Дистанционный регулятор света – диммер

 

 

Содержание

 

Введение

 

Целью курсовой работы на тему «Дистанционный регулятор света – диммер» является подтверждение ранее полученных теоретических знаний в процессе обучения и углубления знаний по предмету, она должна быть достигнута с помощью поставленных задач:

1. выбор схемы в технической и справочной литературе и интернет ресурсах;
2. описание теоретической части сведений по микропроцессорным системам;
3. расчет выбранного узла;
4. описание принципа работы устройства;
5. расчет надежности схемы;
6. выполнение графической части;
7. выводы по курсовому проекту.

 

1. Общая часть

 

1. Основные сведения о микроконтроллере

 

Микроконтроллеры (МК) — разновидность  микропроцессорных систем (микро-ЭВМ), ориентированных на реализацию алгоритмов управления техническими устройствами и технологическими процессами. Микроконтроллеры проще, чем универсальные микро-ЭВМ, и уже около 25 лет тому назад оказалось возможным размещать их на одном кристалле в виде "однокристальных микро-ЭВМ'. Микроконтроллеры — БИС такой функциональной законченности, которая позволяет решать в полном объеме задачи определенного класса с помощью одного кристалла.

Что отличает МК от универсальной  микро-ЭВМ? Прежде всего, это малый  объем памяти и менее разнообразный  состав внешних устройств. В состав универсальной микро-ЭВМ входят модули памяти большого объема и высокого быстродействия, имеется сложная иерархия ЗУ, поскольку многие задачи (автоматизированное проектирование, компьютерная графика, мультимедийные приложения и др.) без этого решить невозможно. Для МК ситуация иная, они реализуют несложные алгоритмы, и для размещения программ им требуются емкости памяти, на несколько порядков меньшие, чем у микро-ЭВМ широкого назначения. Для хранения промежуточных данных достаточна память небольшой емкости. Набор внешних устройств также существенно конкретизируется и сужается, а сами они значительно проще. В результате модули универсальной микро-ЭВМ (процессор, память, интерфейсные схемы) требовалось выполнять как конструктивно самостоятельные, тогда как МК размещается на одном кристалле, хотя и имеет модули того же функционального назначения.

Сопоставляя микропроцессор (т. е. центральный процессорный элемент достаточно сложной системы) и МК (т. е. микросхему простой системы в целом) с точки зрения коммерческих потребностей, можно видеть преобладание МК. Число пользователей МК в несколько раз превышает число пользователей микросхем МП. Применение МК поддерживается такими областями массового производства, как бытовая аппаратура, станкостроение, автомобильная промышленность, военное оборудование и т. д.

Первые МК были выпущены фирмой Intel в 1976 г. (восьмиразрядный МК 8048). В настоящее время многими поставщиками выпускаются 8-, 16-и 32-разрядные МК с емкостью памяти программ до десятков килобайт, небольшими ОЗУ данных и набором таких интерфейсных и периферийных схем, как параллельные и последовательные порты ввода/вывода, таймеры, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, широтно-импульсные модуляторы и др.

Среди выпускаемых МК широко известно семейство восьмиразрядных  контроллеров МСS-51/151/251 и 16-разрядных  МСS-96/196/296 (фирма Intel). Очень многие производители выпускают аналоги этих семейств или совместимые с ними МК. В отечественной номенклатуре это восьмиразрядные МК К1816ВЕ51, К1830ВЕ51. В последнее время фирма Intel сосредоточила усилия на разработке сложных микропроцессоров для компьютеров и уступила сектор рынка простых МК другим фирмам, в частности, фирме Atmel, которая выпускает несколько популярных семейств МК. Признанными авторитетами в области создания и производства МК являются такие фирмы, как Motorola, Microchip, Zilog и др. В настоящее время микроконтроллеры все чаще применяют в составе СБИС программируемой логики типа "система на кристалле".

