Устройство охраны автопоезда

 

 

5.2 Описание оптрона SFH617A

 

Оптроном является электронный  прибор, состоящий из излучателя света (светодиод) и фотоприёмника (биполярный фототранзистор), связанных оптическим каналом и объединённых в общем корпусе. Принцип работы оптрона заключается в преобразовании электрического сигнала в свет, его передаче по оптическому каналу и последующем преобразовании обратно в электрический сигнал. В оптроне входная и выходная цепи гальванически развязаны между собой; взаимодействие цепей ограничено паразитными ёмкостями   между выводами оптрона.

Применяемый оптрон SFH617A-3 имеет следующие параметры:

- коэффициент передачи  по току (при токе 10 мА) 100 – 200%;

- напряжение коллектор-эмиттер  70 В;

- максимальный выходной темновой ток коллектора 100 мА;

- напряжение изоляции 2,5 кВ;

- температура эксплуатации -50 …+150 ^oС. [9]

 

5.3 Описание датчика объёма VG-64

 

Данный датчик является двухзонным цифровым датчиком объема со следующими возможностями:

- раздельная реакция на слабые и сильные возмущения;

- энергонезависимая память установленных уровней срабатывания;

- световая индикация срабатывания;

- дистанционная регулировка чувствительности

Технические характеристики датчика объёма VG-64:

- диапазон напряжений питания 8 + 25 В;

- потребляемый ток в режиме охраны не более 1,6 мА;

- тип выходных схем: открытый коллектор n-р-n

- длительность выходных сигналов:

а) предупредительной зоны 0,3 с;

б) тревожной зоны 1 с.

- ток нагрузки на выходе не более 80 мА;

- диапазон рабочих температур - 40°С … +85°С. [10]

 

5.4 Описание датчика удара SG-202

 

Данный датчик является цифровым двухуровневым датчиком удара с полуавтоматической регулировкой чувствительности предупредительного и тревожного уровней со следующими возможностями:

- раздельная реакция на слабые и сильные удары;

- полуавтоматическая регулировка чувствительности предупредительного и тревожного уровней;

- энергонезависимая память чувствительности уровней;

- цифровая адаптация к фоновым шумам и вибрациям;

- невосприимчивость к акустическим возмущениям;

- невосприимчивость к внешним силовым электромагнитным полям.

Технические характеристики датчика удара SG-202:

- тип датчика: электретный конденсаторный микрофон;

- диапазон напряжений питания 10,5 ÷ 18 В;

- потребляемый ток в режиме охраны не более 4 мА;

- тип выходных схем: открытый коллектор n-p-n;

- длительность выходных сигналов:

а) предупредительного уровня 0,3 с;

б) тревожного уровня 1 с.

- ток нагрузки не более 80 мА;

- диапазон рабочих температур - 40°С … +85°С. [11]

 

5.5 Описание концевого выключателя AU30B

 

При нажатии на данный выключатель  происходит разрыв цепи коммутации, при  отпускании цепь снова соединяется. [9]

 

5.6 Описание звукового извещателя MS-110P

 

Данный извещатель является неавтономной пьезоэлектрической однотональной высокочастотной сиреной. Корпус выполнен из ударопрочного и жаропрочного пластика. [9]

 

5.7 Описание преобразователя TMA1205S

 

Данный узел преобразует бортовое напряжение и гальванически развязывает его от выходного напряжения.

Технические характеристики преобразователя TMA1205S:

- минимальное входное напряжение 11 В;

- максимальное входное напряжение 14 В;

- номинальное входное напряжение 12 В;

- количество выходов 1;

- номинальное напряжение 5 В;

- номинальный ток 0,2 А;

- мощность 1 Вт;

- эффективность преобразования энергии (КПД) 73 %;

- точность выходного напряжения  3%; 

- шум на выходе 75 мВ ;

- напряжение изоляции 1000 В;

- рабочая температура - 40°С … +85°С;

- конструктивное исполнение  SIP-6.

 

5.8 Описание кварцевого резонатора  HC-49S

 

Кварцевый резонатор  HC-49S имеет следующие параметры:

- тип корпуса: HC-49SMD; 

- частота: 22,1184 МГц;

- допустимое отклонение  частоты ±30ppm при 25^оС±3^оС;

- эквивалентное последовательное  сопротивление: 40 Ом;

- рабочий температурный диапазон -10^оС - 60^оС;

- ёмкость нагрузки 20 пФ. [9]

 

5.9 Описание  резисторов С2-23-0,125

 

Резисторы, используемые в  данном устройстве – постоянные непроволочные  С2 – 23 – 0,125 со следующими параметрами:

- температура окружающей среды от –60 до +155 °C;

- относительная влажность воздуха до 98%;

- предельное рабочее напряжение постоянного и переменного тока 450 В;

- рассеиваемая мощность 125 мВт. [13]

 

5.10 Описание конденсаторов, применяемых в устройстве.

 

Конденсаторы С1 и С5 – электролитические алюминиевые К50-35 с параметрами:

- температура окружающей среды от –40 до +50 °C;

- относительная влажность воздуха до 98%;

- диапазон номинальных напряжений  от 16 В;

- допустимые отклонения ёмкости  от номинала ±20%.

Конденсаторы С2 - С4, С6 - С16 – керамические К10-17Б с параметрами:

- температура окружающей среды от –55 до +125 °C;

- относительная влажность воздуха до 98%;

- номинальное напряжение 50 В;

- допустимые отклонения ёмкости  от номинала ±10%. [13]

 

5.11 Описание диода КД212

 

Диод VD1 – кремниевый  КД212 со следующими параметрами:

– температура окружающей среды от –60 до +100 °C;

– максимальное обратное напряжение 200 В;

– максимальный прямой ток 1 А;

– максимальный обратный ток 50 мА. [14]

 

5.12 Описание транзистора КП723А

 

Данный полупроводниковый прибор является кремниевым эпитаксиально-планарным полевым транзистором с изолированным затвором, обогащением n-канала  и встроенным  обратносмещенным  диодом.

Технические характеристики транзистора  КП723А:

- максимальное напряжение сток-исток  60 В;

- сопротивление сток-исток 0,028 Ом;

- максимальный ток стока 50 А;

- максимальное напряжение затвор-исток  ±20 В;

- максимальная выходная мощность 150 Вт;

- пороговое напряжение затвор-исток 2…4 В;

- температура окружающей среды – 55 до + 150 °C. [15]

 

5.13 Описание светодиода ARL2-3214URС

 

Технические характеристики светодиода ARL2-3214URС:

- цвет свечения:  красный;

- тип светодиода: с резистором;

- минимальная сила света 5000 мКд;

- максимальная сила света 8000 мКд;

- тип монтажа: в отверстие;

- форма линзы: круглая;

- цвет линзы: прозрачная бесцветная;

- температура окружающей среды – 50 до + 120 °C. [9]

 

5.14 Описание защитного диода P6KE33CA

 

Технические характеристики защитного диода P6KE33CA:

- максимальная импульсная мощность 600 Вт; 

- напряжение стабилизации 28,2 В; 

- максимальный обратный ток 5 мА; 

- напряжение пробоя 34,7 В; 

- максимальное напряжение смещения 45,7. [9]

 

5.15 Описание диода КД522Б

 

Технические характеристики диода  КД522Б:

– максимальное прямое напряжение 1,1 В;

– максимальное обратное напряжение 50 В;

– максимальный прямой ток 0,1 А;

– максимальный обратный ток 1 мкА;

– температура окружающей среды от –60 до +100 °C. [14]

 

5.16 Описание резисторных сборок HP1-4-8M

 

Технические характеристики резисторных  сборок HP1-4-8M:

- точность 5 %;

- номинальная мощность 0,125 Вт;

- максимальное рабочее напряжение 100 В;

- рабочая температура – 50 до + 150 °C;

- количество резисторов 9;

- схема соединения A;

- корпус SIL. [9]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Описание  работы устройства

 

Концевые выключатели  SA1 – SA4 предназначены для определения положения дверей водителя, пассажира, капота и двери грузового отсека соответственно. Подключаются данные выключатели к микроконтроллеру через оптроны U2 – U5. Рассмотрим работу схемы подключения ключей на примере SA1. При открытии двери водителя замыкается  концевой выключатель SA1. Через диод оптрона U5 и соответствующий резистор сборки R5 протекает ток. Излучаемый поток светодиода попадает на базу фототранзистора оптрона. Таким образом, фототранзистор открывается и через него и соответствующий резистор сборки R3 протекает ток. Напряжение, снимаемое с выхода оптрона, переключается на уровень логического нуля, что фиксируется на порте RB0 микроконтроллера DD1. Работа выключателей SA2 – SA4 аналогична описанной выше работе SA1.

Датчик объёма DD2 и датчик удара DD3 используют для подключения к микроконтроллеру по два оптрона каждый. Принцип работы такого подключения полностью аналогичен работе оптронов, соединённых с выключателями SA1 – SA4. Датчик объёма должен следить за внутренним пространством грузового отсека автопоезда и поэтому располагается там же. Датчик удара должен находиться в кабине водителя.

Рассмотрим работу сирены BA1. При возникновении тревожной сигнализации на выходе порта RC2 микроконтроллера появляются пачки импульсов. Если это предупредительная сигнализация, то на выходе порта RC2 будет три импульса частотой 3 Гц. Если же это будет оповещательная сигнализация, то импульсы будут наблюдаться на выходе порта RC2 в течение 2 минут. При возникновении уровня логической единицы на выходе порта RC2 через диод оптрона U10 ток не будет протекать.  Следовательно, фототранзистор оптрона U10 будет закрыт. Это означает, что на выходе оптрона U10 будет уровень логической единицы, который откроет транзистор VT1. Через него и сирену BA1 будет протекать ток, таким образом получается звуковая сигнализация.

Транзистор VT1 служит для усиления тока получаемого с оптрона U10 для того, чтобы включалась сирена.   

При постановке автопоезда на охрану на выходе порта RA0 будет генерироваться последовательность импульсов частотой 1 Гц, таким образом, будет наблюдаться мигание светодиода VD2.

Источник питания U1 преобразует напряжение бортовой сети в 5 В для питания схемы устройства. Также в этом преобразователе происходит гальваническая развязка цепей питания.  Диод VD1 защищает схему от неправильного подключения электропитания. Конденсаторы С1, С5 и С6 сглаживают пульсации напряжения на входе и на выходе преобразователя. Защитный диод VD3 предназначен для среза всплесков напряжений бортовой сети автопоезда свыше 33 В.

К разъёму X1 подключается напряжения электропитания 12 В.

    

Заключение

 

В данном курсовом проекте было разработано устройство охраны автопоезда. Был произведён обзор литературы и анализ существующих аналогов. Выбраны структурная и функциональная схемы. На основании этого разработана принципиальная схема. Произведён выбор и описание используемой элементной базы. Также была описана работа устройства охраны автопоезда.

 

Литература

 

1. Микропроцессоры: Курс  и упражнения. Пер. с англ., под  ред. В. Н. Грассвича. М.: Энергоатомиз-дат, 1988. — 336 с: ил.

2. Бродин В.Б., Шагурин И.И. Микроконтроллеры: архитектура, программирование, интерфейс. — М.: ЭКОМ, 1999. — 360 с: ил.

3. Кохц Д. Измерение, управление и регулирование с помощью PIC-микроконтроллеров. МК-пресс, 2007. — 307 с: ил.

4. Андрианов В.И., Соколов А.В. Охранные устройства для автомобилей. Справочное пособие. — Спб.: Издательство Лань, 1997. — 320 с: ил.

5. Адрианов В. И., Соколов  А. В. Автомобильные сигнализации. Справочное пособие. – СПб.: Полигон-АСТ, 2000. – 316 с: ил.

6. Автосигнализации от А до Z. — СПб.: Наука и Техника, 2002, —.305 с: ил.

7. ГОСТ 2.701-84. Схемы. Виды  и типы. Общие требования к  выполнению. М.: Издательство стандартов, 1984. - 23 с.: ил.

8. PIC18FXX2. Однокристальные 8-разрядные FLASH CMOS микроконтроллеры с 10 - разрядным АЦП компании Microchip Technology Incorporated. М.: Микро-Чип, 2003. – 296 с.: ил.

9. Платан, электронные компоненты, приборы и инструменты: Справочник, 2010. – 347 с.: ил.

10. Двухзонный цифровой  датчик объема VG – 64. Рекомендации по установке и настройке.

11. Цифровой двухуровневый датчик удара SG – 202. Руководство пользователя.

12. Traco power. DC/DC convertor. TMA Series.

13. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные   устройства   РЭА: Справочник. Под редакцией  Н. Н. Акимова — Мн.: Беларусь, 1994.—591 с: ил.

14. Галкин В. И. Полупроводниковые  приборы: Справочник, 2-е издание,  переработанное. – Мн., 1987 г. 285с.

15. Каталог. Микроэлектронные  компоненты. Средства отображения  информации. Изделия электронной техники. Фаундри бизнес. Мн.: Интеграл, 2009. – 260 с.: ил.