Кодовый замок

усилителя мощности (VT3) и динамической головке (ВА1) – она и издает звук. Отключают сигнализатор и приводят устройство в исходное состояние нажатием кнопки SB10.

Кнопки SB7- SB9 могут соответствовать любым кнопкам клавиатуры и образовывать соответствующий код, например 196. Кнопки SB1-SB6 – оставшиеся на клавиатуре. Кнопку SB10 устанавливают в потайном месте или, скажем, используют вместо нее, скажем кнопку «0» клавиатуры.

Транзисторы могут быть любые из указанных на схеме серии, тиристор из серии КУ101 с  буквенными индексами Г, Е, И, его также можно на однотипный с VT1, VT2 транзистор. Конденсаторы – К50-3 и КМ-6, резисторы - МЛТ, динамическая головка любая со звуковой катушкой сопротивлением 4-8 Ом. Источник питания – выпрямитель или батарея гальванических элементов напряжением 6 В при токе нагрузки не менее 100 мА.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Электрический расчет. Расчет автоколебательного мультивибратора и усилителя мощности

Расчета автоколебательного мультивибратора.

         Схема для расчета автоколебательного мультивибратора приведена на рисунке 6.

Рисунок 6 – Схема мультивибратора на транзисторах

Исходные данные: амплитуда положительного импульса U_Ku=12 В, длительность t_u1=10 мкс, длительность фронта t_ф1≤1,0 мкс, длительность среза t_c1≤2 мкс, период следования T=40 мкс R_н=2 кОм, максимальная температура окружающей среды t°_окр=+40°С.

 Выбор типа транзистора. Транзистор  выбирается по определенной частоте f_h21б=100 (МГц) максимально допустимому напряжению U_КБmax=10 (В) и статическому коэффициенту передачи по току h_21Э=120. Так как транзистор в схеме мультивибратора работает в ключевом режиме, поэтому выберем широко используемый маломощный высокочастотный транзистор типа КТ315 с параметрами: f_h21б=100 (МГц), U_КБmax=10 (В), h_21Э=120, I_э=5 (мА), I_k= 20 (мА), U_КЭ= 10 (В).

Так как скважность определяется выражением

то транзистор должен иметь коэффициент передачи по току:

Необходимое значение предельной частоты выбираемого транзистора f_h21б находится из следующих соображений. Малое значение длительности фронта импульса t_ф2≈τ_а≈ τ_а+R_kC_k получится в том случае, если постоянная времени заряда емкости С₁ отвечает условию R_kC₁≥(5÷10) τ_а. Обычно τ_а≥R_kC_k, и поэтому принять R_kC₁≈10τ_а.

Так как , то . Но  и поэтому

Используя выражение для h_21Э, после преобразования получаем:

Проведенные расчеты показали правильность выбранного транзистора.

Определим сопротивление резистора по формуле:

,

где ,

         Согласно ряду номинальных значений сопротивлений примем значение резистора R_к равным 12 МОм. Для определения типа резистора рассчитаем его мощность рассеяния по формуле P=I²R, поэтому в качестве резистора R можно использовать резистор типа С2-33-0,25-10 12 Мом ± 5%

         Ток коллектора насыщения I_{K нас} определяется с учетом температуры окружающей среды по выражению:

Сопротивление резистора R_б определяется из условия режима насыщения открытого транзистора. Поэтому

Проверяем выполнения условия температурной стабильности схемы.

На основании полученного неравенства можно не учитывать влияния обратного тока коллектора на длительность и период следования импульса.

Вычисляем емкости конденсаторов С₁ и С₂.

Согласно ряду номинальных значений емкостей выберем конденсатор емкостью 330 пФ, следовательно, в качестве С1 можно использовать конденсатор типа К10-17б-Н90-330 пФ ± 10%

Согласно ряду номинальных значений емкостей выберем конденсатор емкостью 1000 пФ, следовательно, в качестве С2 можно использовать конденсатор типа К10-17б-Н90-1000 пФ ± 10%

Проверяем длительность фронта.

Расчет усилителя мощности.

В качестве выбрал транзистор типа КТ815Б, исходя из условия: 

U_кэдоп=5 (В)                                                 I_Б=5 (мА)

Е_пит=6 (В)                                                   U_б=0,6 (В)

F_h21=3 (мГц)                                                U_k=10 (В)

I_ko=5 (мА)                                                    R_k=2 (кОм)

U_бэ=1,2 (В)

         Исходя из данных , найдем величину R_б.

Согласно ряду номинальных значений сопротивлений, выбирают резистор с номинальным сопротивлением R_б=100 (кОм) и рассчитывают его.

Р=I²R_б=0,15 (Вт)≈0,25 (Вт)

Поэтому в качестве R_б выбираем резистор типа С2-33-100 Ом- 0,25 Вт±5%

Рассчитаем величину R_кэ.

