесят четвёртом такте счётчик DD4 обнулится импульсом, прошедшим через диод VD2. Устройство можно при необходимости в любой момент принудительно переключить в состояние готовности нажатием на кнопку SB1.

Питать узел можно от нестабилизированного источника напряжения 12 В. Все микросхемы питает внутренний стабилизатор DA1.

Задержка срабатывания системы более тридцати секунд. При необходимости увеличить задержку вдвое нужно заменить резистор R1 на другой - сопротивлением 3МОм и конденсатор С1 - емкостью 30мкФ. Конденсатор следует выбрать с минимальным током утечки.

Электронный узел собран на печатной плате из фольгированного с обеих сторон стеклотекстолита толщиной 1. 5 мм.

2.2 Достоинства и недостатки устройства

К основным достоинствам рассматриваемого в настоящем проекте устройства можно отнести следующее: пироэлектрический датчик инфракрасного излучения обладает довольно высокой чувствительностью, удобен в подключении и сравнительно недорог. Устройство позволяет с успехом использовать практически любой пиродатчик для надёжной охраны помещения. Ещё одной отличительной функцией обладает пироэлектрический сигнализатор- после подачи питания датчик в течение 30 секунд не реагирует ни на какие объекты. Это позволяет человеку, включившему систему охраны, выйти из помещения, не опасаясь преждевременного её срабатывания.

К недостаткам можно отнести то, что зачастую, как показывает практика, дешёвые датчики склонны к самопроизвольным (ложным) срабатываниям. Так, наиболее доступные и широко распространённые датчики «SRP PLUS» давали в среднем одно-два ложных срабатывания за время около восьми часов.

3. Расчетно-конструкторская часть

3.1 Расчет характеристик заданного устройства

Проведем расчет некоторых основных механических характеристик рассматриваемого пироэлектрического сигнализатора в охранной системе, принцип действия которого рассмотрен в разделе 2 настоящей пояснительной записки. Данное устройство, согласно Заданию, работает на постоянном токе и имеет следующие основные технические характеристики:

Ї номинальное напряжение питания (Uном) ;

Ї номинальный ток нагрузки (Iном, нагр) ;

Ї режим работы.

Значения Uном, Iном, нагр и характеристика режима работы устройства приведены в таблице 3. 1

Таблица 3.1

Основные технические параметры устройства

Номинальная активная мощность нагрузки Рном, (Вт) потребляемая ею при продолжительном режиме работы, определяется по формуле

Р ном = I ном, нагр•U ном (3. 1)

где, I ном, нагр Їноминальный ток нагрузки, А, определяемый

из таблицы 3. 1;

U ном Їноминальное напряжение питания, В, определяемое из таблицы 3. 1.

Р ном = 0, 005•12 = 0, 06 (Вт).

3.2 Рекомендации по наладке устройства

Налаживания устройство не требует и при правильной сборке из заведомо исправных деталей работоспособно сразу.

4. Охрана труда

4.1 Антистатическая защита электронных устройств

Электростатический разряд (ЭСР) представляет серьёзную угрозу для электронных компонентов. ЭСР - резкий скачок напряжения, вызванный соприкасающимися или находящимися в непосредственной близости заряженными объектами. Подобные всплески напряжения составляют, как правило, тысячи вольт и могут быть разрушительными для электронных компонентов. ЭСР может произойти при контакте электронного устройства с человеческим телом или другим устройством. Вследствие уменьшения размеров современные интегральные схемы становятся всё более восприимчивыми к различным внешним факторам, в том числе к ЭСР. Для защиты компонентов таких схем требуется добавлять в них различные устройства электростатической защиты. Так, для цепей высокоскоростной передачи данных необходимо использовать устройство защиты от ЭСР с ёмкостью менее 1 пФ, поскольку устройства более высокой ёмкости могут привести к искажению сигнала. ЭСР возникает вследствие трибоэлектрического эффекта, т. е. перехода электронов с поверхности одного тела на поверхность другого. Чаще всего причиной воздействия ЭСР на электронный компонент становится прикосновение человека, переносящего этот заряд[3].

Электростатический заряд может возникнуть и непосредственно на поверхности прибора. Наличие и накопление заряда на любом изделии не ведет к его повреждению или изменению характеристик до тех пор, пока через это изделие не пройдет ЭСР при прикосновении прибора к другому проводящему телу. ЭСР может возникнуть при технологических процедурах, например, при сборке. Основной опасностью ЭСР для интегральных схем являются отказы под действием высокого напряжения, когда диэлектрик пробивается насквозь или разрушается поверхность кристалла. Другая опасность - отказы под действием мощности или тока, которые часто опознают по горячим точкам или расплавленным участкам на кристалле[3].

К традиционным устройствам электростатической защиты относятся варисторы, которые являются резисторами с нелинейной зависимостью сопротивления от приложенного напряжения, и устройства подавления - варисторы малой ёмкости[3].

