Контроллер зарядного устройства (стр. 1 из 4)
КАФЕДРА «РОБОТОТЕХНИКА И МЕХАТРОНИКА»
Курсовая работа
На тему:
«Контроллер зарядного устройства»
Автор проекта (работы): студент Комков Д. А.
Специальность: «Мехатроника»
Ростов–на–Дону 2007 г.
Содержание
Введение
1. Составление схемы электрической структурной
2. Составление схемы электрической функциональной
3. Описание элементной базы
3.1 Кварцевые резонаторы ZQ1 и ZQ2.
3.2 Излучатель звука BF1 HCM1212A.
3.3 Компаратор LM393N.
3.4 Регулятор напряжения линейный LM317LZ.
3.5 Диоды VD1, VD2, HL1, HL2, HL3.
3.6 Транзисторы.
3.7 Семисегментные индикаторы.
3.8 Резисторы.
3.9 Конденсаторы.
3.10 Микроконтроллер AT89C52-24PI.
4. Описание работы устройства.
Заключение
Список использованных источников
Введение
Среди цифровых интегральных микросхем микроконтроллеры сегодня занимают примерно такое же место, как операционные усилители среди аналоговых. Это - универсальные приборы, их применение в электронных устройствах самого различного назначения постоянно расширяется. Разработкой и производством микроконтроллеров занимаются почти все крупные и многие средние фирмы, специализирующиеся в области полупроводниковой электроники.
Современные микроконтроллеры (их раньше называли однокристальными микро-ЭВМ) объединяют в своем корпусе мощное процессорное ядро, запоминающие устройства для хранения выполняемой программы и данных, устройства приема входных и формирования выходных сигналов, многочисленные вспомогательные узлы. Общая тенденция современного "микроконтроллеростроения" - уменьшение числа внешних элементов, необходимых для нормальной работы. На кристалле микросхемы размещают не только компараторы, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, но и всевозможные нагрузочные и "подтягивающие" резисторы, цепи сброса.
Выходные буферы микроконтроллеров рассчитывают на непосредственное подключение наиболее типичных нагрузок, например, светодиодных индикаторов. Почти любой из выводов микроконтроллеров (за исключением, конечно, выводов общего провода и питания) разработчик может использовать по своему усмотрению в качестве входа или выхода. В результате довольно сложный по выполняемым функциям прибор нередко удается выполнить всего на одной микросхеме.
Постоянное удешевление микроконтроллеров и расширение их функциональных возможностей снизило порог сложности устройств, которые целесообразно строить на их основе. Сегодня имеет смысл конструировать на микро-контроллерах даже такие приборы, для реализации которых традиционными методами потребовалось бы менее десятка логических микросхем средней и малой степени интеграции.
Процессы разработки программы для МК и обычной принципиальной схемы цифрового устройства во многом схожи. В обоих случаях "здание" нужной формы строят из элементарных "кирпичей". Просто "кирпичи" разные: в первом случае - набор логических элементов, во втором - набор команд микроконтроллера. Вместо взаимодействия между элементами с помощью обмена сигналами по проводам - пересылка данных из одной ячейки памяти в другую внутри МК. Процесс пересылки "выплескивается" наружу, когда МК поддерживает связь с подключенными к нему датчиками, индикаторами, исполнительными устройствами и внешней памятью. Различаются и рабочие инструменты разработчика. На смену привычным карандашу, бумаге, паяльнику и осциллографу приходят компьютер и программатор, хотя на последнем этапе отладки изделия без осциллографа и паяльника все же не обойтись.
Еще одна трудность - недостаточное количество полноценной технической документации и справочной литературы на русском языке. Большинство публикаций подобного рода в периодических изданиях и особенно в русскоязычном Интернете, зачастую - не более чем подстрочные переводы английских оригиналов. Причем переводчики, иногда мало знакомые с предметом и терминологией, истолковывают "темные" места по-своему, и они (места) оказываются довольно далекими от истины. Практически отсутствуют русскоязычные программные средства разработки и отладки программ МК.
Первое знакомство с МК для многих начинается с повторения одной из опубликованных в "Радио" или другом издании конструкций на их основе. И здесь сразу проявляется главное отличие МК от обычной микросхемы: он не способен делать что-либо полезное, пока в его внутреннее (иногда внешнее) запоминающее устройство не занесена программа - набор кодов, задающий последовательность операций, которые предстоит выполнять. Процедуру записи кодов в память МК называют его программированием (не путать с предшествующим этому одноименным процессом разработки самой программы).
