Электронный смеситель воды для жилых помещений

Заказать уникальную дипломную работу
Тип работы: Дипломная работа
Предмет: Электроника
  • 5555 страниц
  • 30 + 30 источников
  • Добавлена 03.07.2018
3 000 руб.
  • Содержание
  • Часть работы
  • Список литературы
  • Вопросы/Ответы
СОДЕРЖАНИЕ
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 3
ИНДИВИДУАЛЬНО РАЗРАБОТАННЫЕ ЧАСТИ ПРОЕКТА 4
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАБОТЕ СОКРАЩЕНИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 7
1.1 Основные характеристики системы водоснабжения жилых помещений 7
1.2 Принцип действия и особенности конструкции современных механических смесителей воды для жилых помещений 7
1.3 Определение зависимостей, определяющих результирующую температуру воды после смешения потоков 11
Выводы по разделу 13
2 ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ 14
2.1 Разработка структурной схемы электронного смесителя воды для жилых помещений 14
2.2 Разработка функциональной схемы электронного смесителя воды для жилых помещений 15
2.3 Разработка принципиальной электрической схемы электронного смесителя воды для жилых помещений 16
2.4 Разработка управляющих алгоритмов работы устройства смешения воды для жилых помещений 31
2.4.1 Общая схема работа микроконтроллера 31
2.4.2 Алгоритм работы голосового управления 36
2.5 Разработка печатной платы 43
Выводы по разделу 47
3 РАЗДЕЛ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ 49
3.1 Характеристика производственного объекта 49
3.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов 49
Выводы по разделу 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 54
Фрагмент для ознакомления

