Микроконтроллере КБ систему (электронную плату) и к ней - ёмкостной сенсор

Введение 6
1. Анализ технического задания 7
1.1. Исходные данные 7
1.2 Выбор конструкции КПЕ 8
2. Обзор аналогичных конструкций и выбор направления проектирования 9
3. Электрический и конструкторский расчеты 12
4. Разработка измерительной системы емкостного датчика 16
4.1 Структурная схема измерительной системы и ее компоненты 16
4.2 Электрическая принципиальная схема измерительной системы 19
5. Алгоритм управляющей программы микроконтроллера и его реализация. 21
5.1 Алгоритм работы управляющей программы. 21
5.2 Управляющая программа микроконтроллера. 22
6 Экспериментальное исследование работы емкостного датчика. 24
7 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА. 28
7.1Анализ опасных и вредных производственных факторов, и мероприятия по улучшению условий труда. 28
7.2 Расчет средств защиты. 31
7.3Экологичность проекта 42
7.4 Устойчивость в ЧС 44
7.5 Вывод………………… 46
8.Экономическое обоснование проекта 47

Заключение 60
Список литературы 61
Приложение А. Схема управляющей программы 62
Приложение Б. Управляющая программа микроконтроллерной системы емкостного датчика уровня 63

Весь текст будет доступен после покупки

Функциональная электроника – это новое перспективное направление в современной электронной базе РЭС. Устройства функциональной электроники основаны на использовании динамических неоднородностей и физических принципов интеграции. Это отличает их от транзисторов, диодов, интегральных схем и других элементов РЭС, работа которых основана на статических неоднородностях и конструкторской – технологической интеграции. В настоящее время стоит вопрос о создании устройств, в качестве основных носителей информации, в которых будут использованы всевозможные виды динамических неоднородностей, т.е устройства для обработки больших массивов информации с помощью интеграции различных физических эффектов.
Из всего многообразия РЭС в большинстве случаев возникает необходимость в элементах, способных изменять свою емкость в зависимости от какого – то внешнего параметра. Наиболее часто изменение емкости необходимо для изменения резонансной частоты контура, в состав которого входит элемент. Существует несколько типов таких, элементов, одним из которых является конденсатор переменной емкости (КПЕ), рассматриваемый в данной работе.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Анализ технического задания
1.1. Исходные данные
Значения климатических факторов внешней среды при эксплуатации и испытаниях УХЛ 4.1 ГОСТ 15150–69 Исполнение изделий – УХЛ; Категория изделий ? 1.1.
Значения температуры воздуха при эксплуатации, С?.
Рабочие Верхнее значение + 25; Нижнее значение + 10; Среднее значение + 20 предельны рабочие верхнее значение + 40; нижнее значение
+ 1 величина изменения температуры воздуха за 3ч.? 40 С?;
Таблица 1.1 ? Относительная влажность
Ср.месячное значение в наиболее теплый и влажный период и продолж. воздействия
Верхнее значение

Значение Продолжительность мес.
65% при 20 С? 12 80 % при 25 С?

Интенсивность дождя составляет – 3мм / мин.;
Плотность озона приземном слое воздуха составляет – 40 мкг / м3;
Температура +25 С?; - 20 С?
Механические воздействия ГОСТ 16962–79
Таблица 1.2 ? Степень жесткости – ??
Вибрационные нагрузки
Диапазон частот Макс. ускорение, g Длительность удара
1 - 60 1 --
Ударные нагрузки
Многократные
-- 40 2 - 10
Одиночные
-- 20 20 - 50
Линейные нагрузки
-- 25 --

Для изделий, предназначенных для работы в условиях воздействия акустического шума, значения характеристик акустического шума:

Диапазон частот Макс. уровен. зв. давления, дБ
50 - 100000 140

Температура воздуха или другого газа при транспортировании и хранении: Верхнее значение + 60 С?; нижнее значение - 60 С?
Пониженное атмосферное давление мм.рт.ст. - 400; Повышенное давление воздуха или другого газа, кгс / см - 3; Относительная влажность: 98 % при 25 С? и более низких температурах без конденсации влаги.
1.2 Выбор конструкции КПЕ
В ТЗ не оговорены требования к габаритам и массе предложенного к разработке КПЕ. Об отсутствии жестких требований к этим параметрам говорит и место его установки – стационарная аппаратура. В связи с этим можно применить воздух в качестве диэлектрика, что позволяет сконструировать конденсатор с более высокими качественными показателями по сравнению с конденсаторами с твердым диэлектриком.
Дальше будут рассмотрены разнообразные варианты конструкций КПЕ и выбраны наиболее подходящие для получения оговоренных в ТЗ характеристик.
2. Обзор аналогичных конструкций и выбор направления проектирования
Изменение емкости конденсатора может быть получено двумя принципиально различными способами управления – механическим и электрическим. Особенности конденсаторов с механическим управлением заключается в возможности реализации заданных законов изменения емкости при перемещении пластин; получения широкого диапазона изменения емкости и больших величин добротностей; обеспечение больших рабочих напряжений и малых значений температурного коэффициента емкости (ТКЕ); независимости величины емкости от приложенного напряжения; сравнительно большом времени, необходимом для изменения емкости; зависимости величины емкости от влажности и внешних механических воздействий, относительной сложности конструкции и больших габаритах.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Волгов В. А. Детали и узлы РЭА – М. Энергия. 1977.- 656с.
2. Устройства функциональной радиоэлектроники электрорадиоэлементы: Конспект лекций. Часть 1/М.Н.Мальков, В. Н. Свитенко. – Харьков: ХИРЭ 1992. – 140с.
3. О.Ю. Савельев Конденсаторы. Конструкция и устройство – Москва. ЕлАтомИздат. 1983.

Весь текст будет доступен после покупки