Разработка звукового выключателя
Контрольная
работа
по
дисциплине «Цифровая электроника»
на
тему «Разработка звукового выключателя»
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Обоснование
схемы
Выбор
элементной базы
Расчет
себестоимости
Заключение
Литература
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
В данной курсовой работе необходимо разработать
включатель освещения, реагирующий на звуковой сигнал и автоматически
отключающийся через 30 секунд. Разработанный выключатель имеет два режима:
первый режим: хлопок - включается тусклый свет
(режим неполного освещения);
второй режим: хлопок (второй по счету)
включается яркий свет (режим полного освещения);
третий режим: автоматическое отключение через 30
секунд.
Напряжение питания 220В при частоте сети 50Гц.
Разрабатываемый звуковой включатель освещения
должен реализовываться на логических элементах.
ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ
По задание разрабатываемый выключатель реагирует
на звук, поэтому в схеме необходим микрофон, сигнал с которого после фильтрации
поступает на компаратор, где происходит сравнение с опорным напряжением. Если
опорное напряжение превышает входящие напряжение после фильтра, то на выходе
получается логическая единица, если наоборот, то на выходе логический ноль.
Далее сигнал поступает на счетчик, где ведется счет входящим импульсам. Ключ
необходим для включения нагрузки. Структурная схема представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Структурная схема
звукового выключателя
ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙБАЗЫ
Рассмотрим элементы схемы и выберем
необходимые элементы, которые бы отвечали требованиям схемы.
. Блок микрофон (приложение А).
Микрофон выберем ECM-10. Он обладает
следующими характеристиками:
Импеданс：низкий
Напряжение питания：1.5V
Диапазон рабочего напряжения：1.5V - 10V
Потребляемый ток：0.5mA MAX
Отношение сигнал/шум：от 40 dB
Предельное звуковое давление：120 dB
. Блок ФНЧ(фильтра низкой частоты).
В основе ФНЧ лежит RC цепочка.
Рассчитаем ее параметры.
Основная часть энергии хлопка
сосредоточена в диапазоне от 200 до 700 Гц (черный цвет на спектрограмме).
Спектр мощности звука в этом диапазоне показан на рисунке 3. Реально при хлопке
в зале создается звуковая волна в 500 Гц с периодом, равным 2 мс, и
длительностью трех-четырех периодов, приблизительно равной 6…8
мс.[#"804324.files/image002.jpg">
Рисунок 2- Внешний вид
преобразователя
звуковой выключатель
клеммник
Для подачи входного напряжения на
преобразователь используем клеммник 300 021 12.
Рисунок 3 - внешний вид клеммника
Технические параметры 300-021-12
|
Функциональное
назначение
|
клеммник
винтовой
|
|
Шаг
контактов
|
5
|
|
|
Рабочий
ток,А
|
16
|
|
|
Количество
контактов
|
2
|
|
|
Серия
|
3xx
|
|
|
Максимальное
сечение зажимаемого провода,AWG
|
22…14
|
|
|
Материал
изолятора
|
полибутилен
|
|
|
Цвет
изолятора
|
синий
|
|
|
Сопротивление
изолятора не менее,МОм
|
5
|
|
|
Материал
контактов
|
медь
|
|
|
Покрытие
контактов
|
медь-никель-олово
|
|
|
Материал
винтов
|
сталь
покрытая цинком и хромом
|
|
|
Рабочее
напряжение,В
|
250
|
|
|
Предельное
напряжение не менее,В
|
1500
В перем.тока в течение 1 мин.
|
|
|
Способ
монтажа
|
|
|
Рабочая
температура,°С
|
-30…120
|
|
|
Максимальное
сечение зажимаемого провода,кв.мм
|
2.5
|
|
РАСЧЕТ СЕБЕСТОИМОСТИ
Рассчитаем предварительную стоимость разработки
звукового выключателя.
|
Название
|
обозначение
|
Кол-во
|
Цена
|
Цена
общая
|
|
Микрофон
|
ECM-10
|
1
|
7
|
7
|
|
Компаратор
|
LM111QML
|
1
|
41
|
41
|
|
Счетчик
|
54LS169
|
1
|
16
|
16
|
|
И-НЕ
|
NL17SH00
|
1
|
12
|
12
|
|
Конденсатор
10 мкФ
|
|
1
|
4
|
4
|
|
Резистор3,3кОм
|
|
1
|
2
|
2
|
|
Конденсатор
0,1мкФ
|
|
3
|
2
|
6
|
|
Резистор
1кОМ
|
|
2
|
2
|
4
|
|
Диод
|
1N4841
|
2
|
10
|
20
|
|
Транзистор
|
BC368
|
1
|
21
|
21
|
|
Резистор
510 Ом
|
|
2
|
2
|
4
|
|
Клеммник
|
300
021 12
|
1
|
18
|
18
|
|
Преобразователь
|
HL30A-230WS512
|
1
|
1400
|
Таблица 1. Стоимость элементов
В итоге получается, что цена компонентов
разрабатываемого устройства составляет 1555 российских рублей, что по курсу
нацбанка Беларуси на 5.06.11г. составляет 277790 рублей. Стоит отметить, что
две трети данной стоимости составляет преобразователь напряжений, который
преобразует с переменного напряжения два постоянных 5В и 12В.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной курсовой работе разработан звуковой
выключатель. Разработанный выключатель имеет три режима:
первый режим -
Хлопок включается тусклый свет(режим неполного
освещения);
Второй режим-
Хлопок (второй по счету) включается яркий свет
(режим полного освещения);
Третий режим-
Хлопок (третий по счету) выключается полностью
освещение.
Напряжение питания 220В при частоте сети 50Гц.
Разработанный звуковой выключатель
предполагается выполнить логических элементах с использование логики, счетчиков .
Для преобразование напряжения из 220в в 5В
был выбран HL30A-230WS512. Данный преобразователь занимает достаточно большие
размеры, поэтому остальную схему можно реализовать с обратной стороны платы, на
которую будет крепиться данный модуль.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
В.С.
Мишуров. Электроника. - Томск: ТУСУР., 2010-148 с.
Петрович
В.П. Силовые преобразователи энергии. Учебное пособие. - Томск: Изд. ТПУ,
2010.-154с.
Белопольский
И.И. Расчет трансформаторов. - М.: Энергия., 2009.
Чебовский
О.Г., Моисеев Л.Г., Сахаров Ю.В. Справочник: Силовые полупроводниковые приборы.
М.: Энергия, 2012.
Полупроводниковые
выпрямители/Под редакцией Ковалева Ф.И., Мостковой Г.П., М.: Энергия, 2008.
ПРИЛОЖЕНИЕ
СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ
