Охранная система с дистанционным управлением (стр. 5 из 13)

Расчет трансформатора.

1.Определяю значение тока, текущего через вторичную обмотку трансформатора:

(4.8.6)

где

-ток через обмотку II трансформатора, А;

-максимальный ток нагрузки, А.

(4.8.7)

2.Определяю мощность, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора:

(4.8.8)

где

-максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки, Вт;

-напряжение на вторичной обмотке, В;

-максимальный ток через вторичную обмотку трансформатора, А.

3.Подсчитываю мощность трансформатора:

(4.8.9)

где

-мощность трансформатора, Вт;

-максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки трансформатора, Вт.

4.Определяю значение тока, текущего в первичной обмотке:

(4.8.10)

где

-ток через обмотку I, А;

-подсчитанная мощность трансформатора, Вт;

-напряжение на первичной обмотке трансформатора (сетевое напряжение).

.

5.Расчитываю необходимую площадь сечения сердечника магнитопровода:

(4.8.11)

где S-сечение сердечника магнитопровода,

;

-мощность трансформатора, Вт.

6.Определяю число витков первичной (сетевой) обмотки:

(4.8.12)

где

-число витков обмотки;

-напряжение на первичной обмотке, В;

S-сечение сердечника магнитопровода,

.

7.Подсчитываю число витков вторичной обмотки:

(4.8.13)

где

- число витков обмотки;

- напряжение на первичной обмотке, В;

S – сечение сердечника магнитопровода,

.

8.Определяю диаметр проводов обмотки трансформатора:

(4.8.14)

где d – диаметр провода, мм;

I – ток через обмотку, мА.

мм

Выбор стабилизатора питания.

Исходя из произведённых расчётов потребляемой мощности, в качестве стабилизатора питания будем использовать интегральную микросхему КР142ЕН5А. На выходе данного стабилизатора обеспечивается напряжение 5В. На вход стабилизатора допускается подача напряжения до 20В.

4.9 Расчет быстродействия

Быстродействие характеризуется наибольшей частотой входных сигналов, при которой не нарушается функционирование схемы. На быстродействие влияет также длительность задержки сигнала, которая рассчитывается по формуле:

(4.9.1)

где

длительность задержки сигнала

задержка сигнала при переключении с лог. “1” на лог.”0”

задержка сигнала при переключении с лог. “0” на лог.”1”

Быстродействие определяется по формуле:

(4.9.2)

задержка сигнала устройством

задержка сигнала каждым элементом

Таблица 4.9.1 – время задержки сигнала отдельных элементов

Тип элемента	, нс	, нс	Количество	Общее
PIC18F452	25	50	1	50
MT16S2D	50	50	1	50
DS1621	50	50	1	50
MAX232	50	50	1	50
TSOP1730	50	50	1	50

Быстродействие составляет

250 нс

быстродействие также характеризуется задержкой сигнала самой длинной цепи, которая определяется по формуле:

,(4.9.3)

где

N – общее количество входов логических элементов, подключенных к линии,

L - длина линии связи от источника сигнала до приемника, для каждого определяется время задержки l=5(K-1), где К - число корпусов интегральных микросхем, включая микросхемы источников сигнала. длина линии связи от источника сигнала до приемника, для каждого определяется время задержки l=5(K-1), где К - число корпусов интегральных микросхем, включая микросхемы источников сигнала.

l=5(9-1)=40,

5.34 нс

общее быстродействие определяется по формуле:

,(4.9.4)

в результате получаем общее быстродействие всего устройства:

5.34+250=255.34 нс

4.10 Расчёт надёжности

Расчет надежности производят на этапе разработки объекта для определения его соответствия требованиям. В результате расчета должны быть определены количественные характеристики надежности объектов. Расчет производится по известным данным об интенсивности отказов элементов, составляющих рассматриваемый объект; в частности, надежность какой-либо сборочной единицы ЭВМ определяется значениями интенсивности отказов ЭРЭ и элементов конструкции, составляющих сборочную единицу.

Интенсивность отказов показывает, какая часть элементов по отношению к общему количеству исправно работающих элементов в среднем выходит из строя в единицу времени.

Интенсивность отказов объекта L есть сумма интенсивностей отказов всех входящих в объект элементов liэ:

Lо = Sliэ ,(4.10.1)

i=1

где Lо – интенсивность отказов объекта, 1/час;

liэ – интенсивность отказов элементов i-го типа и режима использования, 1/час;

k – количество разновидностей элементов по типам и режимам использования.

Интенсивность отказов lэ ЭРЭ в реальных условиях эксплуатации связана с величиной интенсивности отказов lн ЭРЭ при номинальном электрическом режиме, коэффициентом нагрузки Кн, температурным коэффициентом Кт и количеством элементов N с интенсивностью отказов liэ соотношением:

lэ = lн´Кн´Кт´N ,(4.10.2)

где lэ – интенсивность отказов ЭРЭ в реальных условиях эксплуатации, 1/час;

lн – интенсивность отказов ЭРЭ при номинальном электрическом режиме, 1/час;

Кн – коэффициент нагрузки – отношение количества используемых ножек микросхемы к общему числу ножек микросхем;

Кт – температурный коэффициент;

N – количество элементов с интенсивностью отказов lн, шт.

Все данные, необходимые для расчета интенсивности отказов объекта, сводятся в таблицу 4.10.1, вычисление lэ будет вестись по формуле (4.10.2).

Таблица 4.10.1 – данные для расчёта интенсивности отказов

Наименование и тип элемента	lн´10-6, 1/час	Кн	Кт	N, шт	lэ´10-6, 1/час
Микросхема TSOP1730	0,1	1	0,1	1	0,0075
Микросхема MT16S2D	0,1	1	0,1	1	0,02
Микросхема PIC18F452	0,1	0,875	0,1	1	0,02
Микросхема MAX232	0,1	1	0,1	1	0,00875
Микросхема DS1621	0,1	1	0,1	1	0,0078
Пайка выводов микросхем	0,0001	-	-	115	0,0115
Пайка выводов резисторов	0,0001	-	-	68	0,0068
Пайка выводов конденсаторов	0,0001	-	-	6	0,0006
Пайка выводов кварцевого резонатора	0,0001	-	-	2	0,0002

Подставив значение lэ в формулу (6.3), определяется Lо: