Разработка цифрового счетчика количества витков провода, наматываемых на сердечник катушки индуктивности
Принцип устройства инфракрасного датчика прохождения объекта с триггером Шмидта. Методика подключения микросхемы к семисегментному индикатору. Схема линейного источника питания на трансформаторе, диодном мосту и интегральном регуляторе напряжения.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.03.2015 |
| Размер файла | 996,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
1. Назначение устройства
В курсовом проекте требуется разработать устройство, которое подсчитывает число витков, намотанных на цилиндрический сердечник дросселя в диапазоне до 9 999 штук.
В качестве датчика оборотов сердечника используется оптический щелевой датчик. Подсчет осуществляется с помощью четырех счетчиков и четырех семисегментных индикаторов. Счетчики соединяются с помощью каскада для увеличения разрядности. При достижении значения импульсов с датчика «9» происходит переполнение счетчика и он перебрасывает импульс на следующий и т.д. Значения подсчитанных импульсов поступают на семисегментный индикатор. При переполнении счетчика, при нажатии кнопки сброса а также каждые 10 витков звучит короткий звуковой сигнал, который осуществляется при помощи пьезокерамического излучателя звука.
2. Структурная схема устройства и ее описание
Рис. 1
3. Описание работы устройства по блокам с обоснованием выбора типовых элементов
1. Оптический щелевой датчик.
Серия НОА 2001-001 инфракрасный датчик прохождения объекта с триггером Шмидта, транзисторным выходом. Датчик состоит из ИК-излучающего диода направленного на оптический детектор с триггером Шмидта, расположенных в черном корпусе из термопластмассы. Оптический детектор состоит из фотодиода, усилителя, стабилизатора напряжения, триггера Шмидта и n-p-n транзистора с резистором 10 кОм. в коллекторной цепи. Буферная логика обеспечивает высокой уровень сигнала на выходе, когда оптический путь от излучателя к детектору свободе и низкий уровень, когда путь перекрыт.
Рис. 2. Схема датчика НОА 2001-001
2. Микросхема К176 ИЕ-4.
Данная микросхема представляет счетчик по модулю 10 с дешифратором для вывода информации на семисегментный индикатор. В курсовой работе используется каскадирование микросхем, для увеличения разрядности. Первый счетчик отвечает за «единицы», при достижении 9 происходит переполнение, и импульсы переходят на второй, который отвечает за «десятки» и т.д.
Рис. 3
Табл. 1. Основные параметры К176ИЕ4
3. Семисегментный индикатор (BL-S56B-11UR).
Из-за неидентичности ВАХ, следует нагружать каждый светодиод токоограничительным резистором.
Рис. 4. Электрическая схема подключения микросхемы к семисегментному индикатору
Табл. 2. Основные параметры
|
Цвет свечения |
красный |
|
|
при токе Iпр, мА |
20 |
|
|
кол-во сегментов |
7 |
|
|
схем включения |
общ. Анод |
|
|
высота знака, мм |
7,5 |
|
|
рабоч. Температура |
-60…70 |
4. Излучатель звука. (ЗП-25, Пьезозвонок)
Рис. 5. Электрическая схема излучателя звука
4. Кнопка.
Из-за не идеальности электронных переключателей, при котором они вместо некоторого стабильного переключения производят случайные многократные неконтролируемые замыкания и размыкания контактов, требуется обезопасить схему от дребезга. Если фронт тактовых импульсов совпал с дребезгом и сразу прочитался логический «0», на выходе сразу возникает логический «0». Если сразу прочитался уровень логическая «1», нажатие на кнопку будет воспринято схемой на следующем такте. В качестве источника тактовых импульсов используется мультивибратор на триггере Шмидта.
Рис. 6. Электрическая схема защиты от дребезга
5. Линейный источник питания на трансформаторе, диодном мосту и интегральном регуляторе напряжения.
Рис. 7
Расчет резисторов и конденсаторов:
1) Для источника питания.
Максимальное потребление схемы:
Iобщ = 200,2 мА.
Выбираем трансформатор ТП 112-14. Напряжение холостого хода составляет 23 В, а напряжение при номинальной нагрузке 18 В.
При точности питающей сети ±10 %:
Uампл = 35,78 В.
Uампл = 22,9 В.
После диодного моста:
Umax = 33,78 В.
Umin = 20,9 В.
Зарядка кондера от 20,9 и 7,5.
ДUc = 20,9-7,5=13,4 В.
Пусть Дt=10 мкс, тогда:
С1=1,5 нФ.
В качестве сглаживающего конденсатора используем 0603 C0G 1.5нФ 25 В.
В качестве устройства стабилизации напряжения используем LM317.
По документации номинал С2 не менее 1 мкФ, вибираем ECAP К50-35, 2.2 мкФ, 50 В.
Рассчитываем резисторы R1 и R2, задающие выходное напряжение:
R1=12 Ом, R2=36 Ом
CF-100 (С1-4) 1 Вт, 36 Ом, 5%
CF-100 (С1-4) 1 Вт, 12 Ом, 5%
2) Для мультивибраторе на триггере Шмидта:
Для пьезозвонка резонансная частота f=4,1 кГц.
Подходящая пара резистор-конденсатор: R4=3 кОм, С4=0,1 мкФ.