Согласно ряду номинальных сопротивлений, выберем резистор с сопротивлением R_КЭ=1 (кОм), и рассчитаем его P=I²R_кэ≈0,125 (Вт), выберем резистор типа С1-22-1 кОм-0,125 Вт±10%.

Рассчитаем величину I_k, проходящего динамик ВА1.

Таким образом.

Все элементы схемы рассчитаны, выбраны их типы, следовательно, можно считать расчет законченным.

5 Разработка и метод изготовления печатных плат

 

В процессе изготовления плата подвергается действию химических реагентов: при больших размерах платы, возможно, ее коробление.

Размеры и очертания печатных проводников и элементов, контактных площадок, монтажных и контактных отверстий и т.п. на чертежах печатных  плат указывают с помощью координатной сетки в прямоугольной системе координат. Правила выполнения чертежей печатных плат(ГОСТ 2.417-68) предусматривается также нанесение координатной сетки в полярной системе координат и указание размеров при помощи размерных выносных линий. Допускается комбинированный способ нанесения размеров.

По ГОСТ 10317-72 шаг координатной сетки в двух взаимно перпендикулярных направлениях должен равняться 2.5мм. Для особо малогабаритной аппаратуры, а так же в исключительных, технически обоснованных, случаях применение дополнительного шага 1.25мм.

Схемные детали и печатные проводники размещают на координатной сетке в соответствии с принципиальной схемой. При этом необходимо более экономно использовать  площадь платы и избегать пересечения схемой.

Элементы, имеющие большие габариты следует размещать вне платы, а соединение осуществлять монтажным проводом. Все навесные детали обычно располагают с одной стороны платы, а печатные проводники – на другой. На сторону печатных проводников не должны выходить за крепежные детали, так как с этой стороны выполняется пайка. В ряде случаев целесообразно применить двухсторонний монтаж. Конденсаторы, резисторы, перемычки и другие навесные детали располагают параллельно координатной сетке. Расстояние между корпусами параллельно расположенных деталей должно быть не менее 1мм, а расстояние по торцу – не менее 1.5мм. Центры отверстий для установки навесных деталей располагают в точках пересечения координатной сетки.

Конструирование печатной платы начинают с разработки эскиза, который выполняют в увеличенном масштабе (2:1, 4:1 и т.д.). Для всех элементов, входящих в схему, изготовляют в том же масштабе шаблоны из картона и размешают на поле чертежа. После выбора лучшего варианта их расположения, наносят соединительные проводники. Печатные проводники расположенные на другой стороне платы, показывают штриховыми линиями.

Затем составляют чертеж печатной платы. В узлах координатной сетки показывают окружности, соответствующие местам установки навесных навесных  элементов.

На изображении печатной платы проводники, экраны, контактные площадки и другие печатные элементы штрихуют. Проводники, ширина которых на чертеже менее 2мм., изображают сплошной утолщенной линией, равной примерно двум толщинам контурной. Контактные площадки, примыкающие к проводникам, изображены сплошной утолщенной линией, не штрихуют.

Наносим краской, лаком или специальным маркером позитивный рисунок схемы проводников. Последующим травлением в растворе хлорного железа удаляется медь с незащищенных участков, и на диэлектрике получается требуемая электрическая схема проводников.

Подготовка поверхности заготовки к нанесению рисунка заключается в очистке поверхности фольги. Зачистку целесообразно выполнять латунными или капроновыми щетками.

Химический метод при сравнительно простом технологическом процессе обеспечивают высокую прочность сцепления проводников с основанием, равномерную толщину проводников и их высокую электропроводность. В настоящее время химический метод является основными при изготовлении односторонних печатных плат. Недостатки этого метода необходимость в металлических втулках при двухстороннем монтаже и непроизводительный расход меди.

6 Описание конструкции РТУ

 

Корпус изготовить из удара прочного полистирола. Размеры корпуса 110*100*40. В левой стенки корпуса сделать 10 отверстий диаметром 8 мм для кнопок SB1-SB10. Динамик расположить в не корпуса над дверью, подвести проводами для этого в корпусе сделать 2 отверстия диаметром 3 мм, длинна проводов зависит от того на каком расстоянии находится динамик ВА1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В данном курсовом проекте рассмотрена схема кодового замка, в котором был рассчитан автоколебательный мультивибратор.

Я считаю, что в данном курсовом проекте на данную тему я достаточно подробно описал данный вариант и показал его достоинства перед другими схемами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический перечень

 

1. Р. Трунин. Кодовый замок на тиристорах (Электроника в быту) — 1998, № 6, c. 47
2. Р. Жиздюк. Программируемый кодовый замок (Электроника в быту) — 1999, № 6, c. 31
3. С. Кулешов. Кодовый замок с цифровой клавиатурой (Электроника в быту) — 1999, № 9, c. 30
4. Г. Дударев. Кодовый замок для камеры хранения («Радио» — начинающим) — 2002, № 4, c. 51

5. А. М. Прыжевского. Справочник по полупроводниковым приборами их аналогам. Издательство АО «РОБИ» 1992 г.