Расчёт интенсивности отказов ПП с металлизированными отверстиямиλ0 – значение базовой интенсивности отказа плат в зависимости от технологии изготовления, для печатного монтажа: КЭ – коэффициент эксплуатации (ГОСТ Р.В. 20.36.304-98)КЭ = 1КС – коэффициент сложности в зависимости от числа слоёв, для ДПП:КС = 1N1 – количество соединений, пропаянных групповыми методами (все выводы МС).N2 – количество соединений, пропаянных вручную (выводы разъёмов),.Расчёт интенсивности отказов соединенийn – количество видов соединений (пайка волной и ручная пайка)КЭ – коэффициент эксплуатации (ГОСТ Р.В. 20.36.304-98)КЭ = 1Ni – кол-во соединений i-го видаN1 = 28N2 = 5 – базовая интенсивность отказов iго вида соединения(пайка волной)(ручная пайка без накрутки)Расчёт интенсивности отказов электрического соединителя (разъёмы)λ0 – базовая интенсивность отказов соединителя в зависимости от технологии изготовленияКТ – коэффициент температурыTc – температура среды (30 оС)∆t – среднее превышение температуры разъема относительно окружающей средыI – ток, протекающий через контакты (максимальный ток через разъём)А – коэффициент, зависящий от количества задействованных выводов (А(5) = 0,07)ККМ – коэффициент, зависящий от количества сочленений/расчленений за 1000 часов (для количества сочленений/расчленений в интервале 5–50 ККМ = 3)КУК – коэффициент уровня качестваКУК = 2КЭ – коэффициент эксплуатацииКЭ = 1.Расчёт интенсивности отказов микросхемλ0 – эксплуатационная интенсивность отказов кристалловКТ – коэффициент температурного влиянияEa – энергия активацииEa = 0,35 эВNТ – эмпирический коэффициентNТ = 298ТJ – перегрев телаТJ = 40оСКСЛ – коэффициент сложности кристаллаSК – площадь кристаллаSК = 0,64 см2XS – топологическое разрешение XS = 0,25 мкмλК – интенсивность отказов корпусаNв – количество выводовNв = 28КЭ – коэффициент, учитывающий режим эксплуатации (ГОСТ Р.В. 20.36.304-98)КЭ = 0,5КУК – коэффициент, учитывающий уровень качества (класс В1)КУК = 2КК – коэффициент влияния корпуса (DIP не герметичный)КК = 1,3Расчёт интенсивности отказов ФЯРасчёт наработки до отказа модуля.Рассчитанной значение наработки до отказа удовлетворяет предъявленным требованиям.Рис.2.21. Печатная плата.Выводы по разделуВ главе разработан электронный смеситель : структурная, функциональная, электрическая принципиальная схемы и печатная плата. В проекте также проведен расчет элементов принципиальной схемы, рассчитана надежность принципиальной схемы. Отличительными чертами, разработанной системы являются: возможность удаленного контроля и настройки, универсальность, низкая, в сравнение с другими системами стоимость. Разработанное устройство полностью удовлетворяет всем требованиям технического задания. 3 Раздел по охране труда и технике безопасности3.1 Характеристика производственного объектаВ данной работе будут рассматриваться рабочие места сотрудников организации различных специальностей.Кабинет руководителя: длинна 5 метров, ширина 8 метров, высота 3 метра. Помещение имеет один вход и два оконных проема.Конструкторский отдел: длинна 8 метров, ширина 6 метров, высота 3 метра. Помещение имеет один вход и один оконный проем.Бухгалтерия: длинна 4 метров, ширина 8 метров, высота 3 метра. Помещение имеет один вход и два оконных проема.Серверная: длинна 3 метра, ширина 4 метра, высота 3 метра. Помещение имеет один вход.В помещениях установлены системы кондиционирования воздуха и отопления. В дальнейшем отдельные характеристики рабочего места будут рассмотрены более подробно.Вентиляция в помещении общеобменная, естественная.Освещение в помещениях как естественное (через окно), так и искусственное обеспечивающееся четырьмя лампами дневного освещения. Так же на рабочих местах присутствует местное освещение, выполненное в виде настольных ламп. Рабочие места оснащены:Автоматизированное рабочее место: ПЭВМ, жидкокристаллическим монитором клавиатурой, мышью, сетевым фильтром. Напряжение питания оборудования - 220В;настольной лампой;канцелярскими приборами.столомшкафчиками для бумагСтруктурный состав организации.3.2 Анализ опасных и вредных производственных факторовПроизводственный фактор, воздействие которого на работающего человека в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья называется опасным производственным фактором. Производственный фактор, который приводит к заболеванию или снижению трудоспособности, называют вредным. В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный производственный фактор может стать опасным. Опасные и вредные производственные факторы согласно ГОСТ 12.0.003-76 (1999) подразделяются на четыре группы: физические, химические, биологические и психофизические.Перечень заявленных опасных и вредных производственных факторов:Физические:Повышенный уровень шума рабочей зоны.Пониженная освещенность рабочей зоныПовышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;Повышенная или пониженная влажность воздуха рабочей зоны;Повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;Психофизиологические:Нервно-психические перегрузки (умственное перенапряжение, монотонность труда, эмоциональные перегрузки, нерациональная организация рабочего места).Проведем анализ факторов, влияющих на безопасность при работе на автоматизированном рабочем месте по следующему плану:описание фактора, источники его возникновения;ситуации, при которых возможно воздействие фактора в конкретных условиях ранее определённых места и времени;характер воздействия фактора на выделенном рабочем месте.