ВКР: Разработка тепловизионного устройства

Техническое задание

Настоящее техническое задание распространяется на разработку тепло­визионного устройства.

1. Основание для разработки.

Система разрабатывается на основании задания на ВКР. Тема: «Разработка тепловизионного устройства».

1. Источники разработки.

Система разрабатывается на основании схемы электрической принципиаль­ной, предоставленной на кафедре ПиП ЭВС ПГТУ.

1. Технические требования.

   1. Технические параметры
      1. Питание – встроенная батарея (5±10%)В .
      2. Потребляемая мощность - не бoлее 12Вт.
      3. Напряжение питания блоков устройства – 3,3В;
   2. Требования к надежности
      1. Время безотказной работы – не менее 5000 ч.
   3. Требования к конструктивному исполнению.
      1. Форма корпуса - параллелепипед
      2. Габаритные размеры, мм не более - 85х55х16
      3. Масса устройства, кг, не более - 03
   4. Условия эксплуатации
      1. Климатическое исполнение - УХЛ-4
         • предельная рабочая температура, °С +45

-рабочие значения температур, °С +1…+40

• среднемесячная относительная влажность воздуха при температуре

+ 25 °С – 80%

1. Механические воздействия
   • частота вибрации, Гц 1 - 55
   • вибрационное ускорение, до 2g;
   • ударное ускорение, до 5g.

1. Тип аппаратуры – носимая.

1. Принцип работы устройства.

Прибор, ядро которого является микроконтроллер и периферийные устройства, а также матрица инфракрасных датчиков, они определяют темпе­ратуру в заданной области пространства.

Они считывают температуру конкретной точки на которую направ­лены, и на основе термопары, передают сигнал на микроконтроллер. Благо­даря их количеству получается изображение, с различными температурными зонами.

1. Требования безопасности.

При сборке изделия, необходимо учитывать существующие нормы без­опасности при работе с РЭО, иметь необходимую экипировку: головные уборы, антистатические коврики, халаты, также антистатический браслет. Сборку изделия производить в специализированном рабочем месте, свободном от посторонних предметов. При эксплуатации изделия использовать только ис-правное изделие, при его поломке отдавать в специализированные сервисы по ремонту РЭО.

1. Требования к упаковке, маркировке, транспортированию и хранению. Транспортная упаковка и условия хранения направлены на безопасность изделия при транспортировке, и исполняются по стандартам и инструкциям. Изделие должно храниться в складских помещениях, изолированное от воз­действий окружающей среды. Если изделие находилось при низкой темпера­туре, включать его нужно лишь после выдержки в течении нескольких часов в

комнатной температуре, изделие не подвергается резкому перепаду темпера­тур. Перевозку изделия производить в упаковке изготовителя любым транс­портом.

1. Экономические показатели.

Масштабность выпуска соответствует серийному производству.

1. Порядок испытаний.

Испытания производятся на заводе-изготовителе с помощью проверки на соответствия технических показателей изделия стандарту ГОСТ 16.962 - 79

«Изделия электронной техники. Механические, климатические воздействия. Требования и методы испытаний».

Испытания проводятся на предприятии-изготовителе с помощью про­верки соответствия технических параметров изделия стандарту ГОСТ 16.962 -79 "Электронные изделия. Механические, климатические воздействия. Требо­вания и методы испытаний".

Аннотация

В выпускной квалификационной работе создана конструкция тепловизора на stm 32. В работе представлена оптимальная конструкция устройства, а также произведены расчеты: надежности по внeзапным откaзам, тепловой, на вибрoпрoчность. В технологической части произведена oценка технoлoгично-сти кoнcтрукции, рaзрабoтан технoлогичeский прoцeсс сбoрки устройства. Произведен расчет первоначальной стоимости устройства и аналитика опас­ных факторов в процессе изготовления.

