Введение В настоящее время цифровая техника применяется во всех областях нашей жизни, и уже стала для нас необходимой и привычной. Согласно задания технического задания нам необходимо спроектировать ультрозвуковое устройство, предназначенное для измерения дальности. В настоящее время имеется огромное количество вариантов реализации подобных приборов. Выбор наиболее соответствующего данному заданию и станет темой нашей работы. Глава 1 Принцип действия и состав ультразвукового измерителя дальности 1.1 Структурная схема ультразвукового измерителя дальности Ультразвуковые измерители дальности применяются для определения дистанции бесконтактным способом и могут использоваться как в быту, так и в промышленности. В общем виде структурная схема измерителя дальности представлена на рисунке 1.1. В состав схемы входят следующие элементы - датчик, работа которого может быть основана на различных физических принципах, жидкокристаллический индикатор для вывода результатов измерения, устройство управления, связывающее датчик и ЖКИ, а также блока питания. Рисунок 1.1 Структурная схема измерителя дальности В настоящее время в качестве связующего звена между датчиком и устройством отображения все чаще используют микроконтроллеры. Рассмотрим последовательно основные элементы измерителей дальности. 1.2 Датчики измерения дальности Измерение дальности до объекта называется по другому локацией - совокупностью методов обнаружения, измерения координат, а также распознавания формы удалённых объектов с помощью использования акустических волн и электромагнитных волн. В последнем случае локация называется оптической и использует все диапазоны электромагнитных волн - от ультрафиолетовых до дальних инфракрасных. Очень часто на сегодняшний день используются измерители дальности с использованием ультразвуковых волн. Ультразвуковые измерители дальности являются одним из под видов ультразвуковых воздушных преобразователей, которые также давно и широко применяются для бесконтактного определения присутствия, в системах определения сближения, системах предупреждения столкновений на транспорте. В таких устройствах преобразователем излучается короткий ультразвуковой импульс по направлению к цели, которая отражает звук (эхо) обратно к преобразователю. После приема отраженного импульса электронная система измеряет время, за которое он возвратился, и вычисляет дистанцию до цели на основе известной скорости распространения звука в среде (воздухе). Имеющиеся на современном рынке микроэлектроники ультразвуковые преобразователи отличаются друг от друга конструктивно-технологическими вариантами: материалами используемой пьезокерамики, материалом корпуса, присоединительными размерами, степенью защиты от внешней среды,
Содержание
Введение 2
Глава 1 Принцип действия и состав ультразвукового измерителя дальности 3
1.1 Структурная схема ультразвукового измерителя дальности 3
1.2 Датчики измерения дальности 4
1.3 Принципы построения и виды светодиодных блоков индикации 8
1. 4 Микроконтроллеры 16
1.5 Технические требования к проектируемому устройству 18
Глава 2. Практическая часть 19
2.1 Выбор схемы реализации ультразвукового измерителя дальности 19
2.1.1 Описание выбранного микроконтроллера 19
2.1.2 Описание выбранного жидкокристаллического индикатора 23
2.1.3 Описание выбранного ультразвукового преобразователя 26
Рисунок 2.5 Ультразвуковой преобразователь EC4010 33
2.2 Принципиальная схема ультразвукового измерителя дальности 33
2.3 Разработка печатной платы 36
Глава 3. Технологический раздел 48
3.1 Выбор материала для производства печатной платы 48
3.2 Выбор технологии монтажа печатной платы 51
3.3 Выбор материала покрытия контактных площадок 54
3.4 Выбор и обоснование применения элементной базы. 59
3.5 Выбор корпуса для спроектированного прибора 60
3.6 Сравнение характеристик спроектированного устройства с заданными 62
Глава 4 Организационно экономический раздел 63
4.1 Аннотация 63
4.2 Стоимость производства ультразвукового измерителя дальности 63
4.2.1 Стоимость комплектующих элементов 63
4.2.2 Стоимость производства и монтажа печатной платы 64
4.2.3 Стоимость сборки изделия 66
4.3 Оценка конкурентоспособности ультрозвукового измерителя дальности 68
4.3.1 Область применения спроектированного изделия 68
4.3.2 Товары-конкуренты. 68
4.3.3 Определение параметров, подлежащих оценке. 68
4.3.4 Расчет сводного индекса по техническим параметрам. 69
4.3.5 Определение сводного индекса по экономическим параметрам 70
4.3.6 Расчет интегрального показателя конкурентоспособности 70
4.3.7 Выводы и прогнозы 71
Глава 5. Производственная и экологическая безопасность. Анализ опасных и вредных факторов при работе с ЭВМ 72
Введение 72
5.2. Анализ опасных и вредных факторов при работе с ЭВМ 75
5.2.1. Электромагнитное излучение 75
5.2.2. Шумовое воздействие 76
5.2.3. Опасность поражения электрическим током 78
5.2.4. Освещенноть 79
5.2.5. Микроклимат 81
5.2.6. Инженерный расчет электромагнитного излучения 82
5.2.7. Нормирование метеорологических условий в машинном зале 84
5.2.8. Пожарная безопасность 86
5.2.9. Экологическая безопасность 87
5.3 Выводы 87
Заключение 88
Список использованной литературы 89
Список использованной литературы
1. Хоровиц П., Уинфилд П, Исскуство схемотехники, Москва, Мир, 1998 год, 700 с.
2. Фрунзе А. В. Микроконтроллеры? Это же просто! Москва, ООО «ИД СКИМЕН», 2002 год, 366 с.
3. Белов А.В. Создаем устройства на микроконтроллерах, Спб, Наука и техника, 2007, 304 с.
4. Угрюмов Е. В, Цифровая схемотехника, Спб, БХВ-Петербург, 2004, 528 с.
5. Райхлин В. А,, Основы цифровой схемотехники, Казань, из=во Казанского государственного университета, 2000 год, 352 с.
6. Кениг Манфред, Полное руководство по PIC-микроконтроллерам, перевод с немецкого, Киев, МК-Пресс, 2007 год, 255 с.
7. Вуколов Н. И, Михайлов А. Н, Знакосинтезирующие индикаторы, Справочник, Москва, Радио и связь, 1987 год, 576 с.
8. Ермаков О. Н., Сушков В. П., Полупроводниковые знакосинтезирующие индикаторы, Москва, Радио и связь, 1990 год, 240 с.
9. Кузнецова С. А., Нестеренко А. В, OrCad 10. Проектирование печатных плат, Москва, Горячая линия-Телеком, 2005, 454 с.
10. Ильин В. А., Технология изготовления печатных плат, Ленинград, Машиностроение, 1984 год, 77 с.
11. Алейников А. Ф, Гридчин В. А., Цапенко М. П., Датчики (перспективные направления развития), Новосибирск, НГТУ, 2001 год, 176 с.
12. Семенов Б. Ю, Микроконтроллеры МSР430, Первое знакомство, Москва, Солон-пресс, 2006 год, 128 с.
13. Болотовский Ю. И, Таназлы Г. И., OrCad. Моделирование. Поваренная книга, Солон-пресс, 2005 год, 200 с.
14. Москатов Е. А, Справочник по полупроводиковым приборам, Таганрог, 219 с. Каракеян В.И. «Безопасность жизнедеятельности», учебное пособие. Москва, 1999 год.
15. Каракеян В.И., Кузнецов О.А., Кольцов В.Б. Методические указания по выполнению контрольных заданий по курсу «Безопасность жизнедеятельности». Москва, 1999 год.
16. СНиП II-4-79 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования».
17. СН 512-78 «Технические требования к зданиям и помещениям для установки средств вычислительной техники».
18. Ресурсы Интернет