Источники опасных и вредных производственных факторов, причина их возникновения и воздействие на организм работника:Фактор: Повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;Источник: условия вентиляции, кондиционирования, отопления;Ситуация: отсутствие вентиляции в производственном помещении, выведенная из строя система кондиционирования и отсутствие вентиляции в производственном помещении, отсутствие системы кондиционирования и вентиляции в производственном помещении, отсутствие вентиляции и недостаточность эффективности системы кондиционирования для производственного помещения;Воздействие: изменение частоты пульса, артериального давления, состава крови (повышение вязкости, содержания гемоглобина и эритроцитов), напряжения нервной системы, затруднение терморегуляции;Фактор: Повышенный уровень шума на рабочем месте;Источник: оборудование автоматизированное рабочего места;Ситуация: много функционирующего оборудования установлено в производственном помещении.Воздействие: функциональные нарушения со стороны ряда систем и органов человека: центральной нервной системы, сердечнососудистой системы, органов слуха, органов пищеварения, вестибулярного аппарата, органов зрения, мышечной системы, обменных процессов;Фактор: Пониженная освещенность рабочей зоны;Источник: устройства освещения;Ситуация: наличие в производственном помещении малого количества окон, или их полное отсутствие;Воздействие: снижение производительности труда, ослабление внимания, возникновение напряжения глаз, снижение темпа работы;Фактор: Повышенная или пониженная влажность воздуха рабочей зоны;Источник: люди, система отопления и система кондиционирования, а так же состояние внешней окружающей среды;Ситуация: повышенная или пониженная влажность воздуха может возникнуть из-за неправильной работы кондиционера, или изменения климатических условий;Воздействие: дискомфорт, повышенная потливость(при повышенной влажности), сухость кожи и слизистой (при пониженной влажности);Фактор: Повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;Источник: составные части автоматизированное рабочего места: ПЭВМ, жидкокристаллический монитор, розетка, настольная лампа.Ситуация: неправильная работы системы защитного заземления, неисправность электрического оборудования, несоблюдение правил технической безопасности;Воздействие: прохождение тока через организм человека;Фактор: Нервно-психические перегрузкиИсточник: объём работы, шум, настроение, умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов слуха и зренияСитуация: недостаток пространства на рабочем месте, повышенная температура воздуха рабочей зоны в результате отсутствия вентиляции и недостаточной эффективности системы кондиционирования для производственного помещения, повышенный уровень шума на рабочем месте в результате наличия большого количества функционирующего оборудования, установленного в производственном помещении, повышенный уровень шума в результате наличия и использования на каждом рабочем месте в производственном помещении акустической звуковой системы, отсутствие или недостаток естественного света в результате наличия в производственном помещении малого количества окон, или их полного отсутствия, а также в результате неграмотно построенной системы искусственного освещенияВоздействие: стресс, переутомление, нервное истощение, полнейший срыв деятельности, аффективные реакции, психогенииВыводы по разделуКомфортные и безопасные условия труда позволяют сохранить сотрудникам организации хорошую работоспособность в течение всего рабочего дня, повысить производительность труда, что в свою очередь способствует ускорению рабочих процессов и выполнению обязанностей.В данном разделе был произведен анализ рабочих мест сотрудников организации находящихся в офисном помещении. Были вычислены показатели безопасности опасных и вредных факторов и показатель безопасности рабочего места, по результатам которых рабочее место признано безопасным. Описаны методы предупреждения и защиты от опасных и вредных факторов. ЗаключениеВ дипломном проекте разработан электронный смеситель : структурная, функциональная, электрическая принципиальная схемы и печатная плата. В проекте также проведен расчет элементов принципиальной схемы, рассчитана надежность принципиальной схемы. Отличительными чертами, разработанной системы являются: возможность удаленного контроля и настройки, универсальность, низкая, в сравнение с другими системами стоимость. Разработанное устройство полностью удовлетворяет всем требованиям технического задания. В разделе экономики определены затраты при разработке системы и при её использовании, а также рассчитаны показатели экономического эффекта.Список литературыСмесители и краны водоразборные. Типы и основные размеры. ГОСТ 25809-96. Внутренний водопровод и канализация зданий. СНиП 2.04.01-85. Аналоговые интерфейсы микроконтроллеров. Стюарт Болл Р. Изд.: Додэка XXI, 2007 г. – 362 с. Микроконтроллеры AVR: от азов программирования до создания практических устройств. А. Белов. Изд.: Наука и техника, 2017 г. – 544 стр. Серия: 1000 и одна микроконтроллерная схема. Сергей Рюмик. Изд.: Додэка XXI, 2012 – 2016 г.Кестер У. Аналогово-цифровое преобразование: Под ред. У. Кестера М.: Техносфера, 2008. 1016 с.; ил.Интегральные микросхемы: Микросхемы для аналогово-цифрового преобразования и средств мультимедиа. Выпуск 1 – М. ДОДЭКА, 1996 г., 384 с.Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналогово-цифровых электронных устройств.– М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2005.–528 с.ATMEL 8-разрядный AVR-микроконтроллер ATmega 48. datasheet.–atmel, june 2005.– режим доступа: http://atmel.ru.Sentron CSA-1V Current Sensor. datasheet.–sentron, april 2005.– режимдоступа: http://www.sentron.ch.MAX 13410E. RS-485 Transceiver. datasheet.– maxim, october 2008.ATMEL 8-разрядный AVR-микроконтроллерATmega 164. datasheet.–atmel, june 2005.– режимдоступа: http://atmel.ru.LM318. 1.2V to 37V voltage regulator. datasheet.–stmicroelectronics, 1998.TLP521. TOSHIBA Photocoupler.