Курсовая работа: Разработка конструкции электронного модуля первого уровня. Устройство управления светом на микросхеме K561ЛА7

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

Институт №12 «Аэрокосмические наукоемкие технологии и производства»

Кафедра «Радиоэлектроника, телекоммуникации и нанотехнологии»

Курсовая работа

по дисциплине: «Основы конструирования электронных средств»

на тему «Разработка конструкции электронного модуля первого уровня. Устройство управления светом на микросхеме K561ЛА7»

Выполнил: Цой А.В.

Группа: Т12О-406Б-19

Проверил:

ст. преподаватель

Дителева А.О.

Москва 2022

Содержание

Введение

Выбор электронной компонентной базы

Назначение базовых параметров

Проектирование и расчёт элементов печатного рисунка

Выбор способа установки электрических компонентов на ПП

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Человек всегда стремится облегчить свою жизнь, для этого он создаёт различные устройства, которые, могут работать автоматически, без участия человека. Как раз одним из таких стало устройство управления светом.

Принцип работы и конструкция устройства управления светом следующая.

В наличии входной двери с внешней стороны нужно установить три-четыре сверхярких белых светодиода. Они будут освещать вашу дверь и прилегающую территорию. Но нужно чтобы они горели не всегда, а только когда вы пытаетесь найти замок, ключи и прочее. Значит, включать их нужно кнопкой. И расположить эту кнопку так, чтобы вы всегда, даже наощупь могли её найти. Нажимаете эту кнопку, и светодиодная подсветка двери включается на 30-60 секунд (этого времени достаточно для того, чтобы найти ключи, замочную скважину и открыть дверь).

Следующий этап, - вход в квартиру. На дверной коробке нужно расположить герконовый датчик, который будет реагировать на открывание двери. Открываете дверь, и в прихожей включается свет, но не на полную яркость, а так, в 60-70% накала.

Вернёмся к схеме. Два одновибратора на элементах микросхемы К561ЛА7. S1 - это кнопка, которая расположена на внешней стороне двери. Когда её нажимаем, одновибратор формирует импульс. Длительность импульса зависит от параметров RC цепи C1-R2. При таких параметрах получается немного меньше минуты. Импульс снимается с выхода D1.1 и подается на базу высоковольтного транзистора VT1. Его коллекторная цепь подключена на выход выпрямителя на VD2, где пульсирующее напряжение около 170V. Сверхяркие белые светодиоды HL1-HL4 питаются этим напряжением через ограничивающий резистор R4. После нажатия кнопки S1 они горят чуть меньше минуты.

SG1 - герконовый датчик положения двери. Пока дверь закрыта, его контакты замкнуты. При открывании двери контакты SG1 размыкаются и одновибратор D1.3-D1.4 формирует импульс, длительность которого зависит от параметров цепи C3-R7. Импульс поступает на затвор полевого ключа VT2 через резистор R8, ограничивающий ток заряда емкости затвора VT2. Транзистор управляет лампой H1, на которую ток поступает через диод VD3. Диод необходим для полного выключения лампы, и потому что VT2 работает на положительных полуволнах напряжения электросети. К тому же, диод VD3 снижает действующее значение напряжения на лампе, понижая её яркость.

Выключатель S2 - стандартный выключатель, установленный в прихожей. Им можно включать лампу независимо от этой схемы. При этом она включается на полный накал.

Кнопка S1 - любого типа, замыкающая. Герконовый датчик SG1 - самодельный, на основе геркона КЭМ-4 и магнита от магнитного замка для кухонного шкафчика. Можно вместо самодельного герконового датчика поставить стандартный, как для охранных систем. Или установить концевой выключатель - кнопку, которая будет нажата закрытой дверью. Нажатое состояние должно быть замкнутым.

Светодиоды HL1-HL4 - это любые сверхяркие или суперяркие светодиоды белого цвета. У меня были светодиоды неизвестной марки, продавались под ярлыком “сверхяркие, белого холодного света”. Падение на каждом около 3,5V. Здесь они питаются от сети через выпрямитель VD2 и ограничительный резистор R4, ограничивающий на них ток до 10 mA. При таком токе они светят достаточно ярко, и в темноте неплохо освещают не только дверь и замочную скважину, но и лестничную клетку и часть лестничного марша (во всяком случае, ступеньки видно хорошо).

Высоковольтные транзисторы КТ940А широко применялись в отечественных полупроводниковых телевизорах, поэтому в продаже бывают часто. Если нету, можно заменить на КТ604.

Стабилитрон КС510А можно заменить на Д814Б, Д814В, Д814Г, Д814Д, КС512, или импортным на 10-13V и мощность не ниже 0,5W.

Полевой ключевой транзистор IRF840 вполне доступен, но его можно заменить на КП707В2. При мощности лампы не более 200W ему радиатор не требуется. Реально, учитывая что это светильник в прихожей, то мощность вряд ли будет больше 60W.

Время, в течение которого светодиоды остаются включенными, после нажатия S1, можно изменить подбором величин деталей C1 и R2. Время, в течение которого горит лампа можно изменить подбором величин деталей C3 и R7.

Рисунок 1. Устройство управления светом на микросхеме K561KF7

электронный управление свет компоненты печатная плата

Выбор электронной компонентной базы

Конденсаторы

В качестве конденсатора С1 был выбран ECAP SMD, 470 мкФ, 25 В. Габаритные размеры представлены на рисунке 2. Технические параметры изложены в таблице 1.

Рисунок 2. Габаритные размеры ECAP SMD, 470 мкФ, 25 В

Рисунок 3. ECAP SMD, 470 мкФ, 25 В

Таблица 1.

Технические параметры конденсатора ECAP SMD, 470 мкФ, 25 В

В качестве конденсатора С2 и С3 был выбран ECAP SMD, 10 мкФ, 50В. Габаритные размеры представлены на рисунке 4. Технические параметры изложены в таблице 2.

Рисунок 4. Габаритные размеры ECAP SMD, 10 мкФ, 50В

Рисунок 5. ECAP SMD, 10 мкФ, 50В

Таблица 2.

Технические параметры конденсатора ECAP SMD, 10 мкФ, 50В

Микросхемы

В качестве микросхемы D1 была выбрана К561ЛА7. Габаритные размеры представлены на рисунке 6. Технические параметры изложены в таблице 3.

Рисунок 6. Габаритные размеры микросхемы К561ЛА7.

Рисунок 7. Микросхема К561ЛА7.

Таблица 3. Технические параметры микросхемы К561ЛА7.

Лампа

В качестве лампы H1 была выбрана LksmHWLED40WE2745. Габаритные размеры представлены на рисунке 8. Технические параметры изложены в таблице 4.

Рисунок 8. Габаритные размеры лампы LksmHWLED40WE2745.

Рисунок 9. Лампа LksmHWLED40WE2745.

Таблица 4. Технические параметры лампы LksmHWLED40WE2745.

Светодиоды

В качестве светодиодов HL1-HL4 был выбран TDS-P001L4U15 . Габаритные размеры представлены на рисунке 10. Технические параметры изложены в таблице 5.

Рисунок 10. Габаритные размеры светодиода TDS-P001L4U15

Рисунок 11. Светодиода TDS-P001L4U15

Таблица 5. Технические параметры светодиода TDS-P001L4U15

Резисторы

Рисунок 12. Габаритные размеры резистора 0.125Вт 0805 47 кОм, 1%

В качестве резистора R1, R6 был выбран 0.125Вт 0805 47 кОм, 1%. Габаритные размеры представлены на рисунке 12. Технические параметры изложены в таблице 6.

Рисунок 13. Резистор 0.125Вт 0805 47 кОм, 1%

Таблица 6. Технические параметры резистора 0.125Вт 0805 47 кОм, 1%

В качестве резистора R2 был выбран MO-200 (С2-23) 2 Вт, 82 кОм, 5%. Габаритные размеры представлены на рисунке 14. Технические параметры изложены в таблице 7.

Рисунок 14. Габаритные размеры резистора MO-200 (С2-23) 2 Вт, 82 кОм, 5%

Рисунок 15. Резистор MO-200 (С2-23) 2 Вт, 82 кОм, 5%

Таблица 7.

Технические параметры резистора MO-200 (С2-23) 2 Вт, 82 кОм, 5%

В качестве резистора R3, R7 был выбран 0.125Вт 0805 10 кОм, 1%. Габаритные размеры представлены на рисунке 16. Технические параметры изложены в таблице 8.

Рисунок 16. Габаритные размеры резистора 0.125Вт 0805 10 кОм, 1%

Рисунок 17. Резистор 0.125Вт 0805 10 кОм, 1%

Таблица 8. Технические параметры резистора 0.125Вт 0805 10 кОм, 1%

В качестве резистора R4, R8 был выбран 0.125Вт 0805 470 кОм, 1%. Габаритные размеры представлены на рисунке 18. Технические параметры изложены в таблице 9.

Рисунок 18. Габаритные размеры резистора 0.125Вт 0805 470 кОм, 1%

Рисунок 19. Резистор 0.125Вт 0805 470 кОм, 1%

Таблица 9. Технические параметры резистора 0.125Вт 0805 470 кОм, 1%

В качестве резистора R5 был выбран MO-200 (С2-23) 2 Вт, 18 кОм, 5%. Габаритные размеры представлены на рисунке 20. Технические параметры изложены в таблице 10.

Рисунок 20. Габаритные размеры резистора MO-200 (С2-23) 2 Вт, 18 кОм, 5%

Рисунок 21. Резистор MO-200 (С2-23) 2 Вт, 18 кОм, 5%

Таблица 10.

Технические параметры резистора MO-200 (С2-23) 2 Вт, 18 кОм, 5%

Переключатели

В качестве переключателя S1 была выбрана кнопка тактовая 1437566-3 (FSMSM). Габаритные размеры представлены на рисунке 20. Технические параметры изложены в таблице 10.

Рисунок 20. Габаритные размеры тактовой кнопки 1437566-3 (FSMSM)

Рисунок 21. Кнопка тактовая 1437566-3 (FSMSM)

Таблица 10.

Технические параметры тактовой кнопки 1437566-3 (FSMSM)

В качестве переключателя S2 был выбран переключатель Panasonic Arkedia. Габаритные размеры представлены на рисунке 20. Технические параметры изложены в таблице 10.

Рисунок 21. Переключатель Panasonic Arkedia

Таблица 10. Технические параметры переключателя Panasonic Arkedia