Введение 4
1 Обзорная часть 6
1.1. Общие сведения 6
1.2. Управление двигателями переменного тока 6
1.3. Испарители жидкости 12
2 Структурная схема 18
3 Разработка алгоритма функционирования устройства 20
4 Разработка принципиальной схемы устройства 26
5. Разработка конструкции печатной платы системы управления
увлажнителем 41
5.1 Описание конструкции устройства 41
5.2 Разработка печатной платы устройства 41
6. Экономическая часть 43
7. Безопасность и экологичность проекта 46
8. Заключение 48
Список используемой литературы: 49
В быту получают распространение разнообразные приборы, влияющие на среду обитания человека. Одним из таких приборов являются устройства управления микроклимата, которые чаще просто называют «увлажнители». Эти устройства позволяют за счет распыления воды увеличивать влажность воздуха. Такие приборы получили развитие за счет дополнения в них ряда функций, в том числе функция управления приточной вентиляцией и функция нагрева поступающего в помещение воздуха.
Очевидно, что с развитием электроники и микроконтроллеров, а также различных беспроводных интерфейсов, дополнительные потребительские свойства можно получить, внедрив в устройство управления микроклиматом систему управления, которая регулировала бы скорость вращения двигателя вентилятора, интенсивность работы испарителя влаги, температуру нагрева-теля воздуха.
Кроме этого, дополнительное удобство получается при использовании тех или иных беспроводных каналов передачи управляющих сигналов. Следует отметить, что в последнее время, наряду с беспроводными каналами на инфракрасных электронно-оптических приборах, всё шире внедряются каналы в радиодиапазоне, такие как Bluetooth, Wi-Fi и Zigbee.
Традиционно, интеграция устройств в различные системы централизованного управления производится с помощью стандартизованных протоколов, описывающих как физическую среду, так и программную надстройку. К таким стандартизованным и наиболее широко используемым в настоящее время протоколам относятся Zigbee и Wi-Fi. На их основе возможно построение сетей устройств различной топологии с различными функциями управления дублирования и расширения каналов.
Для приведения в действия вентилятора возможно использование как двигателей переменного тока, так и двигателей постоянного тока. Как в одном, так и в другом случае имеются как свои достоинства, так и свои недостатки. Тем не менее, в реальности используются оба подхода, и в каждом конкретном случае выбирается свой оптимальный вариант.
В выпускной квалификационной работе будет разрабатываться система управления электрическим двигателем переменного тока, дающая 5 ступеней регулировки, управляющая интенсивностью работы испарителя влаги с количеством ступеней дискретизации равным 3. Кроме этого должна быть реализована следящая система управления нагревателем, который позволял бы подогревать воздух до нужной температуры с одновременным использованием вентилятора.
При этом, в соответствии с заданием, стационарное устройство должно управляться с помощью пульта дистанционного управления по беспроводному каналу, при этом пульт дистанционного управления содержит термодатчик, значения которого передаются по беспроводному каналу на стационарное устройство и управляют работой нагревателя.
Стационарное устройство, т.е. сам увлажнитель, должен иметь кнопку включения. А также светодиод, показывающий состояние увлажнителя - включен он или выключен.
В результате выполнения работы была разработана система управления увлажнителем воздуха с функцией приточной вентиляции и подогрева воздуха. Разработана схема электрическая принципиальная устройства, предложено словесное описание алгоритма работы и его оформление в виде блок-схемы. Проработаны вопросы взаимодействия микроконтроллера АТМБОА328 с двигателем, ультразвуковой увлажняющей мембраной и нагревательным элементом. Подсчитана стоимость комплектующих. Даны практические советы по обеспечению безопасного и экологически чистого производства устройства.