–datasheet.–toshiba, september 2002.Никитинский В.З. Маломощные силовые трансформаторы.–М.: «Энергия», 1968.–47 с.Цифровые интегральные микросхемы: Справочник / П. П. Мальцев и др. – М.: Радио и связь, 1994. –240 с.Быстродействующие интегральные микросхемы ЦАП и АЦП и измерение их параметров/А.-Й. К Марцинкявичюс, Э.-А. К. Багданскис, Р.Л.Пошюнас и др.; Под.ред. А.-Й. К Марцинкявичюса, Э.-А. К. Багданскиса.– М.: Радио и связь, 1988.-224 с.; ил.Интегральные микросхемы: Микросхемы для линейных источников питания и их применение. Издание второе, исправленное и дополненное – М. ДОДЭКА, 1998 г., 400 с.Типовые нормы времени на разработку конструкторской документации. – 2-е издание., доп. – М.: Экономика, 1991.– 44 с.Мазель Б. Трансформаторы электропитания.– М.: Энергоиздат, 1982.– 78 с. Хемминг Р. В. Цифровые фильтры. –М.: Недра, 1988. – 221 с.Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. –М.: Мир, 1978. –847 с.Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. –М.: Высшая школа, 1988. – 448 с.Оздоровление воздушной среды Сост. А.И Насейкин.. Метод. Указания. Омск: ОмГТУ, 2000.–43 с.Безопасность жизнедеятельности: Методические указания к самостоятельным работам / Сердюк В.С., Игнатович И.А., Кирьянова Е.Н., Стишенко Л.Г. – Омск: ОмГТУ, 2008.Титце, У. Полупроводниковая схемотехника [Текст]: Справочное руководство: [пер. с нем.] / У. Титце, К. Шенк; перевод снем.А.Г. Алексеенко. - М.: Мир, 1982. - 512 с.: ил. - Перевод изд.: Halbleiber - Shaltugstechnik/ U. Tietze, Ch. Shenk. Springer - VerlagBerlin - HeidelbergNewYork, 1980.В.Н. Суворов «О кепстральном анализе в популярной форме», 2006 URL: http://robotics.bstu.by/mwiki/images/c/ca/PopularCepstral.pdf.Л.Г. Комарцова, А.В. Максимов, Нейрокомпьютеры, М., Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004, 399 с.Распознавание речи. Часть 1. Классификация систем распознавания речи URL: http://habrahabr.ru/blogs/artificial_intelligence/64572/ (дата обращения 29.02.12).Распознавание речи. Часть 2. Типичная структура системы распознавания речи URL: http://habrahabr.ru/blogs/artificial_intelligence/64594/.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Смесители и краны водоразборные. Типы и основные размеры. ГОСТ 25809-96.
2 Внутренний водопровод и канализация зданий. СНиП 2.04.01-85.
3 Аналоговые интерфейсы микроконтроллеров. Стюарт Болл Р. Изд.: Додэка XXI, 2007 г. – 362 с.
4 Микроконтроллеры AVR: от азов программирования до создания практических устройств. А. Белов. Изд.: Наука и техника, 2017 г. – 544 стр.
5 Серия: 1000 и одна микроконтроллерная схема. Сергей Рюмик. Изд.: Додэка XXI, 2012 – 2016 г.
6 Кестер У. Аналогово-цифровое преобразование: Под ред. У. Кестера М.: Техносфера, 2008. 1016 с.; ил.
7 Интегральные микросхемы: Микросхемы для аналогово-цифрового преобразования и средств мультимедиа. Выпуск 1 – М. ДОДЭКА, 1996 г., 384 с.
8 Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналогово-цифровых электронных устройств.– М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2005.–528 с.
9 ATMEL 8-разрядный AVR-микроконтроллер ATmega 48. datasheet.–atmel, june 2005.– режим доступа: http://atmel.ru.
10 Sentron CSA-1V Current Sensor. datasheet.–sentron, april 2005.– режимдоступа: http://www.sentron.ch.
11 MAX 13410E. RS-485 Transceiver. datasheet.– maxim, october 2008.
12 ATMEL 8-разрядный AVR-микроконтроллерATmega 164. datasheet.–atmel, june 2005.– режимдоступа: http://atmel.ru.
13 LM318. 1.2V to 37V voltage regulator. datasheet.–stmicroelectronics, 1998.
14 TLP521. TOSHIBA Photocoupler.–datasheet.–toshiba, september 2002.
15 Никитинский В.З. Маломощные силовые трансформаторы.–М.: «Энергия», 1968.–47 с.
16 Цифровые интегральные микросхемы: Справочник / П. П. Мальцев и др. – М.: Радио и связь, 1994. –240 с.
17 Быстродействующие интегральные микросхемы ЦАП и АЦП и измерение их параметров/А.-Й. К Марцинкявичюс, Э.-А. К. Багданскис, Р.Л.Пошюнас и др.; Под.ред. А.-Й. К Марцинкявичюса, Э.-А. К. Багданскиса.– М.: Радио и связь, 1988.-224 с.; ил.
18 Интегральные микросхемы: Микросхемы для линейных источников питания и их применение. Издание второе, исправленное и дополненное – М. ДОДЭКА, 1998 г., 400 с.
19 Типовые нормы времени на разработку конструкторской документации. – 2-е издание., доп. – М.: Экономика, 1991.– 44 с.
20 Мазель Б. Трансформаторы электропитания.– М.: Энергоиздат, 1982.– 78 с.
21 Хемминг Р. В. Цифровые фильтры. –М.: Недра, 1988. – 221 с.
22 Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. –М.: Мир, 1978. –847 с.
23 Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. –М.: Высшая школа, 1988. – 448 с.
24 Оздоровление воздушной среды Сост. А.И Насейкин.. Метод. Указания. Омск: ОмГТУ, 2000.–43 с.
25 Безопасность жизнедеятельности: Методические указания к самостоятельным работам / Сердюк В.С., Игнатович И.А., Кирьянова Е.Н., Стишенко Л.Г. – Омск: ОмГТУ, 2008.
26 Титце, У. Полупроводниковая схемотехника [Текст]: Справочное руководство: [пер. с нем.] / У. Титце, К. Шенк; перевод снем.А.Г. Алексеенко. - М.: Мир, 1982. - 512 с.: ил. - Перевод изд.: Halbleiber - Shaltugstechnik/ U. Tietze, Ch. Shenk. Springer - VerlagBerlin - HeidelbergNewYork, 1980.
27 В.Н. Суворов «О кепстральном анализе в популярной форме», 2006 URL: http://robotics.bstu.by/mwiki/images/c/ca/PopularCepstral.pdf.
28 Л.Г. Комарцова, А.В. Максимов, Нейрокомпьютеры, М., Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004, 399 с.
29 Распознавание речи. Часть 1. Классификация систем распознавания речи URL: http://habrahabr.ru/blogs/artificial_intelligence/64572/ (дата обращения 29.02.12).
30 Распознавание речи. Часть 2. Типичная структура системы распознавания речи URL: http://habrahabr.ru/blogs/artificial_intelligence/64594/.

