Разработка функциональной схемы устройства

2.1 Описание работы устройства по временным диаграммам

Учитывая задание можно представить функционирование устройства с помощью временных диаграмм. Эти временные диаграммы показаны на рисунке 2.

Из этих диаграмм видно, что при превышении верхнего порога, т.е. величины 2, 05В, первый компаратор сформирует на своём выходе активный сигнал, представляемый в данном случае в виде уровня логической единицы. Под действием этого сигнала светодиод VD1 будет мигать во время преодоления порога с периодом 2 сек по 2 раза, первое реле К1 включится на время преодоления порога, активный сигнал сбрасывает счетчик СТ и переводит триггер в активное состояние, далее идет сигнал на счетчик генератор, который начинает подавать импульсы с периодом 1 сек. Импульсы проходят на динамик, который гудит с частотой 1200Гц. После 4 импульса с счетчик переводит триггер в неактивное состояние.

Если произойдёт преодоление нижнего порога, то есть величина тока через терморезистор окажется ниже -3, 83В, то на выходе компаратора 2 сформируется активный сигнал в виде уровня единицы. По этому сигналу светодиод VD2 будет светиться все время преодоления порога, реле К2 включится на время преодоления порога, а динамик будет гудеть после 5 секунд преодоления порога, если преодоление сохраняется с частотой 1200 Гц. На временных диаграммах это показано.

Рис. 2. Временные диаграммы работы устройства

2.2 Разработка функциональных схем блоков управления

Блоки управления светодиодами

Схема управления первым светодиодом.

Согласно заданию первый светодиод должен непрерывно мигать с периодом 2 секунды по 2 раза во время превышения верхнего порога. Для управления первым светодиодом необходимо генератором формировать импульсы с периодом 2секунды и 1 секунда. Схема управления первым светодиодом предложена на рисунке 3.

Рис. 3. Схема управления первым светодиодом

Схема работает следующим образом. В момент превышения верхнего порога с выхода компаратора COMP1 формируется единица, и генераторы импульсов начинают вырабатывать импульсы. Эти импульсы поступают на дизъюнктер & 1, который пропускает на диод лишь наложенные сигналы.

Схема управления вторым светодиодом.

Согласно заданию второй светодиод должен включиться на время преодоления порога. Это можно осуществить, проведя активный сигнал со второго компоратора COMO2 на светодиод. Схема управления вторым светодиодом предложена на рисунке 4.

Рис. 4. Схема управления вторым светодиодом

Схема работает следующим образом. Когда температура окажется ниже нижнего порога с выхода второго компаратора формируется единица, она поступает на светодиод, который начинает светиться до тех пор, пока с компоратора не перестанет поступать сигнал.

Блоки управления реле

При преодолении нижнего порога второе реле должно включиться на время преодоления порога. Схема управления реле предложена на рисунке 5.

Рис. 5. Схема управления первым реле

Согласно заданию первое реле К1 должно включиться через 5 секунд, если превышение сохраняется. Поэтому целесообразно для управления первым реле использовать одновибратор, у которого инвертный выход подключен к дизъюнктеру, к которому также идет сигнал от компоратора. Тогда после 5 секунд работы второго компоратора на инвертном выходе одновибратора сфотрируется 1 и дизъюнктер пропустит сигнал.

. Схема управления реле предложена на рисунке 6.

Рис. 6. Схема управления вторым реле

Блоки управления динамиком

Предлагается использовать для управления динамиком схему, предложенную на рисунке 7.

Рис. 7. Схема управления динамиком

Схема работает следующим образом. Если происходит превышение верхнего порога, сбрасывается счетчик СТ и триггер Т переходит в активное состояние. После него сигнал проходит на генератор, который генерирует импульсы длительностью 1 сек. Импульсы поступают на счетчик и генератор. Счетчик после 4 раза подает сигнал на вход R триггера и он прекращает работу. Динамик гудит с частотой 1200Гц во время прохождения импульсов.

При превышении второго порога сигнал сразу проходит на динамик, который начинает пищать с частотой 1200Гц на всем времени преодоления.

2.3 Описание работы устройства по функциональной схеме

Устройство содержит: датчик, измерительный усилитель, линейно усиливающий сигнал с датчика, усилители мощности, которые управляют реле, светодиодами и динамиком, компараторы, одновибраторы, конъюнкторы, дизъюнктор, генераторы импульсов, счетчик, триггер.

Устройство работает следующим образом.

Если компаратор COMP1 формирует уровень логической единицы на выходе при превышении выходного сигнала усилителя уровня верхнего порога, то срабатывает генераторы GN_1 и GN_2 формирующие импульсы продолжительностью 2 и 1 секунды, выходы с них соединенные на дизъюнктере заставляют светодиод мигать в нужной последовательности. Также единица попадет в реле K1, которое работает на протяжении преодоления порога. Еще единица попадает в счетчик и сбрасывает его, и в триггер. Триггер передает сигнал на генератор GN_3, который формирует импульсы длительностью 1 сек. Импульсы идут на динамик, заставляя его пищать с нужной частотой, за счет генератора GN_4. Помимо этого импульсы попадают на счетчик, который после 4 раза сбрасывает триггер и прекращает работу генератора GN_3.

Если компаратор COMP2 формирует уровень логической единицы на выходе, то срабатывает одновибратор G1_1, который формирует импульс продолжительностью 5 секунд, с инвертного выхода сигнал идет на конъюнктер, на нем так же входной сигнал с компоратора. За счет такой схемы активный сингал будет формироваться после 5 секунд преодоления порога, если преодоление сохраняется, активный сигнал от сюда идет на рыле K2. Также горит на всем протяжении преодоления порога второй диод. Также активный сигнал идет на динамик, который пищит с частотой 1200 Гц на протяжении всего порога.

⇐ Предыдущая 12