Несмотря на появление  новых 16- и 32-разрядных МК, наибольший успех на рынке остается за восьмиразрядными. Сейчас около половины рынка занято 8-разрядными МК, которые лидируют с большим отрывом относительно микроконтроллеров других разрядностей. На рынке восьмиразрядных микроконтроллеров доминирует следующая тройка: семейство 8051 фирмы Intel (аналоги микроконтроллеров этого семейства выпускаются несколькими фирмами), семейство АVR (фирмы Аtmel) и микроконтроллеры семейства РIС (фирмы Мicrochip). В качестве примера современного микроконтроллера далее рассмотрена микросхема из семейства АVR. Сейчас, правда, самая большая доля рынка (около 25%) все еще. принадлежит микроконтроллерам семейства 8051, за которыми следуют семейства АVR и РIС (приблизительно по 15%). Остальные микроконтроллеры по объему продаж значительно отстают от лидеров. Микроконтроллеру АVR предпочтение отдано как обладающему хорошо продуманной архитектурой и высоким быстродействием. Микросхемы АVR используют RISC-процессоры, которые в последнее время интенсивно внедряются в структуры микроконтроллеров. К тому же микроконтроллеры семейства 8051 многократно описаны в литературе, начиная с работ пятнадцатилетней давности, например, и кончая современными, например, Микроконтроллеры марки АVR подразделяются на три семейства, среди которых базовым является семейство Сlassiс. Ниже рассматривается представитель именно этого семейства, который для краткости называется просто микроконтроллером АVR.

Микроконтроллеры (далее  иногда просто контроллеры) АVR имеют RISC -архитектуру и изготовляются по усовершенствованной КМОП - технологии Контроллеры семейства АVR имеют следующие параметры:

• почти все команды выполняются за один машинный такт, что при тактовой частоте 1 МГц дает производительность в 1 МIРS;
• флэш-память программ емкостью 1—8 Кбайт имеет допустимое число репрограммирований 103;
• статическая память данных (SRАМ) имеет емкость до 512 байт;
• память данных типа ЕЕРRОМ с допустимым числом репрограммирований 105 имеет емкость 64—512 байт;
• многоуровневая система прерываний обслуживает от 3 до 16 источников запросов прерываний;
• имеется достаточно обширный набор периферийных устройств.

Базовая линия развития контроллеров АVR (линия Classic) насчитывает около двух десятков моделей. Далее рассматривается модель АVR 8515, обладающая повышенной функциональной полнотой и поддерживающая большую часть возможностей, характерных для всего семейства в целом.

 

2. Структура микроконтроллера

 

МК АVR — восьмиразрядный RISC-микроконтроллер с Гарвардской архитектурой и пониженным энергопотреблением. Набор команд, ограниченность которого свойственна RISC -архитектурам, в данном случае необычно широк (120 команд), однако при этом сохранено основное преимущество RISC -архитектур — повышенное быстродействие и сокращенное число операций обмена с памятью программ. Почти все команды размещаются в одной ячейке программной памяти и выполняются за один такт синхросигнала. Типичен режим с частотой синхронизации 1 МГц. Максимальная частота синхросигнала составляет 8 МГц. Доступ к памяти программ и памяти данных осуществляется через собственные шины этих модулей, поэтому можно не только сделать различными разрядности шин, но и реализовать параллелизм операций в процессах выполнения текущей команды и выборки и дешифрации следующей, т. е. ввести в работу МК элементы конвейеризации.

Многие блоки АVR по назначению аналогичны рассмотренным блокам микропроцессора и имеют те же самые обозначения. Программный счетчик РС содержит адрес подлежащей выполнению команды и адресует флэш-память программ. Считанная из флэш-памяти команда поступает в регистр команд IR, ее КОП (код операции) декодируется дешифратором команд для выработки сигналов управления блоками микроконтроллера соответственно заданной операции, а КАД (адресная часть) адресует данные в блоке регистров или в памяти данных SRAM. В памяти типа ЕЕРRОМ хранятся редко изменяемые данные (калибровочные константы и т. п.). Указатель стека SР используется для организации стека в некоторой области памяти SRАМ, глубина стека ограничивается только наличием свободной области в этой памяти. Регистры общего назначения (РОН) объединены в регистровый файл согласна рисунка 1.

 

Рисунок 1 - Структура микроконтроллера AVR

 

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) способно выполнять операции над содержимым любой пары регистров блока и направлять результат в любой регистр, т. е. все регистры РОН непосредственно доступны для АЛУ. Этим микроконтроллер АVR отличается как от рассмотренного выше микропроцессора, так и от микроконтроллеров других фирм, в которых рабочим регистром для АЛУ обычно служит только один регистр, (аккумулятор). Наличие у АЛУ многих рабочих регистров позволяет выполнять операции за один такт. Три регистровые пары (X, У, 2), получаемые объединением двух восьмиразрядных регистров в один 16-разрядный, используются для косвенной адресации. Регистр состояния по функциональному назначению аналогичен регистру флажков RF в структуре рассмотренного ранее микропроцессора, он содержит признаки результатов при выполнении некоторых команд (нуль, знак, перенос, половинный перенос и т. д).