Вопрос-ответ:

Какие основные характеристики у данного электронного смесителя воды?

Основные характеристики данного электронного смесителя воды для жилых помещений включают в себя возможность регулировки температуры и потока воды, сенсорное управление, автоматическое отключение, функцию сохранения настроек и энергосбережение.

Каким принципом действует данный электронный смеситель воды для жилых помещений и в чем особенности его конструкции?

Данный электронный смеситель воды для жилых помещений работает на основе сенсорного управления. Он оснащен сенсорами, которые реагируют на движение рук пользователя. Особенностью его конструкции является наличие электронных компонентов и сенсоров, что обеспечивает удобное и гигиеничное использование.

Как зависит результирующая температура воды после смешения потоков в данном электронном смесителе воды для жилых помещений?

Результирующая температура воды после смешения потоков в данном электронном смесителе воды зависит от определенных зависимостей. Она может быть регулируемой и зависеть от установленных пользователем параметров, таких как давление воды и желаемая температура.

Какие выводы можно сделать по аналитической части данного проекта?

По аналитической части данного проекта можно сделать вывод, что основные характеристики системы водоснабжения жилых помещений и принцип действия современных механических смесителей воды для жилых помещений важны для обеспечения комфортного и гигиеничного использования данного устройства.

Какие части проекта были разработаны индивидуально?

Для данного проекта были индивидуально разработаны части, которые относятся к техническому заданию и использованию сокращений. Это позволяет учитывать особенности данного проекта и обеспечивать понимание его основных характеристик и требований.

Как работает электронный смеситель воды для жилых помещений и какие у него особенности конструкции?

Электронный смеситель воды для жилых помещений работает по принципу автоматического смешивания горячей и холодной воды. Он имеет встроенный датчик температуры и микропроцессор, который управляет клапанами смесителя. Основная особенность конструкции заключается в том, что он автоматически поддерживает заданную температуру воды, благодаря чему исключается необходимость постоянного регулирования смесителя.