Многофункциональный прибор для учебного автомобиля

Функциональная структура, принципиальная схема, конструкция и алгоритмы работы многофункционального прибора. Выбор типов датчиков и УСО, расчет погрешности, разрядности переменных и быстродействия микроконтроллера. Экономическое обоснование проекта.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 20.10.2011
Размер файла 284,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Эксплуатация аналога и разрабатываемой системы предполагается в одинаковых условиях и, ввиду близких технических характеристик, а также одинаковой цены, предполагаем равные эксплуатационные издержки И12.

Капиталовложения потребителя определяются ценой, то есть

К12=Ц=654 руб.

Значение коэффициента предполагаемой эффективноси капиталовложений выберем равным EН=0,25.

Тогда получим, что

Эпотр.=И*(КИНТ-1)-ЕН2=171,67*(2,25-1)-0,25*654=

=51,08 руб.

Оценим реальное значение эффективности капиталовложений потребителя при приобретении проектируемой системы по формуле:

P=(И1инт2)/К2=171,67*(2,25-1)/654 =0,32(7.3)

Так как P>EН, то можно считать, что приобретение разрабатываемой системы для потребителя будет оправданным.

7.7 Расчет годового экономического эффекта потребителя

Ожидаемый годовой экономический эффект для изготовителя представляет собой чистую прибыль, полученную при производстве разрабатываемой системы, которая может быть оценена по формуле:

Эизг.ч1*(1-0,3)*QГОД, (7.4)

где

ПЧ - чистая прибыль, получаемая изготовителем;

П1 - прибыль, получаемая от производства одного изделия;

Ц - цена (без учета НДС);

СП - себестоимость;

QГОД - объем производства, в год.

Коэффициент 0,3 отражает налог на прибыль.

Значения величин П1, Ц, СП, N были рассчитаны в п.7.5.

Таким образом:

Эизг.=654*( 1-0,3)*654=299401,2 руб.

8. ЭКОЛОГИЧНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТА

Разработанный прибор повышает безопасность водителя и во время движения посредством своевременного оповещения водителя о параметрах движения и выработки рекомендаций по управлению автомобилем. Устройство уменьшает утомляемость водителя, повышая тем самым безопасность движения.

На данный момент проблема охраны окружающей среды стала одной из самых острых и актуальных. Это обусловлено совершенствованием технологий на базе новых достижений науки. В связи с этим резко увеличилось количество вредных выбросов, пагубно влияющих на окружающую среду.

При эксплуатации разрабатываемое устройство не будет оказывать вредного воздействия на окружающую среду по следующим причинам:

при работе системы не происходит выброс каких-либо токсичных веществ в атмосферу;

в устройстве не содержится блоков и систем, способных выработать электромагнитное излучение, опасное для окружающего мира.

Разработанный прибор позволяет увеличить срок службы контролируемых подсистем автомобиля, повышая безопасность пользования им и увеличивая ресурс данных подсистем, что является положительным фактором в проблеме охраны окружающей среды.

Как было отмечено выше, прибор не содержит в себе вредных веществ (токсинов, радиоактивных элементов), поэтому на этапе утилизации также не требуется принятие специальных мер по охране окружающей среды, за исключением тех, к которым обычно прибегают при уничтожении отработавших электронных приборов.

В разработанной системе практически не существует напряжений, опасных для жизни человека. Схема устройства питается постоянным напряжением 5В и потребляет ток порядка 20мА. Как известно, постоянное напряжение оказывает меньшее воздействие на организм человека, чем переменное. На выходе схемы имеется мощный ключевой каскад, где величина тока достигает 1,5 А при постоянном напряжении 5-15В. Такое значение тока при постоянном напряжении так же не является опасным для человека.

При эксплуатации устройства не возникает ситуаций, в результате которых существует вероятность поражения человека электрическим током, опасным для жизни. Стоит отметить, что при настройке и диагностике устройства обслуживающий персонал использует специализированную аппаратуру, подключаемую к сети переменного напряжения 220В, 50Гц. В этом случае для обеспечения безопасной работы необходимо принять меры, препятствующие поражению электрическим током или снижающими его вредное воздействие.

8.1 Действие электрического тока на человека

По сравнению с другими видами несчастных случаев электротравматизм имеет следующие особенности: организм человека не обладает органами, с помощью которых можно дистанционно определять наличие напряжения, и поэтому защитная реакция организма появляется только после попадания под напряжение; ток, протекающий через человека, действует не только в местах контактов и на пути протекания, но и вызывает рефлекторное действие - нарушение нормальной деятельности органов дыхания, сердечно-сосудистой и нервной систем; возможность получения электротравм не только при прикосновении к частям электроустановки, но и без непосредственного контакта с этими частями - поражения через электрическую дугу или напряжением шага.