Генератор синхросигналов имеет  внешние выводы для подключения  кварцевого или иного резонатора либо внешнего тактирующего сигнала. Кроме  основного синхрогенератора микроконтроллер  имеет и дополнительный встроенный RС-генератор с фиксированной частотой 1 МГц (при напряжении питания 5 В) для тактирования сторожевого таймера. Вход RESET (L-активный) служит для сброса микроконтроллера (приведения его в исходное состояние), а также перевода его в режим программирования при подаче на этот вход специального повышенного напряжения 12 В. Выход АLЕ имеет то же назначение, что и одноименный выход рассмотренного ранее микропроцессора и используется при подключении к микроконтроллеру внешнего ЗУ. В этом случае реализуется режим мультиплексируемой шины: старший полуадрес выводится в течение всего цикла через один восьмиразрядный порт, а младший — через второй восьмиразрядный порт загружается в начале цикла во внешний регистр-защелку, где сохраняется на все время цикла. После загрузки внешнего регистра - защелки этот же порт используется для передачи данных и сигналов управления.

Модуль прерываний служит для приема и обработки запросов прерывания основной программы, как внутренних, так и внешних. Предусмотрено наличие 10 внутренних и двух внешних запросов.

Блоки, относящиеся к центральному процессорному элементу, рассматривались при описании микропроцессора. Порты ввода/вывода, таймеры, интерфейс SPI, блоки UART рассмотрены в главе 6. Описания не рассмотренных ранее блоков (таких, например, как аналоговый компаратор) даются далее.

Структура одного из четырех  портов ввода/вывода МК АVR приведена на рис. Порт представляет собою набор из восьми линий. Каждая из восьми линий любого порта конфигурируется как входная или выходная индивидуально с помощью управляющего слова, загружаемого в регистр направления передачи. Каждый бит этого слова задает конфигурацию своей линии Выводимые или вводимые данные поступают в регистр данных. Входные и выходные сигналы проходят через буферные каскады (драйверы), согласна рисунка 2.

 

Рисунок 2 - Структура порта  ввода/вывода

микроконтроллера АУР

 

Последовательный периферийный интерфейс SPI применяется как для программирования микроконтроллера в последовательном режиме, так и для обмена данными с периферийными устройствами или между микроконтроллерами. Протокол обмена для SPI предусматривает работу МК в режиме либо ведущего (Master), либо ведомого (Slave). Скорости передачи задаются синхросигналами, получаемыми делением тактовой частоты МК, и имеют четыре программируемых значения: 1/4, 1/16, 1/64 и 1/128 от этой частоты.

Асинхронный последовательный интерфейс между микроконтроллером и внешними устройствами обеспечивается блоком UART. Этот блок преобразует параллельные данные от микроконтроллера в последовательные для внешнего устройства и наоборот, работает по асинхронному протоколу, предусматривающему обмен с квитированием для учета готовности блоков к пересылке очередного байта.

Аналоговый компаратор сравнивает напряжения, подаваемые на две специально выделенные линии порта В. Одно из этих напряжений сигнальное, другое опорное. Выходной сигнал компаратора имеет логический характер, показывает, какое из двух напряжений больше, доступен программе и поступает на блок прерываний. С помощью аналогового компаратора можно, например, измерять длительность входных импульсов, поскольку начало и конец импульса могут быть отмечены изменением состояния компаратора, а эти события могут служить источниками команды захвата для таймера, что позволит зафиксировать цифровые значения моментов начала и конца импульса. Можно возразить, что эта задача решается и самим таймером без аналогового компаратора, но это так только для импульсов, у которых уровни напряжения соответствуют уровням логических сигналов. При использовании аналогового компаратора таких ограничений нет и можно измерять длительности импульсов с произвольными значениями высокого и низкого уровней, установив величину опорного напряжения между этими уровнями.

 

3. Принцип работы таймера

 

Таймер-счетчик О(ТО) выполняет лишь простые операции формирования временных интервалов и подсчета числа внешних событий. Основной блок таймера — восьмиразрядный счетчик, на вход которого поступают тактирующие сигналы с выхода мультиплексора МUХ8->1. Мультиплексор в зависимости от адресующего кода С50С52 выбирает для подачи на вход счетчика один из восьми сигналов. Выбор "заземленного" входа мультиплексора отключает счетчик, внешний сигнал может быть подан на счетчик в двух вариантах — как прямой или как инвертированный, а тактовые сигналы процессора — непосредственно или через делитель частоты с коэффициентами деления 8, 16, 256, 1024,согласна рисунка 3.