Необходимость программирования, на первый взгляд, может показаться недостатком. На самом же деле это - главное достоинство, благодаря которому можно, изготовив, например, всего одну плату с МК и несколькими соединенными с ним светодиодными индикаторами и кнопками, по желанию, превращать в частотомер, счетчик импульсов, электронные часы, цифровой измеритель любой физической величины, пульт дистанционного управления и контроля и многое другое.
1. Составление электрической структурной схемы
Электрическая структурная схема контроллера аккумуляторных батарей изображена на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 - Электрическая структурная схема контроллера аккумуляторных батарей.
Большинство конструкций не предусматривают корректировку критерия окончания зарядки, привязываясь либо к конкретному типу аккумуляторной батареи, либо к фиксированным значениям тока, конечного напряжения, времени зарядки, что ограничивает их применение для аккумуляторных батарей иного типа, емкости или напряжения.
2. Составление схемы электрической функциональной
Предлагаемое устройство позволяет контролировать процесс зарядки различных типов аккумуляторов в следующих режимах:
1.Зарядка аккумулятора до достижения заданного уровня напряжения. В этом режиме вводится необходимый уровень напряжения в милливольтах (максимум 20 В). В конце зарядки фиксируется время зарядки в диапазоне 1 с...24 час, а также спад напряжения, если таковой имелся, в диапазоне -1...-99 мВ.
2.Зарядка аккумулятора по таймеру. Вводится время зарядки — часы, минуты, секунды, после окончания зарядки фиксируется достигнутый уровень напряжения и отрицательный спад напряжения, если таковой имелся.
3.Зарядка аккумулятора до достижения заданного спада напряжения. Вводится значение спада напряжения в диапазоне -3...-40 мВ. В конце зарядки запоминается достигнутый уровень напряжения и время зарядки в диапазоне
1 с...24 час. У некоторых №-МН и №-С<1 аккумуляторов в начале зарядки током 0,8С и выше наблюдается кратковременный спад напряжения. В этом случае можно активировать таймер на время 1...9 мин, в течение которого спад напряжения на аккумуляторе будет проигнорирован.
4. Зарядка аккумулятора с использованием любой комбинации режимов 1 - 3. Можно, к примеру, заряжать аккумулятор током до достижения спада напряжения
-5 мВ, одновременно активировав таймер зарядки и/или ввести максимальный уровень напряжения на батарее. Процесс зарядки остановится, если хотя бы один пара-метр превысит установленное значение.
5.Разрядка аккумулятора до достижения заданного уровня напряжения. Вводится остаточное напряжение на аккумуляторе в милливольтах, начальное напряжение на аккумуляторной батарее должно быть не более 20 В. По достижении введенного значения фиксируется время разрядки в диапазоне 1 с...24 час. Этот режим можно использовать для измерения реальной емкости аккумулятора, поскольку разрядка происходит стабильным током и его значение известно.
6.Зарядка аккумулятора с предварительной разрядкой. Используется для борьбы с «эффектом памяти». Режим включает в себя все функции 1 - 5 для зарядки и разрядки.
7.Тренировка аккумулятора. Режим включает в себя все функции для зарядки с предварительной разрядкой, бывает полезен для аккумуляторных батарей, которые длительное время не эксплуатировались.
8. Неавтоматизированная зарядка/разрядка аккумулятора. Момент окончания зарядки/разрядки аккумулятора определяется пользователем. Измеряется только напряжение на аккумуляторе, время зарядки и спад напряжения не контролируются.
3. Описание элементной базы
В данной схеме используются указанные ниже элементы.
3.1 Кварцевые резонаторы ZQ1 и ZQ2
Основные характеристики кварцевых резонаторов ZQ1 и ZQ2 приведены ниже в таблице 3, сами элементы изображены на рисунке 3.
Таблица 3 - Основные характеристики кварцевых резонаторов ZQ1 и ZQ2.
| Название характеристики | Параметры характеристики | |
| ZQ1 | ZQ2 | |
| Резонансная частота, кГц: | 24000 | 32.768 |
| Номер гармоники: | - | 3 |
| Точность настройки dF/Fх10-6: | 30 | 20 |
| Температурный коэффициент, Ктх10-6: | 30 | 0.042 |
| Нагрузочная емкость, пФ: | 32 | 12.5 |
| Рабочая температура, °С: | -20...+70 | -10...+60 |
| Корпус: | HC-49U | DT-38T |
| Длина корпуса L, мм: | 13.5 | 8 |
| Диаметр(ширина)корпуса, D(W), мм: | 11.5 | 3 |
| б) |