Электрический ток может действовать непосредственно на живую ткань, вызывая непроизвольные сокращения мышц, и рефлекторно, то есть через центральную нервную систему.

Различают следующие виды действия тока на живую ткань:

1) термическое - ожоги отдельных участков тела, нагрев до высоких температур кровеносных сосудов, внутренних органов, что приводит к их функциональному расстройству;

2) электролитическое - разложение органической жидкости (лимфатической, крови), приводящее к нарушению их физико-химического состава;

3) биологическое - раздражение и возбуждение живых тканей организма, нарушение внутренних биоэлектрических процессов и жизненных функций организма.

Электрические травмы можно разделить на два вида:

1) местные - ярко выраженные местные нарушения целостности тканей тела (кожи, мягких тканей, связок, костей) под воздействием электрического тока или электрической дуги;

2) общие - поражение всего организма, электрический удар.

Характерные местные электрические травмы: электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения, электроофтальмия.

Самая распространенная электротравма - электрический ожог. Ожог может быть токовый (контактный), который возникает при прохождении тока непосредственно через тело человека в результате контакта человека с токоведущей частью (обычно в установках напряжением не выше 1-2 кВ). При более высоком напряжении образуется электрическая дуга, которая приводит к возникновению дугового ожога. Дуговой ожог наблюдается в установках различного напряжения как следствие, например, случайных коротких замыканий при работе под напряжением на щитах и сборках до 1000 В, при измерениях переносными приборами (токоизмерительными клещами) в установках выше 1000 В и т. д.

Электрические удары условно разделяют на четыре степени:

I - судорожное сокращение мышц без потери сознания;

II - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но сохранившимся дыханием и работой сердца;

III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (или того и другого вместе);

VI - клиническая смерть, т.е. отсутствие дыхания и кровообращения.

8.2 Факторы, влияющие на опасность поражения электрическим током

Степень опасного и вредного воздействия электрического тока на человека зависит от: рода и величины напряжения и тока; частоты электрического тока; пути тока через человека; продолжительности воздействия электрического тока; условий внешней среды (ГОСТ 12.1.019-79).

Человек начинает ощущать воздействие проходящего через него тока (по пути рука-нога, рука-рука) 0,5-1,5 мА при переменном токе с частотой 50 Гц и 5-7 мА - при постоянном. При переменном токе такой величины человек ощущает легкое покалывание, слабый "зуд", при постоянном токе - ощущение нагрева.

Электрический ток, вызывающий при прохождении через человека ощутимые раздражения, называются ощутимым током. Минимальные значения тока, при которых наблюдаются ощутимые раздражения, называются пороговым ощутимым током.

Увеличение тока сверх порогового вызывает у человека болезненные ощущения, судороги мышц. При 10-15 мА боль становится едва переносимой, судороги мышц рук настолько значительны, что человек не может разжать руку, в которой зажата токоведущая часть, и оказывается как бы прикованным к ней. Ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник, называется неотпускающим, а его минимальное значение - пороговым неотпускающим током. Для постоянного тока пороговое неотпускающее значение 50-80 мА.

Ток 100 мА и более (при 50 Гц) распространяет свое раздражающее действие на мышцу сердца. Это опасно для жизни человека, т.к. через 1-2 с с момента замыкания цепи этого тока через человека может наступить фибрилляция (разновременные хаотические сокращения волокон сердечной мышцы -фибрилл) или остановка сердца. При частоте 50 Гц фибрилляционными являются токи в пределах от 100 мА до 5 А, при постоянном токе 300 мА-5А. Пороговые значения фибрилляционного тока соответственно 100 мА (при 50 Гц) и 300 мА при постоянном токе.

Токи больше 5 А как при постоянном, так и при 50 Гц фибрилляцию не вызывают, а происходит немедленная остановка сердца. Если действие тока было кратковременным (1-2 с) и не вызвало повреждений сердца, после отключения тока оно, как правило, самостоятельно возобновляет нормальную деятельность.

Постоянный ток по сравнению с переменным того же значения, проходя через тело человека, вызывает более слабые сокращения мышц и менее неприятные ощущения. Обычно это ощущение нагрева при больших токах. При напряжениях свыше 500 В постоянный ток становится опаснее переменного 50 Гц.

Путь прохождения тока в теле человека играет существенную роль в исходе поражения. Если на пути тока оказываются жизненно важные органы (сердце, легкие, головной мозг), то опасность поражения весьма велика. Если ток проходит другими путями, то воздействие его на жизненно важные органы может быть лишь рефлекторным, а не непосредственным.

Возможных путей тока в теле человека - петель тока - очень много, но наиболее часто встречаются не более 15 петель. Наиболее вероятные пути протекания тока: рука - рука, рука - нога, нога - нога. Допустимые значения тока через человека при данной длительности воздействия и петли тока необходимо знать для разработки защитных мер от поражения электрическим током. С достаточно малой вероятностью поражения практически допускаются следующие величины токов (петля тока рука - ноги, переменный ток 50 Гц, напряжение до 1000 В) (табл.8.1).

