Дипломная работа: Мікропроцесорна метеостанція

1. Техніко-економічне обґрунтування доцільності розробки

В даному курсовому проекті розробляється структурна схема мікропроцесорної метеостанція. Розглянемо для порівняння три варіанта структурних схем, коротко охарактеризуємо і розглянемо основні характеристики роботи система та оберемо основну структурну схему, з якою будемо працювати і надалі.

Для вибору однієї із наведених нижче структурних схем, важливим елементом являється те, що користувач хоче отримати в результаті від системи, тобто який параметр буде найбільш важливим для роботи .

Розглянемо першу структурну схему, яка приведена на рисунку 1.

Рисунок 1 – Перший варіант структурної схеми. Умовні позначення: - датчик температури; - датчик тиску; - датчик вологості; - АЦП; БГР- блок гальванічної розв’язки; MX– мультиплексор; MCU – мікроконтролер; інтерфейс; PC – персональний комп’ютер.

Принцип дії полягає в наступному:

Три датчика вимірюють свої фізичні величини. На виході яких після вимірювання утворюється аналогова величина, яка подається на відповідний АЦП. Яка перетворює аналогову величину в цифровий код. Після цього цей код проходить через гальванічну розв’язку, мультиплексор і поступає на мікроконтролер. А потім через інтерфейс на ПК.

Таким чином, структурна схема № 2 матиме наступний вигляд.

Рисунок 1.1 – Другий варіант структурної схеми. Умовні позначення: - датчик температури; - датчик тиску; - датчик вологості; - АЦП; - перетворювач струму в напругу; MX– мультиплексор; MCU – мікроконтролер; інтерфейс; PC – персональний комп’ютер.

Принцип дії полягає в наступному:

Три датчика вимірюють свої фізичні величини. На виході яких після вимірювання утворюється аналогова величина, яка подається на перетворювач роду величини. Після цього цей код проходить через мультиплексор і поступає на АЦП. Який перетворює аналогову величину в цифровий код. А потім через мікроконтролер, інтерфейс на ПК.

Таким чином, структурна схема № 3 матиме наступний вигляд

Рисунок 1.2 – Третій варіант структурної схеми. Умовні позначення: - датчик температури; - датчик тиску; - датчик вологості; - АЦП; MX– мультиплексор; MCU – мікроконтролер; інтерфейс; PC – персональний комп’ютер.

Принцип роботи схожий з принципом роботи попередніх схем. Три датчика вимірюють свої фізичні величини. На виході яких після вимірювання утворюється аналогова величина, яка подається через мультирлексор на АЦП. Яка перетворює аналогову величину в цифровий код. Після цього цей код проходить на мікроконтролер. А потім через інтерфейс на ПК.

Так як дана система буде використовуватись у високоточних експериментах, то найбільш важливим параметром являється точність виміряних показань та простота реалізації вимірювальної системи. Для того, щоб порівняти наведені структурні схеми, якій перерахуємо основні параметри системи. Для цього побудуємо таблицю 1.

Таблиця 1 – Порівняння структурних схем

Параметри	Схема №1	Схема № 2	Схема № 3	Ідеальна схема
Швидкодія	1	0	1	1
Надійність	0	1	1	1
Простота реалізації	0	1	1	1
Собівартість	0	1	0	1
Точність показань	0	0	1	1
Σ	1	3	4	5

Обчислимо узагальнений коефіцієнт якості, який знаходиться за наступною формулою:

. (1.1)

Узагальнений критерій якості першої схеми:

.

Узагальнений критерій якості другої схеми:

.

Узагальнений критерій якості третьої схеми:

.

Як бачимо, критерій якості третьої схеми більший, ніж для інших структурних схем. Виходячи з цих розрахунків можна зробити висновок, що для поставленої нами задачі більше підходить структурна схема, представлена на рисунку 1.2.

Отже, ми запропонували оптимальний варіант структурної. Використаємо цю схему для побудови електричної принципової схеми системи, що розробляється. [1]

2. Обґрунтування і розробка структурної схеми приладу