Разработка микроконтроллерного устройства стабилизации температуры
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
аза до элементов проводящего рисунка.
Шириной печатного проводника называется поперечный размер проводника на любом участке в плоскости основания (неровности края во внимание не принимаются). Расстоянием между проводниками называют расстояние между краями соседних проводников на одном слое печатной платы.
Таблица 2.1
Номинальные значения основных размеров для классов точности.
Условные ОбозначенияНомин. значения размеров для класса точности123t, мм S, мм b, мм0,75 0,75 0,30,45 0,45 0,20,25 0,25 0,1
Для свободного места указанные значения допускается устанавливать по любому, более низкому классу, а для первого класса увеличить в два раза.
С учетом разрешающей способности технологического оборудования на котором будет изготавливаться печатная плата устройства, принимаем класс точности 3.
В соответствии с ГОСТ 23751-86 диаметры монтажных отверстий должны быть выбраны из ряда: 0,4; 0,5; 0.6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 2,0 мм.
В печатной плате устройства КТО используются монтажные отверстия следующих диаметров: 1,0; 1,5; 2,0 мм.
Наименьший номинальный диаметр D контактной площадке рассчитывают по формуле:
D=(d+dво)+2b+tво+2dтр+(Td2+TD2+tПО2)1/2,(2.1.)
dво - верхнее предельное отклонение диаметра отверстия;
tво - верхнее предельное отклонение диаметра контактной площадки (tво=0,05);
dтр - значение подтравливания диэлектрика (для однослойной печатной платы dтр=0);
tпо - нижнее предельное отклонение диаметра контактной площадки (tпо= -0,05);
Результаты расчетов диаметров контактных площадок произведенных по формуле 2.1. сведены в таблицу 2.2.Таблица 2.2.
Диаметры контактных площадок
Диаметр отверстия, мм.Предельное ОтклонениеДиаметр контакт- ной площадки, мм1,0 1,5 2,0 0,05 0,1 0,23 4 5
По числу слоев различают односторонние, двусторонние и многослойные печатные платы. Для печатной платы устройства КТО принимаем число слоев равное одному. Односторонней печатной платой называют печатную плату с проводящими рисунками на одной стороне основания.
Выбор толщин и материала основания оказывает основное влияние на свойства печатной платы: жесткость, собственную емкость, теплопроводность.
Для печатной платы устройства КТО, в качестве материала выбираем стеклотекстолит толщиной 2,0 мм.
Рисунок разработанной печатной платы со стороны элементов и со стороны металлизации (дорожки печатного рисунка) приведены в приложении 2. Неиспользованные контактные площадки на печатной плате предназначены на случай непредвиденных последующих доработок в устройстве.
.2 Расчет сопротивления и емкости для настройки ПНЧ
В преобразователе напряжение-частота можно устанавливать соотношение частота/напряжение. Это делается одним конденсатором С1 и резистором R1 (см. Рисунок 3 - Типовая схема включения).
Следующая формула показывает зависимость выходной частоты преобразователя от этих элементов и от входного напряжения:
, (2.2.1)
где VIN - входное напряжение,
k - сопротивление определяемый характеристиками микросхемы
(75 кОм);
R1 - рассчитываемое сопротивление;
С2 - рассчитываемая емкость;
I0 - ток, уравновешивающий входной ток, (I0=75 мА).
Из технического задания видно, что при температуре 0оС выдаваемая частота должна быть равной нулю, а при температуре 100 оС - 1000 Гц.
В описании микросхемы К1108ПП1 сказано, что входное напряжение может изменяться в пределах от нуля до значения питающего напряжения, отсюда следует, что сопротивление диодного датчика должно изменять напряжение на входе преобразователя в указанном диапазоне.
Рассчитаем значение произведения R1C2. Для этого выразим из формулы (2.2.1) указанное произведение.
, (2.2.2)
Подставим все известные в формулу и рассчитаем ее для частоты f=1000 Гц, входного напряжения VIN=15 В.
, (2.2.3)
Из полученного значения легко найти значения сопротивления и емкости. Для этого зададимся значением емкости, которое нам подходит больше всего. Пусть С2=0.01 мкФ, тогда
Таким образом рассчитанные значения сопротивления и емкости удовлетворяют ряду стандартных значений.
Для проверки соотношения входного напряжения и выходной частоты построим график, функцией которого и будет, вышеизложенная, формула (2.2.1).
Рисунок 5 - Зависимость выходной частоты от входного напряжения
Заключение
микроконтроллер стабилизатор температура сопротивление
В ходе проделанной работы было разработано микроконтроллерное устройство стабилизации температуры. Применение данного устройства позволяет автоматизировать процесс контроля температуры с заданными характеристиками (точность регулирования, порог чувствительности)
Размеры, разработанной, печатной платы составляют: по ширине 75 мм., а по длине - 90 мм. Разводка печатной платы проводилась в пакете P-CAD 2002, что существенно уменьшило возможность появления ошибок по сравнению с ручной разводкой.