Таблица 8.1

Допустимые значения токов, проходящих через человека

Длительность воздействия, с

Ток,мА

0,1

500

0,2

250

0,5

100

0,7

75

1,0

50

3,0

6

Исход поражения зависит также от частоты тока. Наиболее опасен ток 50-60 Гц. В диапазоне частот 50-500 Гц опасность переменного тока несколько возрастает. При дальнейшем увеличении частоты тока опасность уменьшается; при частотах в сотни тысяч герц переменный ток в отношении электрического удара не представляет опасности, но опасность ожогов сохраняется.

Опасность поражения может усиливаться условиями внешней среды, т.к. они влияют на сопротивление тела человека. Понижение атмосферного давления увеличивает опасность воздействия электрического тока. Рост парциального содержания кислорода в воздухе понижает чувствительность организма к воздействию электрического тока, а углекислого газа- увеличивает.

Повышенная температура воздуха (30-45°С) или тепловое облучение человека вызывает некоторое понижение сопротивления тела человека даже при кратковременных (несколько минут) воздействиях и отсутствии усиления потоотделения, что увеличивает опасность поражения электрическим током.

На исход воздействия тока влияют индивидуальные особенности организма, его физическое и психическое состояние. При заболеваниях кожи, сердца, легких, нервной системы опасность поражения увеличивается. Утомление организма вызывает понижение внимания, а при направленном внимании на ожидаемое событие и раздражение степень поражения ослабляется. Болезненное состояние организма, алкогольное опьянение уменьшают сопротивление организма и отягощают воздействие тока. Пол и возраст также влияют на исход поражения электрическим током, т.к. это связано с сопротивлением тела. У женщин сопротивление тела меньше, чем у мужчин, а у детей - меньше, чем у взрослых, у молодых людей меньше, чем у пожилых.

8.3 Методы повышения безопасности

Чтобы уменьшить вероятность несчастных случаев при работе с электрооборудованием, можно использовать несколько различных методов. Одни из них универсальны, другие применяются только в тех зонах, которые рассматриваются как особо опасные с точки зрения поражения электричеством. Приведем некоторые из них.

Заземление. Наиболее часто используемым методом защиты является заземление оборудования. При этом металлический корпус прибора присоединяется к земле специальным проводом. В электрическом приборе, подключаемом к сети с помощью шнура, это заземление осуществляется с помощью третьего, круглого или U-образного, контакта вилки. Если произойдет замыкание на корпус прибора, который заземлен таким образом, то электрический ток будет протекать от места замыкания к корпусу и возвращаться по проводу заземления. В идеальном случае ток замыкания будет настолько велик, что это приведет к немедленному срабатыванию размыкателя цепи (предохранителя). При этом неисправный прибор отключается от сети, и опасность устраняется.

Защита с помощью заземления имеет несколько недостатков. Очевидно, что этот метод эффективен только при хорошем заземлении. Однако эксперименты показывают, что многие электрические вилки, розетки и соединительные провода в процессе интенсивной эксплуатации изнашиваются и иногда выходят из строя. Кроме того, чтобы вызвать немедленное срабатывание предохранителей, сопротивление системы заземления должно быть очень малым. Если сопротивление больше требуемого, как это часто бывает при использовании вместо провода заземления стального кабеля, то от момента замыкания до срабатывания предохранителей могут пройти секунды или даже минуты, в течение которых неисправное оборудование становится опасным.

Защита низким напряжением. Чем выше напряжение, тем больше ток, протекающий через человека при неисправности электрооборудования. При использовании аппаратуры, которая работает на значительно более низком уровне, чем в электросети, напряжении, можно значительно уменьшить вероятность и тяжесть несчастных случаев. Один из путей - питание приборов от батарей. У таких приборов есть еще одно преимущество - их не надо заземлять. Батареи применяются лишь в небольших приборах, но иногда этот способ защиты используется и таких приборах, как портативные рентгеновские аппараты. Другой путь получения более низких напряжений - применение небольших трансформаторов, встраиваемых непосредственно в вилку прибора. Этот трансформатор обычно используется и для изоляции части схемы с низким напряжением от земли.

Двойная изоляция. В аппаратуре с двойной изоляцией корпус изготовляется из непроводящего материала, обычно из пластика. Если в приборе есть выступающие металлические части, то они крепятся к главному проводящему корпусу прибора с помощью отдельного защитного слоя изоляции в дополнение к основной изоляции, которая отделяет корпус от электрических частей. Аппаратура с двойной изоляцией не нуждается в заземлении, поэтому она комплектуется вилками без штырька заземления. Приборы такого типа должны иметь метку “Двойная изоляция”.

