Для студентов МГТУ им. Н.Э.Баумана по предмету АвтоматизацияАвтоматический Bluetooth-выключательАвтоматический Bluetooth-выключатель
2024-05-252024-05-25СтудИзба
ВКР: Автоматический Bluetooth-выключатель
Описание
Реферат
Выпускная квалификационная работа содержит: 105 страницы, 29 рисунков, 28 таблиц, 33 источника, 8 приложений.
Ключевые слова: автоматический выключатель, перегрузка, короткое замыкание, драйвер, дистанционное управление.
Объектом исследования является разработка автоматического Bluetooth-выключателя.
Цель работы – разработка автоматического Bluetooth-выключателя; проведение моделирования; создание прототипа устройства.
Определения, обозначения, сокращения, нормативные ссылки
время-токовая характеристика: зависимость времени срабатывания защиты от отношения тока, протекающего через выключатель, к номинальному току автомата.
В данной работе применены следующие обозначения и сокращения:
ВТХ – время-токовая характеристика;
ВАХ – вольт-амперная характеристика;
МК – микроконтроллер;
ПО – программное обеспечение;
ПП – печатная плата;
ПУ – печатный узел.
В настоящей работе использованы ссылки на следующие стандарты:
от 24.04.2020).
Определения.
Нормы и правила проектирования.
Термины и определения основных понятий.
3 Расчет и выбор электронных компонентов линейного источника питания с
6.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных
6.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
7.1.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые
нормы трудового законодательства............................................................... 85
7.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны.............. 86
7.2 Производственная безопасность.............................................................. 87
7.2.2 Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия опасных и
вредных факторов........................................................................................ 88
7.3 Экологическая безопасность.................................................................... 95
7.3.1 Анализ влияния процесса сборки на окружающую среду....................... 95
7.3.2 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду............... 95
7.3.3 Анализ влияния процесса разработки на окружающую среду................. 96
7.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях................................................. 97
7.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект исследования
97
Заключение................................................................................................ 101
Список используемых источников............................................................... 102
Приложение А – Программный код................................................................................. 106
Приложение Б – Схема электрическая принципиальная ФЮРА.641134.125 ЭЗ
109
Приложение В – Сборочный чертеж ФЮРА.641134.125 СБ.................................. 110
Приложение Г – Спецификация ФЮРА.641134.125. СП......................................... 111
Приложение Д – Перечень элементов ФЮРА.641134.125 ПЭЗ............................. 112
Приложение Ж – Перечень этапов, работ и распределение исполнителей..... 113
Приложение И – Временные показатели проведения научного исследования 115
Приложение К – Календарный план-график проведения………….…...………117
Введение
Разработка автоматического Bluetooth-выключателя является актуальной темой. Несмотря на то, что данное устройство представлено на рынке в различных вариантах, спрос на него остается высоким. Это обусловлено появлением новых гаджетов, устройств, работающих от домашней сети, которые нуждаются в защите от токовой перегрузки. Также на данный момент времени все больше интерес вызывает производство систем для «Умного дома», которые требуют беспроводного управления.
Рынок представлен исключительно устройствами, содержащими расцепители и механические контакты, поэтому разработка выключателя является принципиально новым устройством в сегменте защитных устройств.
Скорость срабатывания защитного механизма ценится потребителями данного устройства. Так как оценить временной интервал срабатывания защиты сложно, потребители делают выбор исключительно основываясь на свои вкусовые предпочтения.
Для разработанной принципиальной схемы необходимо выбрать и рассчитать электронные компоненты. На основе рассчитанной схемы произвести трассировку и изготовление печатной платы. После изготовления печатной платы необходимо произвести сборку устройства.
18
Выпускная квалификационная работа содержит: 105 страницы, 29 рисунков, 28 таблиц, 33 источника, 8 приложений.
Ключевые слова: автоматический выключатель, перегрузка, короткое замыкание, драйвер, дистанционное управление.
Объектом исследования является разработка автоматического Bluetooth-выключателя.
