Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Выбор датчика открытия двери



 

Для определения момента открытия двери будет использоваться контактный герконовый датчик фирмы Aleph. В номенклатуре Aleph представлены герконы различного применения: накладные или врезные на деревянные и металлические двери, с различным максимальным зазором между контактами. Тип контактов у всех моделей — нормально замкнутые. Рассмотрим характеристики датчиков данной фирмы, представленные в таблицах 2.5.1, 2.5.2 и 2.5.3.

Таблица 2.5.1 - Технические характеристики датчика DC-1523

Габаритные размеры, мм. Геркон: 60х14х13
Зазор мм. 15
Коммутируемое напряжение 130В, 0, 5А, 10Вт
Примечание Для деревянных дверей

Таблица 2.5.2 - Технические характеристики датчика DC-1811

Габаритные размеры, мм. Геркон: 31х25 (диаметр)
Зазор мм. 35
Коммутируемое напряжение 28 В, 0, 5 А, 3 Вт
Примечание Для металлических дверей

Таблица 2.5.3 - Технические характеристики датчика DC-2541

Габаритные размеры, мм. Геркон: 61х18х15
Зазор мм. 22
Коммутируемое напряжение 28 В, 0, 5 А, 3 Вт
Примечание Для деревянных и металлических дверей

 

Для этой цели нам подходит датчик DC-2541 (рисунок 2.5.1). Его технические характеристики приведены в таблице 2.5.3.

 

Рисунок 2.5.1 – Внешний вид датчика DC-2541

 

2.6 Выбор микроконтроллера

 

Основными требованиями, предъявляемыми к микроконтроллеру в этом проекте, являются:

- наличие параллельных портов ввода-вывода в количестве, достаточном для подключения всех устройств, входящих в структурную схему системы;

- достаточно высокая надёжность и стабильность работы;

- возможность работы в расширенном температурном диапазоне.

Для выполнения поставленной задачи подходят микроконтроллеры с архитектурой MCS-51, поскольку они доступны, относительно просты, и их возможностей вполне достаточно для обеспечения функционирования данного устройства.

Первым двум требованиям удовлетворяют все производимые на данный момент микроконтроллеры с архитектурой MCS-51. Большинство моделей имеют модификации, рассчитанные на расширенный температурный диапазон. Исходя из этого, выбор производился из наиболее дешёвых изделий известных фирм, чтобы минимизировать стоимость системы. В итоге, был выбран микроконтроллер AT89S51 фирмы Atmel.

Корпорация Atmel (США), являясь на сегодняшний день одним из признанных мировых лидеров в производстве изделий современной микроэлектроники, хорошо известна на российском рынке электронных компонентов. Основанная в 1984 году, фирма Atmel определила сферы приложений для своей продукции как телекоммуникации и сети, вычислительную технику и компьютеры, встраиваемые системы контроля и управления, бытовую технику и автомобилестроение.

Atmel выпускает широкий спектр микроконтроллеров, основанных на архитектуре MCS-51. Данная линейка микроконтроллеров включает изделия в корпусах стандартных типоразмеров с поддержкой функции внутрисистемного программирования, а также, производные разновидности микроконтроллеров (ROMLESS, ROM, OTP и FLASH) в малогабаритных корпусах с 20-ю выводами. Некоторые из устройств, также, имеют поддержку высокоскоростного (х2) режима работы ядра, который, по- требованию, удваивает внутреннюю тактовую частоту для CPU и периферийных устройств.

AT89S51 – экономичный высокопроизводительный КМОП 8-разрядный микроконтроллер с 4 кБ внутрисхемно программируемой флэш-памятью. Устройство производится с использованием технологии Atmel энергонезависимой памяти большой емкости и совместимо по системе команд и расположению выводов со стандартным микроконтроллером 80C51. Встроенная флэш-память может быть запрограммирована внутрисхемно или с помощью обычного программатора энергонезависимой памяти. За счет комбинации 8-разрядного ЦПУ с внутрисхемно программируемой флэш-памятью на одном кристалле AT89S51 от Atmel является мощным микроконтроллером, обеспечивающим высокую гибкость и рентабельность решений для многих задач встроенного управления.

AT89S51 (рисунок 2.6.1) имеет следующие стандартные характеристики: 4 кБ флэш-памяти, 128 байт ОЗУ, 32 линии ввода-вывода, сторожевой таймер, два указателя данных, два 16-разрядных таймера-счетчика, 5-векторная 2-уровневая система прерываний, полнодуплексный последовательный порт, встроенный генератор и схема тактирования. Кроме того, AT89S51 разработан со статической логикой для работы на частоте вплоть до 0 Гц и поддерживает два программно настраиваемых режима снижения энергопотребления:

В режиме холостого хода (Idle) останавливается ЦПУ, но ОЗУ, таймеры-счетчики, последовательный порт и система прерываний продолжают функционировать. В экономичном режиме (Power-down) сохраняется информация в ОЗУ, но остановлен генератор, выключены все остальные функциональные блоки до внешнего запроса на прерывание или аппаратного сброса.

Отличительные особенности микроконтроллерa AT89S51:

- cовместимость с серией MCS-51;

- 4 кБ флэш-памяти с внутрисхемным программированием (ISP) Износостойкость: 1000 циклов записи/стирания;

- рабочий диапазон питания 4.0…5.5В;

- полностью статическое функционирование: 0 …33 МГц;

- три уровня защиты памяти программ;

- внутреннее ОЗУ размером 128 x 8;

- 32 программируемые линии ввода-вывода;

- два 16-разрядных таймера-счетчика;

- шесть источников прерываний;

- полнодуплексный канал последовательной связи на УАПП;

- режимы снижения потребления: холостой ход и экономичный;

- восстановление прерываний при выходе из экономичного режима;

- сторожевой таймер;

- двойной указатель данных;

- флаг выключения питания;

- быстрое время программирования;

- гибкое внутрисхемное программирование (побайтный или постраничный режимы) [5].

Структурная схема микроконтроллера [4] представлена на рисунке 2.6.2.

 

Рисунок 2.6.1 - Внешний вид и расположение выводов AT89S51

 

Назначение основных выводов микросхемы:

- VCC – напряжение питания;

- GND – земля;

- VDD – напряжение питания, подводимое только к ядру и встроенной памяти программ;

- P0, P1, P2, P3 – двунаправленные порты ввода-вывода;

- EA – доступ к внешней памяти;

- RxD – выход приёмника UART;

- TxD – выход передатчика UART;

- PSEN – переключатель разрешения внешней памяти;

- ALE – разрешение защёлкивания старшей части адреса при доступе к внешней памяти

- XTAL1, XTAL2 – выводы для подсоединения внешнего кварцевого резонатора;

- RESET – вход сброса [5].

 

Рисунок 2.6.2 – структурная схема микроконтроллера AT89S51

Микроконтроллер выпускается в нескольких вариантах [5] (таблица 2.6.1).

 

Таблица 2.6.1 – варианты исполнения микроконтроллера

Частота, МГц Напряжение питания, В Код для заказа Корпус Температурный диапазон

24

4.0…5.5

AT89S51-24AC 44A

Коммерческий (0…+70°С)

AT89S51-24JC 44J
AT89S51-24PC 40P6

24

4.5…5.5

AT89S51-24AI 44A

Коммерческий (-40…+85°С)

AT89S51-24JI 44J
AT89S51-24PI 40P6

33

4.5…5.5

AT89S51-33AC 44A

Коммерческий (0…+70°С)

AT89S51-33JC 44J
AT89S51-33PC 40P6

 

Для выполнения поставленной задачи, как было сказано выше, нам нужен микроконтроллер, рассчитанный на коммерческий диапазон температур

(-40…+85°С). Тип корпуса в данном случае роли не играет, так как в корпусе кодового замка входной двери дома достаточно места для расположения любого из них.

 

2.7 Выбор стабилизатора напряжения

 

Для питания микроконтроллера элементов необходим стабилизированный источник питания напряжением +5В. В качестве стабилизатора лучше всего использовать микросхему КР142ЕН5. Она обеспечивает достаточную стабильность выходного напряжения и осуществляет фильтрацию помех, амплитуда которых может достигать 1В. При установке ее на дополнительный радиатор максимальный ток нагрузки составляет около 2А. Помимо этого микросхема имеет защиту от короткого замыкания.

    Серия КР142ЕН5 - трехвыводные стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением в диапазоне от 5В до 27 В, могут найти применение в широком спектре радиоэлектронных устройств. Диапазон напряжений, перекрываемых данной серией стабилизаторов, позволяет использовать их в качестве источников питания, логических систем, измерительной техники, устройств высококачественного воспроизведения и других радиоэлектронных устройств. Несмотря на то, что основное назначение этих приборов - источники фиксированного напряжения, они могут быть использованы и как источники с регулированием напряжения и тока путем добавления в схемы их применения внешних компонентов. Внешние компоненты могут быть использованы для ускорения переходных процессов. Входной конденсатор необходим только в том случае, если регулятор находится на расстоянии более 5 см от фильтрующего конденсатора источника питания. Внешний вид и типовая схема включения приведены на рисунках 2.7.1 и 2.7.2 соответственно. Технические характеристики представлены в таблице 2.7.1.

Основные особенности:

- Встроенная защита от перегрева;

- Встроенный ограничитель тока КЗ;

- Коррекция зоны безопасной работы выходного транзистора;

- Диапазон температур хранения -55... +150С;

- Рабочий диапазон температур кристалла -45... +125С.

 

Рисунок 2.7.1 – Внешний вид и расположение выводов стабилизатора КР142ЕН5А

Назначение выводов стабилизатора КР142ЕН5А:

- 1 – вход;

- 2 – общий;

- 3 – выход.

 

Рисунок 2.7.2 – Типовая схема включения стабилизатора

 

Таблица 2.7.1 - Электрические характеристики стабилизатора КР142ЕН5А:

Наименование Обозначение

Условия измерения

Мин. Тип. Макс. Единица измерения

Выходное напряжение

Vout

Tj=25°C

4.9 5.0 5.1 B

7B< Vin< 20B

5mA< Iout< 1.0A

Pt< 15Вт

4.75 - 5.25 B

Нестабильность по входному напряжению

Vo

line

Tj=25°C

7B< Vin< 25B - 3 100 mB
8B< Vin< 12B - 1 50 mB

Нестабильность по току нагрузки

Vo

load

Tj=25°C

5mA< Iout< 1.5A - 15 100 mB
250mA< Iout< 750mA - 5 50 mB
Ток покоя Iq

Tj=25°C, Iout=0

- 4.2 8.0 mA

Нестабильность тока покоя

Iq

7B< Vin< 25B

- - 1.3 mA

5mA< Iout< 1.0A

- - 0.5 mA
Выходное напряжение шума Vn

Ta=25°C, 10Гц< f< 100кГц

- 40 - mkB
Коэффициент подавления пульсации Rrej

f=120Гц

62 78 - дБ
Падение напряжения Vdrop

Iout=1.0A, Tj=25°C

- 2.0 - B
Выходное сопротивление Rout

f=1 кГц

- 17 - мОм
Ток КЗ Ios

Tj=25°C

- 750 - mA
Максимальный выходной ток Io peak

Tj=25°C

- 2.2 - A
Температурная нестабильность выходного напряжения Vout Tj

Iout=5mA, 0°C< Tj< 125°C


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2020-02-16; Просмотров: 208; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.045 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь