Курсовая работа: Блок управления подогревателем жидкостным

2.2.7 Блок управления должен обеспечивать номинальные значения параметров при нормальных значениях климатических факторов внешней среды:

а) температура окружающего воздуха (25±10)°С;

б) относительная влажность 45-80%;

в) атмосферное давление 84,0-106,7 кПа (630-800 мм.рт.ст.).

2.2.8 При температуре окружающей среды от минус 50 до плюс 65°С блок управления должен сохранять свои параметры: время начальной продувки tн, предохранительное время tпр, время продувки tв и время инерционного выбега двигателя подогревателя tи.

2.2.9 Степень защиты от проникновения посторонних тел, пыли и воды IР54 по ГОСТ14254-96.

2.3.Описание принципа функционирования

Блок управления работает по следующему алгоритму:

а) при подаче напряжения питания на контакт I разъема ХР2 блока управления при замкнутых контактах 1 и 7 разъема ХР3 (холодном теплоносителе) и напряжении между контактом 4 разъема ХР2 и контактом 6 разъема ХР3 (неосвещенном датчике пламени) блок управления должен подать напряжение на контакт 1 разъема ХР1, на контакт 3 разъема ХР2 и на контакт 2 разъема ХР3, обеспечивая включение циркуляционного насоса, двигателя подогревателя и начать отсчет времени tн;

б) после отработки алгоритма по пункту а) блок управления должен подать напряжение на контакты 4 и 8 разъема ХР3, обеспечивая включение электромагнитного клапана, системы зажигания, и начать отсчет времени tпр;

в) при уменьшении напряжения между контактом 4 разъема ХР2 и контактом 6 разъема ХР3 до значения менее 2,5 В, что соответствует освещенному датчику пламени, после отработки алгоритма по пунктам а), б) до истечения tпр блок управления должен снять напряжение с контакта 8 разъема ХР3, обеспечивая выключение системы зажигания и прекратить отсчет tпр;

г) при увеличении напряжения между контактом 4 разъема ХР2 и контактом 6 разъема ХР3 до значения более 2,5В (переходе датчика пламени из освещенного состояния в неосвещенное), после отработки алгоритма по пункту в) блок управления должен подать напряжение на контакты 4 и 8 разъема ХР3, обеспечивая включение электромагнитного клапана и системы зажигания, и начать отсчет времени tпр;

д) при размыкании контактов 1 и 7 разъема ХР3 (из-за нагревания теплоносителя), после отработки алгоритма по пунктам а) – в) блок управления должен снять напряжение с контакта 4 разъема ХР3, обеспечивая выключение электромагнитного клапана, и начать отсчет времени tи, по истечении которого блок управления должен снять напряжение с контакта 2 разъема ХР3, обеспечивая выключение двигателя подогревателя;

е) при замыкании контактов 1 и 7 (из-за остывания теплоносителя), после отработки алгоритма по пунктам а) – д) блок управления должен снова начать работать по алгоритму пунктов а) – д);

ж) при отключении от контакта 1 разъема ХР2 напряжения питания, блок управления должен снять напряжение с контактов 4 и 8 разъема ХР3, подать напряжение питания на контакт 3 разъема ХР2, обеспечивая формирование кода в соответствии с пунктом 1 таблицы 1 и начать отсчет времени tв, по истечении которого блок управления должен снять напряжение питания с контакта 2 разъема ХР1, с контакта 3 разъема ХР2 и с контакта 2 разъема ХР3, обеспечивая выключение циркуляционного насоса, сигнальной лампы и двигателя подогревателя;

з) при напряжении между контактом 4 разъема ХР2 и контактом 6 разъема ХР3 более 2,2В (неосвещенном состоянии датчика пламени) непрерывно в течение времени tпр, блок управления должен снять напряжение с контактов 4 и 8 разъема ХР3, обеспечивая выключение системы зажигания и электромагнитного клапана, подать напряжение на контакт 3 разъема ХР2, обеспечивая формирование кодов в соответствии с пунктом 3 таблицы 1 и начать отсчет времени tв, по истечении которого блок управления должен снять напряжение питания с контакта 2 разъема ХР1 и с контакта 2 разъема ХР3;

и) после отработки алгоритма по пунктам б), в), г) (при переходе датчика пламени из неосвещенного состояния в освещенное и обратно) более 8 раз в течение (32±2)с, подать напряжение на контакт 3 разъема ХР2, обеспечивая формирование кодов в соответствии с пунктом 2 таблицы 1 и начать отсчет времени tв, по истечении которого блок управления должен вновь начать отработку алгоритма по пунктам а), б). При повторении условий по пункту и) блок управления должен отработать алгоритм по пункту з).

2.4. Обоснование выбора элементной базы

При изготовлении данного устройства использовалась технология смешанного монтажа (поверхностный, штыревой). Использование штыревого монтажа явилось необходимостью.

Технологии поверхностного монтажа предпочтительнее по ряду причин:

более высокие технические характеристики (расширение полосы частот при снижении паразитных составляющих индуктивности и емкости), компактность (технология поверхностного монтажа позволяет устанавливать самые миниатюрные компоненты), повышенная надежность (технология поверхностного монтажа минимизирует участие человека в создании печатной платы, скажем при пайке).

Конечная продукция, с использованием поверхностного монтажа, обладает более постоянными характеристиками.

Каждая матричная система проходит тщательное тестирование по внешнему управлению и связи с периферийными устройствами. При этом тестируются скорость и точность обмена данными между системой и внешними управляющими устройствами. Если матричная система не прошла хотя бы один из этих тестов, она не покидает производственное здание.

Кроме того, поверхностный монтаж позволяет использовать новые корпуса интегральных схем с малым шагом между выводами (0,5–0,65мм), корпуса с шариковыми выводами (BGA), новые малогабаритные дискретные компоненты и соединители. Повысить точность изготовления печатных плат, увеличились возможности для разводки сложных устройств в малых габаритах. Появление новой элементной базы позволяет говорить о возможности воплощения сложных систем на одной плате и даже на одном кристалле (system-on-chip). Это означает, что на одной и той же типичной плате устройства обработки сигналов, в малых габаритах размещаются высокочувствительный аналоговый тракт, аналого-цифровой преобразователь, высокоскоростная схема цифровой обработки на процессоре, а на программируемых логических интегральных схемах – буферные элементы и драйверы линий связи, элементы стабилизаторов напряжения питания и преобразователей уровня, а также другие узлы. Естественно, это накладывает отпечаток на методологию разработки платы.

Микросхема PIC16F73 - I/SO

Микроконтроллеры семейств PIC (Peripheral Interface Controller) компании Microchip объединяют все передовые технологии микроконтроллеров: электрически программируемые пользователем ППЗУ, минимальное энергопотребление, высокую производительность, хорошо развитую RISC-архитектуру, функциональную законченность и минимальные размеры.

Основным назначением микроконтроллеров семейств PIC, как следует из аббревиатуры PIC (Peripheral Interface Controller), является выполнение интерфейсных функций. Этим объясняются особенности их архитектуры:

· RISC-система команд, характеризующаяся малым набором одноадресных инструкций (33, 35 или 58), каждая из которых имеет длину в одно слово (12, 14 или 16 бит) и большинство выполняется за один машинный цикл. В системе команд отсутствуют сложные арифметические команды (умножение, деление), предельно сокращен набор условных переходов;

· высокая скорость выполнения команд: при тактовой частоте 20 МГц время машинного цикла составляет 200 нс (быстродействие равно 5 млн. операций/сек);

· наличие мощных драйверов (до 25 мА) на линиях портов ввода/вывода, что позволяет подключать непосредственно к ним довольно мощную нагрузку, например, светодиоды;

· низкая потребляемая мощность;