8.4 Выводы по зкологичности и безопасности

Таким образом, в разделе ”Безопасность и экологичность работы” был произведен анализ влияния на человека и окружающую среду разработанной системы. В процессе анализа были выявлены наиболее опасные и вредные факторы, влияющие на работающего в этих условиях человека, также были предложены мероприятия и рекомендации по предотвращению возникновения несчастных случаев.

Рассмотрен вопрос о защите окружающей среды.

ЛИТЕРАТУРА

Бела Буна. Электроника на автомобиле. М., Транспорт, 1979;

Григорьев В.Л. Программирование однокристальных микропроцессоров. М.:Энергоатомиздат, 1987;

Нефедов А.В. и др. Зарубежные интегральные микросхемы для промышленной электронной аппаратуры: Справочник / Нефедов А.В. и др.; Под. Широкова Ю.Ф. - М.: Энергоатомиздат, 1989;

Пьявченко О.Н. Особенности кодирования и представления информации в компьютерах: Учебное пособие. Таганрог: ТРТУ, 1997;

Пьявченко О.Н. Алгоритмические основы выполнения математических операций в микрокомпьютерах: Учебное пособие. Таганрог: ТРТУ, 1998;

Пьявченко О.Н. Системное проектирование микропроцессорных устройств цифровой обработки информации: Учебное пособие. Таганрог: 1996;

Пьявченко Т.А. Автоматизированные системы управления технологическими процессами и техническими объектами: Учебное пособие. Таганрог: ТРТУ. 1997.

Сига Х.,Мидзутани С. Введение в автомобильную электронику. М., Мир, 1989;

Чуднов В. Квазианалоговый тахометр. - Радио, 1992, №8, с.25,26.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Адаптивные системы передачи информации. Алгоритмы сжатия данных с однопараметрической адаптацией. Расчет разрядности аналогово-цифрового преобразователя. Расчет коэффициентов экстраполирующего полинома. Функциональная схема: блок датчиков и коммутации.

    курсовая работа [443,9 K], добавлен 07.12.2012

  • Функциональная спецификация и преимущества термометрического датчика. Структурная схема микроконтроллера РIС16F84A. Алгоритм работы программы, описание функциональных узлов, выбор элементной базы и принципиальная схема терморегулятора для аквариума.

    курсовая работа [4,7 M], добавлен 27.12.2009

  • Формализация постановка и решение задачи разработки проектируемого устройства. Технические характеристики прибора для индикации уровня жидкости. Расчет и метрологическое обоснование параметров. Структурная и принципиальная схема, описание устройства.

    курсовая работа [169,9 K], добавлен 17.09.2014

  • Функциональная схема измеряемого канала. Выбор первичного преобразователя. Операционный усилитель, фильтр верхних частот, реле и источник питания. Принципиальная схема измерительного канала. Уровень выходного сигнала. Конструкция датчиков тока.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 20.04.2014

  • Разработка системы на основе микроконтроллера для обработки изображения, принимаемого от прибора с зарядовой связью (ПЗС). Принцип работы ПЗС. Схема электрическая принципиальная. Программы для захвата сигналов от ПЗС на микроконтроллер и их обработки.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.09.2012

  • Структурная схема устройства управления. Алгоритм работы микроконтроллера в его составе. Строение центрального процессорного элемента – микроконтроллера AVR семейства Classic. Принципиальная схема устройства, расчет временных параметров ее работы.

    курсовая работа [636,5 K], добавлен 03.12.2013

  • Структура кадров информационного обмена. Выбор антенны и расчет высоты установки. Функциональная схема приемо-передатчика центрального и контрольного пунктов. Расчет разрядности аналого-цифрового преобразователя. Принцип работы амплитудного ограничителя.

    курсовая работа [856,5 K], добавлен 19.02.2013

  • Изобретение и развитие микропроцессоров. Микроконтроллеры различных типов. Принципиальная схема микропроцессорной системы. Выбор датчиков Расчет основных элементов МПС. Составление алгоритма работы схемы, программы для нее. Сборка МПС в программе Proteus.

    курсовая работа [387,3 K], добавлен 25.04.2016

  • Проектирование контроллера опорно-поворотного устройства антенны. Структура микроконтроллера. Функциональная и принципиальная схема устройства. Выбор транзисторной сборки, двигателя, дисплея, источника питания. Алгоритм работы устройства, моделирование.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 08.06.2012

  • Обоснование структурной схемы. Электрический расчет. Выбор усилительного полупроводникового прибора. Расчет выходного фильтра. Выбор стандартных номиналов. Электрическая схема оконечного мощного каскада связного передатчика с частотной модуляцией.

    курсовая работа [411,7 K], добавлен 14.11.2008

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.