РЭУ высокоточного светового индикатора с добавлением источника питания на напряжение 9В, IH=0,5А

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Минский государственный высший радиотехнический колледж»

 

 

 

 

 

 

 

 

РЭУ ВЫСОКОТОЧНОГО СВЕТОВОГО ИНДИКАТОРА С ДОБАВЛЕНИЕМ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ НА НАПРЯЖЕНИЕ 9В, IH=0,5А

 

 

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

«Радиоэлектронные устройства»

 

 

КР24.181007.201ПЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель  (Ф. Д. Троян)

 

 

Студент гр. 24181  (А. В. Корбут)

 

 

 

2015

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение…………………………………………………………………………………………	3
1. Элементная база……………………………………………………………………………...	4
1.1 Общие требования к  элементной базе…………………………………………………….	4
1.2 Технические характеристики  применяемой элементной базы…………………………..	4
2. Принцип работы устройства………………………………………………………………...	9
Заключение………………………………………………………………………………………	11
Литература……………………………………………………………………………………….	12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Когда в повседневном быту необходимо быстро замерить постоянное напряжение, пользуются всевозможными световыми и звуковыми портативными индикаторами. Сегодня купить в магазине можно практически любой прибор, вопрос лишь в его эффективности и соответствии цены техническим характеристикам. В последнее время популярностью пользуются так называемые пробники – отвертки-индикаторы(для индикации постоянного напряжения в автомобиле 12-24В) на основе светодиодов, сигналов звуковой частоты или жидких кристаллов. Можно много распространяться о достоинствах и недостатках каждой модели, но если подытожить, то вывод очевиден: они неоправданно сложны, а потому имеют неоправданно высокую цену. Что касается контроллеров напряжения на жидкокристаллических индикаторах, то их эффективность и точность, на мой взгляд, совсем неудовлетворительны.

Тема курсовой работы – «РЭУ высокоточного светового индикатора с добавлением источника питания на напряжение 9В, IH=0,5А». В качестве такого устройства, хочу предложить «Световой высокоточный индикатор постоянного напряжения», который будет являться предметом исследования.

Цель работы – разработать световой высокоточный индикатор постоянного напряжения, который будет использоваться в автомобильной техники, источниках питания, домашних лабораториях радиолюбителей и любых других случаях, когда необходимо контролировать наличие постоянного напряжения в диапазоне 5-20В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Элементная база

 

1. Общие требования к элементной базе

 

Выбирать элементную базу следует с учетом:

1. совместимости ЭРИ по электрическим, конструктивным, электромагнитным, тепловым и другим параметрам, а также по условиям эксплуатации и надежности;
2. соответствия ЭРИ условиям эксплуатации, хранения, транспортирования, указанным в техническом задании.

Основными параметрами ЭРИ являются следующие:

1. технические параметры (номинальное значение параметров согласно схеме электрической принципиальной, допустимые рабочие напряжения, допустимые рассеиваемые мощности, диапазон рабочих частот, коэффициент электрической нагрузки и др.);
2. эксплуатационные параметры (диапазон рабочих температур, относительная влажность воздуха, атмосферное давление, воздействие ударов и вибраций и др.);
3. параметры надежности (минимальная наработка на отказ, срок сохраняемости и др.);
4. конструктивные параметры (габариты и масса).

Элементная база устройства должна отвечать следующим требованиям:

1. элементы устройства должны стабильно работать при условиях, согласно УХЛ 4.1 (климат умеренный): T=20…30°C ; W=85%; H= Па;
2. питание индикатора напряжения должно осуществляться стабилизированным источником питания , .

 

1. Технические характеристики применяемой элементной базы

 

Схема реализована на операционном усилителе К553УД2. Технические характеристики операционного усилителя К553УД2 указаны в таблице 1.

 

 

 

 

 

Таблица 1 – Технические характеристики операционного усилителя К553УД2

 

Тип корпуса у операционного усилителя К553УД2 - 201.14-1. Назначение выводов представлено в таблице 2.

 

Таблица 2 – Назначение выводов операционного усилителя К553УД2

 

Габаритные размеры операционного усилителя К553УД2 представлены на рисунке 1.

 

 

 

 

Рисунок 1. Габаритные размеры операционного усилителя К553УД2

 

Подстроечные резисторы используются типа СП5-1ВБ, СП3-19 или аналогичные с линейной характеристикой изменения сопротивления. Технические характеристики:

В схеме используются все постоянные резисторы типа МЛТ-0,25.

Светодиоды используются типа АЛ 307ГМ. Технические характеристики светодиодов АЛ 307ГМ указаны в таблице 3.

 

Таблица 3 – Технические характеристики светодиода АЛ 307ГМ.