 

Рисунок 3 - Структура таймера 0 микросхемы А\/Р

 

Получая входные сигналы, счетчик ведет их подсчет и  при переполнении (переходе от кода РРН к коду ООН) генерирует запрос на прерывание. Разрешение или запрещение прерываний от таймера регламентируются установкой или сбросом соответствующего бита в регистре масок прерываний. Таким образом, таймер ТО генерирует метки времени. Интервалы между этими метками зависят от выбора коэффициента деления делителя частоты. В режиме подсчета внешних событий содержимое счетчика инкрементируется от фронтов сигналов, выражающих факт наступления события. Счетчик доступен для записи и чтения в любое время.

Таймер 1 (Т1) тоже называется таймером-счетчиком, но он сложнее, чем таймер ТО, и способен выполнять и дополнительные функции. В его структуре повторяются схемы, входящие в состав таймера ТО, и присутствуют новые блоки, согласна рисунка 4.

Рисунок 4 - Структура таймера-счетчика Т1

 

В части схемы, подобной схеме  таймера ТО, отличие состоит лишь в разрядности счетчика (счетного регистра). В таймере Т1 он не восьмиразрядный, а 16-разрядный. Новыми являются блоки 16-разрядного регистра захвата, двух 16-разрядных компараторов и двух 16-разрядных регистров совпадения (А и В).

К новым функциям относятся  работа в режиме таймера событий  или генератора ШИМ - сигналов. В  первом из этих режимов используется регистр захвата, который в произвольный момент времени, задаваемый сигналом на внешнем входе или сигналом от аналогового компаратора, запоминает текущее состояние счетного регистра (захватывает его). При этом сигнал от внешнего входа защищен от действия помех специальными приемами подавления "дребезга контактов". Кроме того, компараторами фиксируется равенство содержимого счетного регистра и некоторых величин, заданных в регистрах совпадений, что может служить сигналом для определенных действий (сброса счетного регистра, изменения состояния какого-либо вывода МК).

Признаки состояний счетчика (переполнение, совпадение, захват) отображаются в регистре прерываний от таймера  соответствующими флажками, а разрешение или запрещение прерываний задается битами регистра маскирования прерываний. Счетный регистр в любое время доступен для записи и чтения.

В режиме генерации ШИМ  – сигнала (ШИМ - режиме) счетный  регистр работает как реверсивный  счетчик, а сама широтно-импульсная модуляция заключается в выработке  импульсных сигналов с программируемыми частотой и скважностью. В ШИМ - режиме содержимое счетчика изменяется от нулевого до некоторого максимального (ТОР - значения), затем направление счета изменяется и содержимое счетчика, уменьшаясь, возвращается к нулевому значению, после чего такой цикл вновь повторяется, согласна рисунка 5.

 

Рисунок 5 - К пояснению  процесса генерации

ШИМ - сигнала таймером Т1

 

Пренебрегая ступенчатым  характером изменения кода в счетчике, можно считать, что содержимое счетчика изменяется по пилообразному закону. Частота и амплитуда пилообразного сигнала зависят от входной частоты счетчика и его модуля и от ТОР - значения. Код в регистре совпадения может меняться в моменты достижения счетчиком ТОР - значения. Компаратор сравнивает содержимое счетчика с величиной модулирующего воздействия, отображаемого кодом в регистре совпадения, выделяя во времени интервалы по признаку "больше" или "меньше" для указанных кодов.

Сторожевой таймер предназначен для отслеживания ситуаций, в которых МК неправильно выполняет программу, что может быть следствием воздействия помех, особенно опасных при работе МК в окружении мощного силового оборудования. Сторожевой таймер, переполняясь, вызывает сброс МК, если таймер не будет сброшен в течение определенного промежутка времени. Сброс МК означает его перезапуск, после чего начинается новое выполнение программы. Таким образом, сторожевой таймер защищает работу системы от сбоев. Если программа выполняется правильно, она должна периодически сбрасывать сторожевой таймер через промежуток времени, меньший его периода. Для управления работой сторожевого таймера (его включения/выключения и задания периода переполнения, называемого тайм-аутом) используются биты соответствующего управляющего регистра, согласна рисунка 6.

