Южно-Уральский Государственный Университет

Кафедра “Автоматика”

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Цифровой барометр абсолютного атмосферного давления.

Вывод информации в мм. рт. ст.;

Точность показаний – 1мм. рт. ст.;

Напряжение питания – 220В 50Гц.

В процессе курсового проектирования необходимо:

-разработать электрическую схему;

-разработать программное обеспечение.

Внимание!

Это ОЗНАКОМИТЕЛЬНАЯ ВЕРСИЯ работы №3479, цена оригинала 1000 рублей. Оформлена в программе Microsoft Word.

ОплатаКонтакты.

АННОТАЦИЯ

В курсовом проекте разработана схема электрическая принципиальная цифрового барометра абсолютного давления с использованием микроконтроллера PIC16F873A производства Microchip, для которого составлена управляющая программа. Напряжение питания 5В.

Advertisement
Узнайте стоимость Online
  • Тип работы
  • Часть диплома
  • Дипломная работа
  • Курсовая работа
  • Контрольная работа
  • Решение задач
  • Реферат
  • Научно - исследовательская работа
  • Отчет по практике
  • Ответы на билеты
  • Тест/экзамен online
  • Монография
  • Эссе
  • Доклад
  • Компьютерный набор текста
  • Компьютерный чертеж
  • Рецензия
  • Перевод
  • Репетитор
  • Бизнес-план
  • Конспекты
  • Проверка качества
  • Единоразовая консультация
  • Аспирантский реферат
  • Магистерская работа
  • Научная статья
  • Научный труд
  • Техническая редакция текста
  • Чертеж от руки
  • Диаграммы, таблицы
  • Презентация к защите
  • Тезисный план
  • Речь к диплому
  • Доработка заказа клиента
  • Отзыв на диплом
  • Публикация статьи в ВАК
  • Публикация статьи в Scopus
  • Дипломная работа MBA
  • Повышение оригинальности
  • Копирайтинг
  • Другое
Прикрепить файл
Рассчитать стоимость

Содержание

Введение 4

Описание работы барометра 4

Выбор элементной базы 5

Алгоритм работы 8

Код программы 9

Заключение 11

Список литературы 12

Введение

Барометр – прибор для измерения давления атмосферного воздуха. Давление – это сила, действующая на единицу площади поверхности. Земная атмосфера, простирающаяся на сотни километров вверх, оказывает давление на поверхность Земли; барометр и служит для измерения этого давления. Атмосферное, или барометрическое, давление измеряется в миллиметрах ртутного столба.

Изменения атмосферного давления, как правило, бывают связаны с изменениями погодных условий. Давление обычно падает перед ненастьем, а его повышение предвещает хорошую погоду. Отмечая на карте изменения давления, можно определять направление ветров и перемещение циклонов. Линии равного давления называются изобарами от греч. isos (равный) и baros (тяжесть). Барометры были приспособлены для измерения высоты, так как давление атмосферного воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Такими приборами (альтиметрами) оборудуются самолеты, их берут с собой альпинисты.

Описание работы барометра

Барометр питается от сети (~220В/50Гц), через блок питания, который

имеет на выходе постоянное напряжение. Барометр функционально состоит из датчика, микроконтроллера и семисегментных индикаторов. Датчик преобразует давление в напряжение, микроконтроллер преобразует напряжение на выходе с датчика в код, производит расчет давления в мм.рт.ст. и выводит значение давления на 3 семисегментных индикатора. Включение барометра, осуществляется подключением блока питания к сети ~220В/50Гц. Устройство полностью автоматизировано и не требует вмешательства человека в процесс измерения давления.

Выбор элементной базы.

В качестве датчика будет использоваться Freescale MPX4115A, т.к

Датчик абсолютного давления

Выходное значение – напряжение

Линейная зависимость на всем интервале измерений

Термокомпенсация, работа в диапазоне -40…+125 С

Высокая точность (максимальная погрешность до 1.5%)

Рекомендован производителем как компонент для цифровых микропроцессорных барометров и метеостанций

Получил широкое распространение и обладает невысокой стоимостью

Основные характеристики:

Vs P min P max Vout min Vout max Sensitivity I max

+5V 15kPa 115kPa 0.135V 4.863V 46mV/kPa 10 mA

Для обеспечения работы датчика требуется:

C1=470 пФ C2=0.01мкФ C5=1 мкФ

Формула вычисления давления в мм.рт.ст.:

P=M*Vout+E, где M – множитель, Vout–напряжение на выходе датчика,

E – корректирующее значение

В качестве микроконтроллера будет использоваться PIC16F873A т.к. он удовлетворяет требованиям:

Наличие АЦП, для преобразования значений получаемых с датчика

10 линий вывода информации для обеспечения индикации

Наличие таймера

Основные характеристики PIC16F873A:

Тактовая частота: до 20МГц

Порты ввода/вывода: A,B,C

Таймеры: 3

Flash память: 4К

Память данных: 192 байта

Модуль АЦП: 5каналов

В качестве кварцевого резонатора будет использоваться ECS ECS-40-20, частота 4МГц, для работы которого требуется С3=15 пФ, C4=15 пФ.

В качестве индикатора будет использоваться трехразрядный семисегментный индикатор KINGBRIGHT BA56-12SRWA. Для засветки каждого сегмента необходимо подать на него ток величиной 10 мА, то есть суммарно, если горят все сегменты необходим ток 70 мА. Контроллер не может обеспечить такой ток, поэтому для коммутации индикаторов будут использоваться транзисторные ключи.

В качестве транзисторов будут использоваться NPN транзисторы малой мощности FAIRCHILD BC337-16.

Параметры транзистора:

Напряжение база-эмиттер 1.2В

Напряжение насыщения 0.7В

Коэффициент передачи по току 100

Необходимо обеспечить 70 мА, тогда ток базы Ib= Ik/100 Ib= 0.7 мА. Тогда резисторы R8-R10 выбираем R=(5В-1.2В)/0.7мА R= 5.42 кОм,

выбор резистора производим в меньшую сторону: 5.1 кОм .

Резисторы R1-R7 нужны для того, чтобы не сгорели индикаторы и входы микроконтроллера. Ток нужно ограничить до величины 10мА.

R=(5В-0.7В-2.5В)/10мА R=230 Ом,

выбор резистора производим в большую сторону: 240 Ом.

Разрабатываемый цифровой барометр использует напряжение 5 В, поэтому необходимо преобразование AC-DC 220В/5В.

Расчет потребления тока системы:

∑I = I микроконтроллера + Iиндикаторов + I датчика

∑I =1мА+70мА+7мА=78мА

Выбираем стабилизатор напряжения Linear Technology – LT1761CS8-5

Основные характеристики:

Uout=5В Iout=0.1A Uin=5.3…20В

Падение напряжения < 0.5В

Автовыключение при отсутствии потребителей тока

Защита от короткого замыкания и термозащита

Низкий уровень шума выходного сигнала

Выбор данного стабилизатора напряжения обусловлен низким падением напряжения – следовательно – низким тепловыделением, а также низким уровнем шума выходного сигнала – этот параметр позволяет повысить точность аналогово-цифрового преобразования.

Для обеспечения работы стабилизатора напряжения требуются:

C7=0.01 мкФ; C8=10 мкФ ;

Следовательно на входе стабилизатора напряжения Umin =5B+0.5B =5.5B

В качестве трансформатора будет использоваться HAHN BVEI 301 2104

Мощность 0.6ВА

Напряжение первичной обмотки 230В

Напряжение вторичной обмотки 1х6В

Ток вторичной обмотки 100 мА.

Учитывая выходные параметры трансформатора и входные стабилизатора напряжения выбираем выпрямительный диодный мост Fairchild DF005S:

Максимальное пиковое обратное напряжение 50В

Максимальный выпрямленный ток 1,5 А

Расчет С8:

С8= P_0/(2*U*F*∆U)

P0 – выходная мощность (0.1 мА * 5В),

U – ввыпрямленное напряжение (6В*1.4),

F – частота входного напряжения (50),

∆U– пульсация (8.4-5.5).

С8= 0.5Вт/(2*8.4В*50Гц*1.9В)

С8=313*〖10〗^(-6) мкФ

Выбираем С8 равным 330 мкФ.

4. Алгоритм работы

5. Текст программы

#include <pic.h>

#include «delay.h»

#define _XTAL_FREQ 4MHZ

/***************************************************

* INITIALIZE VARIABLE VALUES *

***************************************************/

const char DIG[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};

const char SPOT[3]={0x20,0x40,0x80};// Spot of the LED

TMR0 =0x96; // Set value TMR0

ADIE = 0x0; // Deny interrupt from ADC

ADIF = 0x0; // Clear bit

ADCON1=0x8F; // Set ADC — Right,Fosc/32,AN0-A,V+,V-,AN1,4-D

ADCON0=0x81; // Set ADC — Fosc/32, AN0, GO/DONE=0, ADON=1

while(1)

ADCIP();

}

6. Заключение

В процессе выполнения курсовой работы усвоены практические знания по изучаемой дисциплине. Получены навыки в работе с технической, справочной литературой и ПО.

Освоено построение схемы электрической принципиальной для цифрового барометра абсолютного давления, с учетом требуемых в курсовом проекте параметров.

6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.