Изготовление цифрового прибора для контроля осанки и зрения при работе на персональном компьютере
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ект, то:
-синяя подсветка означает, что голова оператора находиться на безопасном расстоянии от монитора (от 35 до 60 см);
-красная подсветка означает, что голова оператора наклонилась слишком близко к монитору, т.е. ближе, чем на 35 см от экрана. Если голова оператора остается вблизи монитора слишком долго, то в дополнение к красной подсветке включается звуковое предупреждение.
Устройство обладает высокой чувствительностью. Может восстанавливать начальное состояние автоматически.
.1Технические характеристики
Таблица 2.1-Технические характеристики
Рабочее напряжение5VПотребляемый ток30 mAСиняя подсветка безопасное расстояниеОт 35 до 60 смКрасная подсветка опасное расстояниеБлиже чем на 35 см
Приемник и передатчик работают на одной и той же частоте. В передатчике и приемнике используются ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи. Передатчик собран на двух элементах НЕ N1, N2 IC3 образующих мультивибратор. Генерируемый сигнал излучается УЗ преобразователем подключенным к точкам 5 и 6. Частота генерации подстраивается резистором R2. В приемнике используется аналогичный УЗ преобразователь для приема отраженных сигналов передатчика. Малые электрические сигналы усиливаются транзистором TR3 и операционным усилителем IC1. Усиленный сигнал выпрямляется и фильтруется элементами D1, D2, C8 и поступает на операционный усилитель на IC2. Коэффициент усиления регулируется переменным резистором P2. Схема отрегулирована таким образом, что остается стабильной при постоянстве частоты излучения передатчика. Если в контролируемой области что-то перемещается, то принимаемый сигнал становится искаженным и вызывает разбалансировку схемы. Грубые изменения сигнала на выходе IC2 выпрямляются элементами D3, D4, C12 и подаются на схему триггера Шмитта собранного на элементах N3, N4 IC3. Триггер в свою очередь включает цепь тревожной сигнализации через транзисторы TR1, TR2 в которую входит реле (подключается к точке 9). Напряжение питания схемы составляет 5 Вольт.
.2 Настройка
Подсоедините между положительным полюсом источника питания и выводом 9 на схеме последовательно соединенные светодиод и резистор номиналом 560 Ом. Затем соедините положительный полюс источника питания с точками на схеме обозначенные как Vcc+. Движок переменного резистора P1 поверните в среднее положение. Затем медленно поворачивайте движок подстроечного резистора P2 и одновременно перемещайте кисть руки перед преобразователем до тех пор, пока не будет загораться тестовый светодиод подключенный к точке 9. Быстрее произвести настройку можно, если использовать частотомер. Для этого подсоедините частотомер параллельно передающему УЗ преобразователю. Настраивая P2 добиваются совпадения частоты генератора и паспортного значения УЗ преобразователя. Затем P1 устанавливают требуемую чувствительность. Как вариант можно использовать НЧ оiиллограф подключенный к коллектору TR3. В этом случае также настраивается частота генератора по максимальной амплитуде отраженного сигнала.
Рисунок 2 - Схема электрического прибора
Амплитуда отраженного сигнала на требуемой частоте будет максимальна, если вся система УЗ преобразователей настроена в резонанс. Если замкнуть точки на схеме 7 и 8 система будет сбрасываться вручную. При разомкнутых точках 7 и 8 УЗ радар дает короткие сигналы при появлении посторонних объектов и самостоятельно сбрасывается в исходное положение при их исчезновении. N1, N2, N3, N4 - в КМОП - матрицах используются полевые транзисторы с изолированным затвором с каналами разной проводимости.
Эквивалентная схема ячейки КМОП-матрицы:
- светочувствительный элемент (диод);
- затвор;
- конденсатор, сохраняющий заряд с диода;
- усилитель;
- шина выбора строки;
- вертикальная шина, передающая сигнал процессору;
- сигнал сброса.
Рисунок 3 - Эквивалентная схема ячейки КМОП-матрицы
Основное преимущество КМОП технологии - низкое энергопотребление в статическом состоянии. Это позволяет применять такие матрицы в составе энергонезависимых устройств, например, в датчиках движения и системах наблюдения, находящихся большую часть времени в режиме сна или ожидания события.
Схема логического элемента выполняющего логическую функцию 2И-НЕ. Схема вентиля 2И-НЕ, построенного по технологии КМОП. Если на оба входа A и B подан высокий уровень, то оба транзистора снизу на схеме открыты, а оба верхних закрыты, то есть выход соединён с землёй. Если хотя бы на один из входов подать низкий уровень, соответствующий транзистор сверху будет открыт, а снизу закрыт.
Рисунок 4 - Схема логического элемента 2И-НЕ
Выход будет соединён с напряжением питания и отсоединён от земли. В схеме нет никаких нагрузочных сопротивлений, поэтому в статическом состоянии через КМОП-схему протекают только токи утечки через закрытые транзисторы, и энергопотребление очень мало. При переключениях электрическая энергия тратится в основном на заряд емкостей затворов и проводников, так что потребляемая (и рассеиваемая) мощность пропорциональна частоте этих переключений (например, тактовой частоте процессора). На рисунке с топологией микросхемы 2И-НЕ можно заметить, что в ней используются два двухзатворных полевых транзистора разных конструкций. Верхний двухзатворный полевой транзистор выполняет логическую функцию 2ИЛИ, а нижний двухзатворный полевой транзистор выполняет логическую функцию 2И.
3. ?/p>