Курсовая работа: Автомобільний охоронний сигналізатор на мікроконтролері

Контакти SF1 і SF2 - це мікровимикачі, змонтовані на кришці багажника і капоті. Контакти повинні замикатися при відкритті. Так само працює і пара контактів SF3 – це контакти які вмонтовані у дверці автомобіля (на схемі зображений тільки один з них).

Базовий ланцюг транзистора VT1 підключають до того контакту замку запалення, на якому при повороті ключа в положення «Увімкнено» з'являється напруга бортової мережі.

3.4 Електричні розрахунки

Проведемо наближений розрахунок споживаної потужності пристрою. Оскільки основними споживачами електричного струму є мікросхеми, то наближено розрахувати споживану потужність можна за формулою:

, (3.1)

де - споживана потужність -ї мікросхеми.

(3.2)

де U - споживана напруга живлення.

де - споживаний струм -ї мікросхеми.

Оскільки потужність дискретних елементів не є високою, в даному випадку нею можна знехтувати. Проведемо розрахунки лише для інтегральних елементів. В даному пристрої таких елементів 3: інтегральний стабілізатор – DА1, світловий індикатор HL1 та мікроконтролер DD1.

Таким чином, повна формула потужності матиме вигляд:

(3.3)

Вибрані нами інтегральні елементи, за своєю технічною документацією мають потужність споживання : DА1 – 0,4Вт , HL1 – 0.15Вт та DD1 – 0,125Вт . Тому можемо записати, що загальна потужність споживання буде рівна:

Вт (3.4)

4. РОЗРАХУНОК НАДІЙНОСТІ

Надійність апаратури визначається надійністю та кількістю використаних в них елементів та умовами їх експлуатації. Так як надійність є одним з основних параметрів виробу, то, проектуючи апаратуру, надійність слід оцінювати поряд з іншими параметрами і на основі цих розрахунків робити висновки про правильність вибраної схеми та конструкції виробу.

На етапі проектування, коли ще точно не визначені режими роботи схеми, проводиться орієнтовний розрахунок, котрий задається орієнтовними даними, які визначають умови роботи. Такий розрахунок виконується в даному курсовому проекті. Орієнтовні значення коефіцієнтів навантаження приведені як довідникові дані в таблиці 4.4. (див. додаток 4) В таблиці 4.1. (див. додаток 5) приведені значення інтенсивності відмов елементів схеми при номінальному значенні впливу зовнішніх факторів. Вплив на надійність апаратури фактичного значення зовнішніх факторів враховують при розрахунках параметрів надійності, вводячи коефіцієнти впливу (див. таблиці 4.2., 4.3., 4.5. додаток 4).

Якщо отримані в результаті розрахунку параметри надійності не відповідають вимогам, то слід проаналізувати можливість підвищення надійності за рахунок полегшення режимів або використання більш надійних типів елементів. Зазвичай таким методом удається підвищити надійність виробу не більш, ніж у два – три рази. При проектуванні апаратури, яка містить значну кількість елементів, у ряді випадків розраховане значення надійності набагато відрізняється від того, котре задано. В таких випадках застосовують резервування. При резервуванні середнє напрацювання на відмову та ймовірність безвідмовної роботи буде більшою, ніж в аналогічного нерезервованого виробу, так як при виході з ладу основного пристрою продовжують функціонувати резервні. Надійність апаратури потрібно розраховувати на всіх етапах проектування: по мірі того, як уточнюються дані про кількість та типи використовуваних елементів, про конкретні умови, в котрих вони працюють, підвищується достовірність отриманих в результаті розрахунку даних.

Інтенсивність відмов і-го елементу в загальному випадку виражається формулою

, (4.1)

де – номінальна інтенсивність відмов, визначається по довідниковим даним;

К₁ – коефіцієнт, залежний від тиску, (для наземної апаратури К₁ = 1);

К₂ – коефіцієнт, залежний від впливу вологості та температури;

К₃ і К₄ – коефіцієнти, залежні від механічних впливів.

– коефіцієнт, залежний від температури поверхні елемента Т та коефіцієнта навантаження К_н .

Таблиця 4.1 Значення інтенсивності відмов елементів

№	Найменування і тип елементу	1/год	t , 0 С	Кн	Nj	1/год
1	2	3	4	5	6	7
Мікросхеми:
1	з високою	0,01	40	0,45	1	0,0212868	0,0212868
2	з середньою	0,013	40	0,5	1	0,0276728	0,02767284
3	Конденсатори керамічні	0,15	40	0,7	4	0,319302	1,277208
4	Резистори плівкові	0,03	40	0,6	13	0,0638604	0,8301852
5	Резистори дротяні	0,087	40	0,5	2	0,1851951	0,37039032
6	Запобіжники	0,5	40	0,5	1	1,06434	1,06434
7	Діоди кремнієві	0,2	40	0,55	7	0,425736	2,980152
8	Світлодіоди	0,2	40	0,55	1	0,425736	0,425736
9	Транзистори кремнієві	0,5	40	0,5	4	1,06434	4,25736
10	Резонатор кварцовий	1,1	40	0,6	1	2,341548	2,341548
11	Реле	0,5	40	0,6	2	1,06434	2,12868
12	Кнопка	0,07	40	0,8	1	0,1490076	0,1490076
13	Пайка	0,01	40	0,5	90	0,0212868	1,915812
14	Плата друкована	0,01	40	0,5	1	0,0212868	0,0212868

Згідно таблиці 4.1 знаходимо інтенсивність відмов виробу, що проектується:

1/год (4.2)

Середній термін часу до першої відмови