 

В схеме используется стабилитрон КС139А. Технические характеристики КС139А указаны в таблице 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4 – Технические характеристики стабилитрона КС139А

Диодный мост в блоке питания используется Д226Д. Технические характеристики представлены в таблице 5.

 

Таблица 5 – Технические характеристики диодного моста Д226Д

 

Транзистор в блоке питания используется КТ801А. Технические характеристики представлены в таблице 6.

 

Таблица 6 – Технические характеристики транзистора КТ801А.

 

2. Принцип работы устройства

 

В схеме реализованы два однотипных узла сравнения напряжения, опорным уровнем которого является напряжение на стабилитроне VD1. Многооборотные подстроечные резисторы обеспечивают коррекцию порога срабатывания каждого из операционных усилителей. Особенность устройства в том, что в качестве ОУ применяются высокочувствительные помехоустойчивые ОУ с полевыми транзисторами на входе и большим входным сопротивлением. Источник питания узла одновременно является объектом контролируемого напряжения. Индикация контроллера напряжения осуществляется двумя светодиодами. Но количество узлов контроля можно легко расширить, аналогично подключив один или несколько подобных ОУ с элементами обвески.

Область применения индикатора – автомобильная техника, источники питания, домашняя лаборатория радиолюбителя, любые другие случаи, когда необходим контроль наличия постоянного напряжения в диапазоне 5-20В(или выше, при условии изменения опорного напряжения и, соответственно, стабилитрона VD1). Вместо светодиодов HL1 и HL2 можно применить капсюли со встроенными генераторами звуковой частоты (ЗЧ). Для разной индикации, различающейся на слух, удобно HL1 заменить на капсюль со встроенным генератором HSB23-A мощностью излучения 0,1 Вт, а светодиод HL2, соответственно, на капсюль прерывистой генерацией КРI-4332-12.

Рассмотрим контроль напряжения в базовой схеме.

Если оба светодиода не светятся, то напряжение ниже 10В. При свечении только светодиода HL1 контролируемое напряжение находится в пределах 12-13 В. При свечении только светодиода HL2 контролируемое напряжение находится в диапазоне 13,5-15В. Если оба светодиода светятся или мерцают, то контролируемое напряжение более 16,5 В.

Налаживание узла заключается в установке порога включения каждого светодиода в отдельности, которое осуществляется изменение сопротивления соответствующих подстроечных резисторов R4 и R7. В качестве источника питания (и контролируемого напряжения) во время налаживания используется регулируемый стабилизированный источник с напряжением 5-20 В.

Перед первым включением движки подстроечных резисторов устанавливают в среднее положение. Параллельно опорному (стабилизированному) напряжению источника питания, на котором устанавливают напряжение 12 В, подключают высокоточный вольтметр в режиме измерения постоянного напряжения. Регулировкой сопротивления подстроечного резистора R4 добиваются свечения светодиода HL1. Следующим шагом является уменьшение напряжения питания до 10В. В этом положении не один из светодиодов светиться не должен. При увеличении напряжения до 13,5-14 В подстроечный резистор R7 регулируют так, чтобы загорелся светодиод HL2.

Корректировка измеряемого напряжения осуществляется в широком диапазоне. Так, отрегулировав устройство указанными резисторами с помощью тестера в режиме измерения постоянного напряжения, подключенного параллельно выводам источника питания, добиваются эффективного использования и в более низком, и более высоком диапазонах напряжений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В результате курсового проектирования была разработана схема электрическая принципиальная индикатора напряжения постоянного тока. Использование операционного усилителя К553УД2 позволило создать систему, обеспечивающую компактность, надежность и дешевизну.

В процессе разработки были изучены принципы работы индикаторов напряжения в целом и разрабатываемого в частности, был рассчитан стабилизированный источник питания, была разработана электрическая принципиальная схема устройства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Кашкаров, А. П. Электронные самоделки / А. П. Кашкаров. – СПб: БХВ-Петербург, 2007. – 304 с.
2. Мортон, Дж. Микроконтроллеры AVR. Вводный курс: Пер. с англ. / Дж. Мортон. – М.: Издательский дом «Дэдэка-ХХI», 2006. – 272 с.
3. Троян, Ф. Д. Вторичные источники питания РЭС / Ф. Д. Троян, Н. С. Образцов и др. – Мн.: БГУИР, 2007. – 177 с.
4. Шрайбер, Г. 300 схем источников питания. Выпрямители. Импульсные источники питания. Линейные стабилизаторы и преобразователи: Пер. с франц. / Г. Шрайбер. – М.: ДМК, 2000. – 224 с.
5. Шустов, М. А. Практическая схемотехника: 450 полезных схем радиолюбителям / М. А. Шустов. – М.: «Альтекс-А», 2001. – 351 с.