Диоды Зенера или стабилитроны обеспечивают быструю реакцию на ЭСР, имеют хорошие показатели срока эксплуатации и обычно используются для защиты высокоскоростных линий передачи данных, но их нельзя использовать в сетях с малым током[3].

Чтобы исключить ущерб от ЭСР, необходимо устранить разность потенциалов между чувствительными к ЭСР элементами и другими проводниками, с которыми они могут соприкасаться, например персоналом, автоматизированным погрузочно-разгрузочным, стационарным и подвижным оборудованием. Чтобы устранить разность потенциалов, все проводящие и рассеивающие элементы должны соединяться с землей или друг с другом (эквипотенциальное соединение) [3].

Если персонал находится на ЭСР-защищенном рабочем месте, сотрудники должны быть заземлены через антистатические браслеты[3].

Для работы стоя персонал может заземляться с помощью системы заземления «напольное покрытие - обувь»[3].

При прямом контакте человеческого тела с чувствительными компонентами и проводящими устройствами необходимо использовать антистатические перчатки или напалечники (значение сопротивления 108 Ом и менее) [3].

Для транспортировки и хранения компонентов используются специальные антистатические пакеты, выдвижные ячейки и другая транспортировочная тара, изготавливаемая из проводящего пластика или проводящего картона с уплотнителем[3].

4.2 Техника безопасности при пайке электронных схем

До начала работы[4]:

1. Правильно надеть спецодежду.

2. Подготовить и проверить исправность инструмента, электропаяльника и приспособлений. Особенно убедиться в исправности ручки электропаяльника и состояния проводов.

3. Проверить надежность заземления рабочего стола.

4. Убедиться, что вблизи места работы нет легковоспламеняющихся материалов и горючих жидкостей.

Во время работы[4]:

1. Обращаться с электропаяльником осторожно, не ронять и не использовать его в качестве ударного инструмента.

2. При пайке остерегаться брызг расплавленного припоя и не касаться горячих мест руками, чтобы не обжечься.

3. При кратковременных перерывах в работе положить нагретый электропаяльник на специальную подставку.

4. Отлучаясь от рабочего места, следует выключить электропаяльник, не вынимать вилку из штепсельной розетки рывком за провод.

5. При пайке, лужении и работе с кислотами пользоваться резиновыми перчатками и защитными очками.

6. Все химические вещества, применяемые при пайке, необходимо держать в стеклянной посуде с притертыми стеклянными пробками. На каждой посуде должна быть надпись с названием вещества.

7. Травление изделий перед лужением и травление кислоты для приготовления хлористого цинка следует проводить под вытяжным шкафом или в специально отведенном помещении.

8. Быть осторожным с флюсами для паяльных работ. Не разливать на стол, пол, на одежду и обувь. Не смачивать руки и не пробовать на язык, особенно хлористый цинк (кислоту).

9. Применять защитные очки во время пайки.

После окончания работы[4]:

1. Выключить электропаяльник.

2. Убрать рабочее место. Положить на установленное место инструменты, приспособления, припой и флюсы.

3. Выключить (закрыть) вентилятор.

4. Привести себя в порядок.

5. Заключительная часть

В ходе выполнения настоящего курсового проекта были изучены основные правила оформления конструкторской документации устройств цифровой электроники, вычислительной техники и систем автоматизации современного промышленного оборудования.

В ходе курсового проектирования были также изучены основные принципы работы и наладки пироэлектрического сигнализатора в охранной системе.

Кроме этого, были рассмотрены базовые положения по антистатической защите электронных устройств, техники безопасности при пайке электронных схем и защите пользователя при работе на компьютере.

Перечень принятых сокращений

ВТ - вычислительная техника

ИКТ - информационно-коммуникационные технологии

ПК - персональный компьютер

ЭВМ - электронная вычислительная машина

ЭСР-защищенное рабочее место - защищенное от электростатического разряда место

ЭСР - электростатический разряд

Список использованных источников

1. Келим Ю. М. Вычислительная техника: учебное пособие для студентов среднего профессионального образования. - М. : Издательский центр «Академия», 2005. - 384 с.

2. Коротков И. Пироэлектрический сигнализатор в охранной системе// Радио. - 2006. - №3. - с. 40-41.

3. ГОСТ Р 53734. 5. 1-2009 (МЭК 61340-5-1: 2007). Электростатика. Защита электронных устройств от электростатических явлений. Общие требования.

4. Павлов С. П. Охрана труда в радио- и электронной промышленности. - 2-е изд. перераб. и доп. - М. : Радио и связь, 1985. - 200с.

5. Денисенко Г. Ф. Охрана труда: учебное пособие. - М. : Высшая школа, 1985. - 320с.

Размещено на Allbest.ru