 

Рисунок 6 - Структура сторожевого  таймера

 

Сторожевой таймер имеет  независимый генератор тактовых сигналов (в МК АVR частота независимого генератора при напряжении питания 5 В равна 1 МГц, а при напряжении питания 3 В это 350 кГц). Независимый генератор сохраняет рабочее состояние сторожевого таймера даже в режиме глубокого понижения мощности Роwer Down, так что этот таймер может быть использован для "пробуждения" микроконтроллера, т. е. вывода его из состояния Роwer Down. Сбросы таймера происходят под воздействием команды WDR, а импульсы сброса/запуска контроллера выбираются мультиплексором с одного из восьми выходов счетчика. Коэффициенты деления входной частоты счетчика для этих выходов различны, а периоды тайм-аута в зависимости от выбора того или иного выхода составляют 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024 или 2048 мс. Величина таймаута выбирается трехразрядным кодом WDP0 – WDP2, загруженным в регистр WDTCR. Включение сторожевого таймера производится установкой бита WDE в том же управляющем регистре.

 

2. Специальная часть

 

1. Принцип работы схемы

 

В основе схемы лежит микроконтроллер  фирмы Мicrochip Р1С12Р629 . Задача микроконтроллера обработка сигналов поступающих с кнопки управления SW1 и от инфракрасного датчика U2 и управление симистором.

Элементы R2, С2 и L1 необходимы для подавления помех, вырабатываемых устройством. Питание инфро - красного приёмника идет через RC-фильтр на элементах C6, R9. Резисторы R3 и R4, конденсаторы C1, C2 и C4, диод D2 и стабилитрон D1 составляют схему питания всего устройства. Пьезоизлучатель LS1 необходим для подачи звуковых сигналов.

Управление устройством  посредством ПДУ.

В основном состоянии устройство на управляющие сигналы ПДУ не реагирует, и вы можете им пользоваться для управления бытовой техникой.

Для начала работы с устройством, направьте на него ПДУ и нажмите  любую кнопку. Удерживайте ее в  нажатом состоянии примерно в течение 2,5 секунд (время задержки в 2,5 секунды можно позже изменить), по истечении которых устройство издаст короткий звуковой сигнал и освещение один раз мигнет, если свет включен. Теперь устройство готово к приему команд.

Теперь непосредственно  само управление:

Короткое нажатие на кнопку.

Быстро нажмите и отпустите  кнопку (время нажатия не более 0.5 секунды). Если освещение было включёно, то оно выключится; и на оборот, если освещение выключено - включится на полную яркость.

Непрерывное нажатие.

Нажмите кнопку и удерживайте  ее в нажатом положении. Произойдет плавное изменение яркости света  в сторону увеличения или уменьшения.

Для смены направления  изменения яркости отпустите  кнопку, а затем вновь нажмите  и удерживайте непрерывно. Как  только нужный уровень освещения достигнут, отпустите кнопку. Устройство запомнит этот уровень.

Двойное нажатие на кнопку.

Быстро нажмите кнопку, отпустите, опять быстро нажмите  и отпустите. Период времени между  нажатиями на кнопку должен быть больше 0.2 секунды и меньше 0.5 секунды.

После завершения управления, устройство готов к приёму команд в течение ещё 4 секунд с момента последнего нажатия на кнопку.

По истечению 4 секунд устройство произведет короткий звуковой сигнал и один раз мигнёт светом. После  этого можно использовать ПДУ  по его прямому назначению.

Управление устройством  с помощью местной кнопки.

Управление с помощью  местной кнопки аналогично управлению с помощью ПДУ, с одним лишь отличием, ненужно удерживать 2,5 секунды  для вхождения в режим.

Из-за наличия в микроконтроллере так называемой «холодной» памяти, настройки устройства сохраняются даже при исчезновении напряжения в сети.

Изменение времени задержки для перехода в режим управления устройство.

Изначально время задержки, в течение которого устройство нечувствительно к пульту дистанционного управления, составляет 2,5 секунды. Это значение можно изменить. Для этого нажмите кнопку на ПДУ и удерживайте ее в течение одной минуты. После этого устройство издаст короткий звук, это свидетельствует о том, что вы вошли в данный режим. Отпустите кнопку и следующим нажатием

установите желаемое время  задержки. Время задержки будет равна  длительности удержания кнопки и  ограничена 40 секундами.

Сборка.

При программировании микроконтроллера, необходимо запомнить калибровочную  константу, которая находится по адресу 3FF и имеет вид 34хх (например, 347F). Если калибровочная константа отсутствует в ячейке 3FF, то это приведет к неработоспособности устройства.