Цель работы – разработка автоматического Bluetooth-выключателя; проведение моделирования; создание прототипа устройства.
- процессе исследования проводилось изучение методов управления нагрузкой, изучение программной среды Arduino IDE 1.8.12. Моделирование проводилось в среде NI Multisim 14.2. Схема электрическая принципиальная выполнена в САПР Altium Designer 19.1.9.
- результате исследования разработана схема электрическая принципиальная, создана 3D-модель печатного узла, программный код дистанционного управления нагрузкой.
- будущем планируется изготовление диэлектрического корпуса.
Определения, обозначения, сокращения, нормативные ссылки
- данной работе применены следующие термины с соответствующими определениями:
время-токовая характеристика: зависимость времени срабатывания защиты от отношения тока, протекающего через выключатель, к номинальному току автомата.
В данной работе применены следующие обозначения и сокращения:
ВТХ – время-токовая характеристика;
ВАХ – вольт-амперная характеристика;
МК – микроконтроллер;
ПО – программное обеспечение;
ПП – печатная плата;
ПУ – печатный узел.
В настоящей работе использованы ссылки на следующие стандарты:
- Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ (ред.
от 24.04.2020).
- ГОСТ 12.2.032-78. Система стандартов безопасности труда. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.
- ГОСТ 12.0.003-2015. Система стандартов безопасности труда. Опасные
- вредные производственные факторы. Классификация.
- СНиП 23-05-95*. Естественное и искусственное освещение.
Определения.
- СанПин 1.2.3685-21. Гигиенические нормативы и требования
- ГОСТ 30494-2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.
- СанПиН 1.2.3685-21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания.
- СП 484.1311500.2020. Системы противопожарной защиты. Системы пожарной сигнализации и автоматизация систем противопожарной защиты.
Нормы и правила проектирования.
- СП 485.1311500.2020. Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования.
- СП 486.1311500.2020. Системы противопожарной защиты. Системы противопожарной защиты. Нормы и правила проектирования.
- ГОСТ Р 22.0.02-2016. Безопасность в чрезвычайных ситуациях.
Термины и определения основных понятий.
Оглавление | |||
Введение..................................................................................................................... | 18 | ||
1 Литературный обзор автоматических выключателей ........................................ | 19 | ||
1.1. Общие сведения об автоматических выключателях ...................................... | 19 | ||
1.2 | Принцип работы автоматического выключателя ............................................ | 20 | |
1.3 | Основные характеристики автоматического выключателя............................ | 21 | |
1.4 | График временно-токовой характеристики...................................................... | 22 | |
1.5 | Обзор существующих устройств....................................................................... | 24 | |
1.5.1 | Недостатки современных автоматических выключателей .......................... | 25 | |
2 Разработка и обоснование схемы автоматического Bluetooth-выключателя .. | 28 | ||
2.1 | Выбор и обоснование прибора управления нагрузкой ................................... | 28 | |
2.2 | Выбор и обоснование устройства защиты от короткого замыкания ............. | 30 | |
2.3 | Разработка и обоснование структурной схемы блока питания...................... | 31 | |
2.3.1 | Линейный источник питания .......................................................................... | 31 | |
2.3.2 | Импульсный источник питания...................................................................... | 32 | |
2.3.3 | Сравнение источников питания, создание структурной схемы источника | ||
питания ....................................................................................................................... | 32 | ||
2.4 | Выбор и обоснование схемы управляющего сигнала ..................................... | 34 | |
2.4.1 | Твердотельное реле.......................................................................................... | 34 | |
2.4.2 | Транзисторный оптрон .................................................................................... | 35 | |
2.4.3 | Сравнение транзисторного оптрона и твердотельного реле ....................... | 36 | |
2.5 | Разработка способа дистанционного управления автоматическим | ||
выключателем............................................................................................................ | 37 |
3 Расчет и выбор электронных компонентов линейного источника питания с
гасящим конденсатором ........................................................................................... | 38 | |
3.1 | Расчет и выбор гасящего конденсатора ............................................................ | 38 |
3.2 | Расчет и выбор выпрямителя ............................................................................. | 40 |
3.3 | Расчет и выбор стабилитрона ............................................................................ | 43 |
3.4 | Расчет и выбор фильтра...................................................................................... | 44 |
3.6 | Расчет и выбор стабилизатора напряжения...................................................... | 45 |
3.5 | Расчет коэффициента полезного действия источника питания ..................... | 45 | |
4 Выбор и расчет управляющей цепи ..................................................................... | 47 | ||
4.1 | Выбор драйвера ................................................................................................... | 47 | |
4.1.1 | Принцип работы драйвера IR2125 ................................................................. | 47 | |
4.1.2 | Расчет обвязки драйвера IR2125..................................................................... | 49 | |
4.2 | Выбор MOSFET транзисторов........................................................................... | 50 | |
4.3 | Выбор устройства дистанционного управления.............................................. | 51 | |
4.3.1 | Микроконтроллер............................................................................................. | 51 | |
4.3.2 | Bluetooth-модуль .............................................................................................. | 52 | |
4.3.3 | Расчет и выбор оптопары ................................................................................ | 53 | |
5 Результаты проведенной разработки ................................................................... | 54 | ||
5.1 | Разработка программного кода дистанционного управления ........................ | 54 | |
5.2 | Разработка прототипа устройства ..................................................................... | 56 | |
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ....... | 63 | ||
| | | |
6.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных
6.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
7.1.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые
нормы трудового законодательства............................................................... 85
7.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны.............. 86
7.2 Производственная безопасность.............................................................. 87
7.2.2 Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия опасных и
вредных факторов........................................................................................ 88
7.3 Экологическая безопасность.................................................................... 95
7.3.1 Анализ влияния процесса сборки на окружающую среду....................... 95
7.3.2 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду............... 95
7.3.3 Анализ влияния процесса разработки на окружающую среду................. 96
7.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях................................................. 97
7.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект исследования
97
Заключение................................................................................................ 101
Список используемых источников............................................................... 102
Приложение А – Программный код................................................................................. 106
Приложение Б – Схема электрическая принципиальная ФЮРА.641134.125 ЭЗ
109
Приложение В – Сборочный чертеж ФЮРА.641134.125 СБ.................................. 110
Приложение Г – Спецификация ФЮРА.641134.125. СП......................................... 111
Приложение Д – Перечень элементов ФЮРА.641134.125 ПЭЗ............................. 112
Приложение Ж – Перечень этапов, работ и распределение исполнителей..... 113
Приложение И – Временные показатели проведения научного исследования 115
Приложение К – Календарный план-график проведения………….…...………117
Введение
Разработка автоматического Bluetooth-выключателя является актуальной темой. Несмотря на то, что данное устройство представлено на рынке в различных вариантах, спрос на него остается высоким. Это обусловлено появлением новых гаджетов, устройств, работающих от домашней сети, которые нуждаются в защите от токовой перегрузки. Также на данный момент времени все больше интерес вызывает производство систем для «Умного дома», которые требуют беспроводного управления.
Рынок представлен исключительно устройствами, содержащими расцепители и механические контакты, поэтому разработка выключателя является принципиально новым устройством в сегменте защитных устройств.
Скорость срабатывания защитного механизма ценится потребителями данного устройства. Так как оценить временной интервал срабатывания защиты сложно, потребители делают выбор исключительно основываясь на свои вкусовые предпочтения.
- ходе разработки выключателя на MOSFET транзисторах необходимо произвести анализ современных устройств, разработать принципиальную схему.
Для разработанной принципиальной схемы необходимо выбрать и рассчитать электронные компоненты. На основе рассчитанной схемы произвести трассировку и изготовление печатной платы. После изготовления печатной платы необходимо произвести сборку устройства.
- результате проектирования ожидается получение готового прототипа автоматического Bluetooth-выключателя.
18
Характеристики ВКР
Предмет
Учебное заведение
Семестр
Просмотров
1
Размер
1,42 Mb
Список файлов
Автоматический Bluetooth-выключатель.doc