The summary

In the final qualifying work, a thermal imager design based on the stm32 was created. The paper presents the optimal design of the device, as well as calculations of reliability for sudden failures, thermal, vibration resistance. In the technological part, the assessment of the technological design was carried out, and the technolog­ical process of assembling the device was developed. The initial cost of the device is calculated and the analysis of dangerous factors during the manufacturing process is carried out.

Список используемых сокращений

ЭРЭ – электрорадиоэлементы ТБ – техника безопасности

ТвУ – тепловизионное устройство ТпВ – тепловизор

ТУ – технические условия ФУ – функциональный узел ПП – печатная плата

РЭА – радиоэлектронная аппаратура

Содержание

Оглавление

Введение.............................................................................................................. 11

1. Теоретическая часть....................................................................................... 13
   1. Анализ схемы электрической принципиальной............................................ 14
   2. Анализ исходных данных.............................................................................. 19
2. Конструкторская часть................................................................................... 21
   1. Разработка технических требований к конструкции изделия...................... 21
   2. Выбор элементной базы изделия.................................................................. 24
   3. Разработка конструкции изделия.................................................................. 24
   4. Разработка функционального узла на печатной плате................................ 26
   5. Разработка корпуса....................................................................................... 29
      1. Разработка крышки.................................................................................... 29
      2. Разработка основания................................................................................. 30
   6. Проработка вопросов упаковки, транспортировки и хранения.................. 31
3. Расчетная часть................................................................................................ 32
   1. Компоновочные расчеты............................................................................... 32
   2. Расчет компоновочных характеристик устройства...................................... 34
   3. Расчет теплового режима.............................................................................. 37
   4. Технологическая часть..................................................................................... 45
      1. Расчет показателей технологичности............................................................ 45
      2. Разработка технологического процесса сборки изделия............................. 49
   5. Экономическая часть........................................................................................ 52
      1. Расчёт себестоимости изготовления изделия............................................... 52

1. Формирование цены на изделие.................................................................... 55
2. Оценка конкурентоспособности изделия...................................................... 55
3. Безопасность жизнедеятельности.................................................................... 57
   1. Основные требования безопасности к технологическим процессам............ 57
   2. Охрана труда при обработке пластмасс....................................................... 58
   3. Охрана труда при изготовлении печатных плат.......................................... 59

Заключение.......................................................................................................... 61

Список используемой литературы..................................................................... 62

Введение

Безопасность объектов и днем и ночью обеспечивается различными устройствами в современном мире. Так как технологии не стоят на месте, при­вычные для всех – это могут быть видео камеры ночного видения, но даже они не способны давать четкое изображение в условиях плохой видимости, так как принцип работы основан на инфракрасной подсветке. В результате это может привести к неприятным последствиям вне зависимости от места эксплуатации.

Решение этой проблемы является тепловизионное устройство, работает также в инфракрасном диапазоне, благодаря своим датчикам получает более чет­кое изображение, в трудных для видеокамер условиях, также оно обладает со-временными программными средствами обработки данных и их передачи на дисплей с возможностью сохранения сделанной фото–видео фиксации.

Данный прибор, точно определяет точки тепла на выбранном участке, что позволяет оперативно сработать оператору использующего тепловизионное устройство.

Благодаря широкому диапазону температур, и высокому разрешению дис­плея – данные функциональные характеристики позволяют более точно опреде­лить происходящее в зоне объектива инфракрасного датчика.

Вся суть устройства заложена в нем – в инфракрасном датчике, это прибор который создали только в 3ьем поколении, так как до этого использовали быст-ровращающиеся линзы для создания изображения, в инфракрасном диапазоне.

Комбинируя данный датчик с программируемым микроконтроллером, позволяет уменьшить размеры устройства, так и сделать дешевле его создание.

Например, совмещая инфракрасную камеру с обычным изображением, можно увеличить количество информации в исходной фотографии.

Цeль ВКР - разрaботка тепловизионного устройства на микроконтроллере stm32.