При распайке деталей обратите внимание, чтобы элементы находились на своих местах; диод, стабилитрон, транзистор, тиристор и электролитические конденсаторы припаяйте, строго соблюдая полярность. Не впаивайте сам микроконтроллер в плату, а установите так называемую панельку под нее. Тем самым вы избежите порчи микроконтроллера.

О деталях.

Резисторы любые: R4 - 2 Вт; R2 - 1 Вт; R3 - 0,5 Вт., остальные резисторы - 0,125 Вт. Конденсаторы С3, С4 - высоковольтные на напряжение не менее 400 Вольт. Инфракрасный датчик U2 - TSOP1130, TSOP1138. Дроссель L1 может быть любой рассчитанный на ток 2. Его можно изготовить и самостоятельно. Для этого необходим медный изолированный провод диаметром от 0,5 до 1мм., который наматывают на стержне диаметром 1см. до достижения длины дросселя, необходимой для впаивания в печатную плату. Регулятор можно установить вместо обычного выключателя.

 

2. Основные понятия надежности

 

Вычислительные системы  – это совокупность вычислительных средств, включающих в себя не менее двух вычислительных машин или процессов, предназначенных для обработки цифровой информации с заданным алгоритмом.

Качеством называется совокупность свойств определяющих пригодность использования системы по назначению.

Оценка качества содержит два момента:

1. Нельзя устанавливать единый обобщенный показатель качества;
2. Отсутствие методики установления требований показатель качеств на все случаи жизни.

Основными понятиями, связанными с  надежностью являются:

a) Исправность – состояние изделия, при котором оно в данный момент времени соответствует всем требованиям, установленным как в отношении основных параметров, характеризующих нормальное выполнение заданных функций, так и в отношении второстепенных параметров, характеризующих удобства эксплуатации, внешний вид и т. п.;

б) Неисправность – состояние изделия, при котором оно в данный момент времени не соответствует хотя бы одному из требований, характеризующих нормальное выполнение заданных функций;

в) Работоспособность – состояние изделия , при котором, при котором оно в данный момент времени соответствует всем требованиям, установленным в отношении основных параметров, характеризующих нормальное выполнение заданных функций;

г) Отказ – событие, заключающееся в полной или частичной утрате изделием его работоспособностям;

д) Полный отказ – отказ, до устранения которого использование изделия по назначению становится невозможным.

е) Частичный отказ – отказ до устранения которого остается возможность частичного использования изделия;

ж) Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого интервала времени;

з) Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность (с возможными перерывами для технического обслуживания и ремонта) до разрушения или другого предельного состояния. Предельное состояние может устанавливаться по изменениям параметров, по условиям безопасности и т. п.;

и) Ремонтопригодность – свойство изделия, выражающееся в его приспособленности к проведению операций технического обслуживания и ремонта, т. е. к предупреждению, обнаружению и устранению неисправностей и отказов;

к) Сохраняемость – свойство изделия сохранять исправность и надежность в определенных условиях и транспортировки;

л) Восстанавливаемость – свойство изделия восстанавливать начальные значения параметров в результате устранения отказов и неисправностей, а также восстанавливать технический ресурс в результате проведения ремонтов;

м) Надежность (в широком смысле) – свойство изделия, обусловленное безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью самого изделия и его частей и обеспечивающее сохранение эксплуатационных показателей изделия в заданных условиях.

Показатели  надежности являются:

1. Безопасность работы

(1)

 

б) Среднее время безотказной работы

(2)

 

в) Средняя наработка на отказ

(3)

 

г) Частота отказа

(4)

 

3. Расчетная часть

 

1. Расчет биполярных транзисторов

 

Токи проводящего транзистора VT1 определяются уравнениями

 

(5)

 

I_б=(5-0,7)/(1*10³)=0.0043 (A)

 

Рисунок 7 - Транзисторный переключатель

 

(6)

 

I_k=10/200=0,05 (А)

 

"Ускоряющий" конденсатор  С1 применяется для обеспечения более быстрого переключения транзистора УТ1. Его основная функция заключается в пропускании обратного тока после запирания транзистора для удаления накопленного этим транзистором заряда Qт.

Скорость переключения увеличивается, если транзистор введен в насыщение  менее глубоко, однако, чтобы обеспечить ситуацию, при которой транзистор всегда насыщен при наихудших условиях, т.е. при относительно низком напряжении насыщения на коллекторе, необходимо, чтобы уровни сигналов были близки к тем, которые указаны в технических характеристиках транзистора.