Дипломная работа: Разработка системы подачи электропитания по расписанию

Для реализации необходимых функций и выше приведенной структурной схемы предлагаю использовать микроконтроллер производства Microchip Technology Inc как самый простой и доступный из представленных на рынке. Кроме того, его использование позволит существенно упростить проектирование самого устройства, сделать его изготовление очень простой задачей.

Ввиду использования такого решения, предлагаю следующую схему разделения функций по компонентам системы:

В данном устройстве предусмотрена возможность переключения в трёх режимах. Функциональная схема показывает основные принципы функционирования устройства автоматического включения освещения и структуру наиболее важных его блоков, что существенно упрощает построение принципиальной схемы.

1.4 Разработка принципиальной схемы

1.4.1 Расчет узлов и блоков

Для микросхем используются стандартные подключения.

Понятно, что ток при таком включении будет незначительный, поэтому не требуется включения ограничивающего резистора в цепи транзистора VT1.

Рассчитаем ограничивающий резистор в цепи транзистора VT2. Максимальный ток для транзистора – 30 мА. Исходя из этого, выберем рабочий ток 20 мА. Тогда по закону Ома:

R = U/I = 5 / 0,02 = 250 Ом.

При этом токе выделяемая мощность составит:

P = UI = 5 * 0,02 = 0,1 Вт.

В цепи питания, параллельно микроконтроллеру должен быть включён керамический конденсатор номиналом 0,1 мкФ.

Далее, в соответствии со стандартным подключением.

R2 = 22 Мом, 0,125 Вт

R3 = 510 кОм, 0,125 Вт

ZQ1 = 32 кГц

С1 = 62 пФ

С2 = 3..15 пФ

С3 = 4..20 пФ

С4 = 12 пФ

ZQ2 = 1 МГц.

1.4.2 Выбор элементной базы

Выбор микроконтроллера был продиктован его функциональными возможностями, которые являются оптимальными для разрабатываемой системы, а также его сравнительно низкой стоимостью.

Выбор микросхемы PIC12F675 был обусловлен тем, что она содержит все необходимые моей системе компоненты в максимально интегрированном виде.

Выбор реле был продиктован уровнем управляющего напряжения и коммутируемой мощностью. Последний параметр был значителен, и чем выше он был, тем лучше. Тем больше электро-лампочек можно было подключить. Я использовал реле с максимальным током в 5 А, что на мой взгляд более чем достаточно даже для большого количества лампочек.

Все конденсаторы должны выдерживать напряжение 10 В. Резисторы, кроме R17, мощность 0,125 Вт. R17 – 0,25 Вт.

Ключ S1 – с фиксацией в обоих положениях.

Ключ SB1,SB2 и SB3 – кнопки без фиксации в нажатом состоянии или ключ. Должна выдерживать напряжение 220 В и ток 5 А.

1.4.3 Описание принципа действия