Для защиты от дребезгов: f=500 Гц.
R3=5,1 кОм, С3=0,47 мкФ.
3) Для семисегментного индикатора:
= = 15 Ом
4) Тепловой расчет:
Р = (9 - VCC)*Iн
Р = (9 - 5)*200,2*10-3 = 0,8 Вт
Тj = Ta + P*?ja
Та = 25°С
?ja = 35°С/Вт
Tj = 25+0,8*35 = 53 °С
датчик индикатор микросхема диодный
Табл. 3. Спецификация
|
Обозначение |
Наименование |
Кол-во |
Примечание |
|
|
Микросхема |
||||
|
К176 ИЕ |
К176 ИЕ-4 |
1 |
5 В, 0,5 мкА |
|
|
LM317T |
1 |
|||
|
Трансформатор |
||||
|
ТП112-14 |
1 |
18 В; 0,2 А |
||
|
Конденсаторы |
||||
|
С1 |
1,5 нФ |
1 |
||
|
С2 |
2,2 мкФ |
1 |
||
|
С3 |
0,47 мкФ |
1 |
||
|
С4 |
0,1 мкФ |
1 |
||
|
Резисторы |
||||
|
R1 |
12 Ом |
1 |
||
|
R2 |
36 Ом |
1 |
||
|
R3 |
5,1 кОм |
1 |
||
|
R4 |
3 кОм |
1 |
||
|
R6-R34 |
15 Ом |
28 |
||
|
HD04-T |
1 |
Диодный мост |
||
|
Датчик |
||||
|
НОА 2001 |
НОА 2001-001 |
1 |
||
|
Семисегментный индикатор |
||||
|
BL-S56B |
BL-S56B-11UR |
1 |
||
|
Пьезозвонок |
||||
|
ЗП |
ЗП-25 |
1 |
Fрез=4,1 |
|
|
Копка без фиксации |
||||
|
TC002N11ARGNURUB |
1 |
синяя |
Список литературы
1. «Общая электротехника и основы электроники» С.А. Николаев, В.С. Попов.
2. «Аналоговая и цифровая схемотехника» уч. пособие, Ю.А. Быстров, Е.А. Колгин, Д.К. Кострин, А.А. Ухов.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Выбор материала, размеров каркаса, типа обмотки, конденсатора, класса точности, группы стабильности. Определение числа витков, оптимального диаметра провода. Расчет индуктивности катушки с учетом сердечника. Нахождение температурного коэффициента частоты.
курсовая работа [824,5 K], добавлен 03.05.2015Обзор конструкций типичных катушек индуктивности. Расчет глубины проникновения тока, величины индуктивности, числа витков и длины однослойной обмотки, оптимального диаметра провода, сопротивления потерь в диэлектрике каркаса и добротности катушки.
курсовая работа [690,8 K], добавлен 29.08.2010Расчет катушки индуктивности: определение ее конструкции, факторов, от которых зависит величина индуктивности. Выбор материала и обоснование конструкции. Расчет числа витков, оптимального диаметра провода, фактических параметров и добротности катушки.
курсовая работа [119,6 K], добавлен 11.03.2010Разработка источника питания с импульсным преобразователем напряжения, принципиальной схемы стабилизатора напряжения. Триггерная схема защиты от перегрузок. Схема цифрового отсчёта тока нагрузки. Выбор элементов импульсного преобразователя напряжения.
курсовая работа [89,3 K], добавлен 22.12.2012Анализ условий эксплуатации экранированной катушки индуктивности, обоснование дополнительных требований и параметров, обзор аналогичных конструкций. Выбор материала и обоснование конструкции, расчет числа витков, диаметра провода, фактических параметров.
курсовая работа [118,1 K], добавлен 14.03.2010Разработка цифрового блока управления с датчиком формирователя импульсов, счетчиком импульсов с предустановкой, командным триггером и импульсным усилителем мощности. Формирование сигнала сброса, схема принципиальная фотоэлектрического импульсного датчика.
контрольная работа [103,2 K], добавлен 03.03.2011Разработка структурной схемы устройства. Принцип работы его блоков: источника напряжения, цифрового программируемого устройства, семисегментного дисплея, датчиков давления и температуры. Разработка алгоритма работы управляющей программы, ее блок-схема.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 23.06.2015Анализ влияния напряжения питания на работу микроэлектронных устройств. Принцип действия и характеристика устройств контроля напряжения. Выбор типа микроконтроллера. Функции, выполняемые супервизором. Разработка алгоритма и структурной схемы устройства.
диссертация [3,1 M], добавлен 29.07.2015Выбор и обоснование варианта конструкции и материала сердечника, катушки, обмоточного провода, изоляционных материалов. Защита катушки сглаживающего дросселя от внешних воздействий. Расчет габаритных размеров, электрических и конструктивных параметров СД.
курсовая работа [991,6 K], добавлен 23.05.2015Микрооперации над кодовыми словами, которые выполняют в цифровых схемах счетчики. Структурная схема триггера К155ТВ1, электрические параметры. Принцип работы цифрового счетчика, построение таблицы истинности, моделирование в программе Micro-Cap.
курсовая работа [747,2 K], добавлен 11.03.2013
