51010

Устройство для задания интервалов времени (циклический таймер)

Дипломная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Прибор производственно-технического, военного или бытового назначения, в заданный момент времени выдающий определённый сигнал, либо включающий — выключающий какое либо оборудование через своё устройство коммутации электроцепи. Большей частью под таймерами подразумеваются устройства, отмеряющие заданный интервал времени

Русский

2015-01-08

4.16 MB

44 чел.

Оглавление

Введение 8

Глава 1. Техническая часть. Разработка циклического таймера 10

1.1Аналитический обзор по теме 10

1.1.1 Постановка задачи 10

1.1.2  Таймер 10

1.1.4Элементная база устройства 12

1.1.5 Принципиальная схема устройства 31

1.2 Практическая часть 32

1.2.1 Построение печатной платы в  Sprint Layout 32

1.2.2Перенос схемы из программы на глянцевую бумагу 33

1.2.3 Подготовка текстолита 34

1.2.4 Монтаж компонентов на печатную плату 36

Глава 2. Охрана труда 40

2.1 Характеристики санитарно-гигиенических условий труда Гигиеническая оценка условий и характера труда 40

2.2 Электробезопасность. Требования безопасности при  работе с электрооборудованием 47

2.3 Требования пожарной безопасности 56

Заключение 63

Список литературы 64


Введение

В данной дипломной работе рассмотрено устройство для задания интервалов времени (циклический таймер).

Целью данной дипломной работы является исследование схемотехнических решений для построения циклического таймера, разработка структурной и принципиальной схем, изготовление макета.

Для реализации поставленных целей нужно решить следующие задачи:

рассмотреть литературных  данных по теме диплома, провести исследования по данной тематике (разработать схемы, спроектировать устройство, проанализировать рабочие характеристики устройства), привести инженерные расчеты данного разрабатываемого устройства.

Данная тема является актуальной, так как понимание внутренней логики микросхемы особенно важно именно для специалистов по техническому обслуживанию средств вычислительной техники, поскольку цифровые микросхемы изначально создавались для выполнения строго определенных функций в составе ЭВМ.  Хорошее знание тонкостей функционирования схем узлов становится жизненно необходимым при поиске неисправностей, когда нужно определить, имеется ли неисправность в данном узле или же на его вход поступают комбинации сигналов, на которые схема узла не рассчитана. Целью данной дипломной работы является анализ схемотехнических решений электронных таймеров, разработка структурной и принципиальной схем циклического  таймера

В технической главе проведён анализ поставленной задачи, изучение предметной области, обзор существующих схемотехнических решений, разработка структурной и функциональной схемы устройства, подборка элементной базы, изучение программатора и разработка электрической принципиальной схемы.

Для изготовления устройства необходимо построить печатную плату в sprintLayout, по которой в дальнейшем из текстолита изготовляется основа для циклического таймера.

Объектом исследованияявляется:  Циклический таймер

Предметом исследования является: вывод на экран отрезка времени работы устройства

Методы исследования: аналитические, практические.


Глава 1. Техническая часть. Разработка циклического таймера

1.1Аналитический обзор по теме

1.1.1 Постановка задачи

Разработать принципиальную электрическую схему цифрового циклического таймера в соответствии с заданной структурной схемой. Предусмотреть ввод трехразрядного множимого и двухразрядного множителя. Формирование левого сдвига при получении частичных произведений следует обеспечить с помощью регистра. Сложение частичных произведений выполнит сумматор.

Обеспечить последовательный ввод информации в линию связи, предварительно осуществив преобразование параллельной формы представления информации с выхода сумматора в последовательную для выхода линию. Для такого преобразования использовать регистр ППД.

1.1.2  Таймер

Таймер (англ. timer < time: время) — прибор производственно-технического, военного или бытового назначения, в заданный момент времени выдающий определённый сигнал, либо включающий — выключающий какое либо оборудование через своё устройство коммутации электроцепи. Большей частью под таймерами подразумеваются устройства, отмеряющие заданный интервал времени с момента запуска (вручную или электрическим импульсом) с секундомером обратного отсчёта, вместе с тем, существуют таймеры, момент срабатывания которых задаётся установкой необходимого времени суток (так называемые таймеры реального времени), в этом случае таймер имеет в своём составе часы или устройство хранения времени, простейшим таймером такого рода является будильник. Таймеры, имеющие достаточную точность и предназначенные для установки длительности каких-либо процессов в промышленном производстве, на транспорте, в связи, научных исследованиях аттестуются в качестве средств измерений. Некоторые виды таймеров имеют программное устройство для обеспечения срабатывания в разные моменты времени, с выдачей сигналов по разным каналам, например, для включения в определённой последовательности разных бытовых приборов. Также, существуют программные таймеры, реализующие сходные функции. В программировании, таймером является объект, возбуждающий событие по истечении заданного промежутка времени. Событием является посылка сообщения, вызов функции, установка параметров объекта ядра и т.д. Обычно, данный тип таймеров поддерживается операционной системой, причём часто поддержка таймеров существует на уровне аппаратуры.

В настоящее время применяются большей частью электронные цифровые таймеры, по принципу действия аналогичные электронным часам, вместе с тем, остаются ещё и механические таймеры, базовым элементом которых является часовой механизм, а также электромеханические, основой которых является реле времени. Теоретически возможно построение простых таймеров на каких-либо других принципах (электрохимический счётчик времени, аналоговый электронный счётчик), однако на практике такие устройства не используются. Для автоматизации работ на персональном компьютере применяются программно реализованные таймеры или сетевые сервисы

1.1.3 Функциональная схема устройства

Рис.1. Функциональная схема устройства

1.1.4Элементная база устройства

Микросхема Attyni 2313

8 битный AVR микроконтроллер с 2 КБ программируемой в системе Flash памяти

Характеристики:

• AVR RISC архитектура

• AVR – высококачественная и низкопотребляющая RISC архитектура

120 команд, большинство которых выполняется за один тактовый цикл

32 8 битных рабочих регистра общего применения

   Полностью статическая архитектура

• ОЗУ и энергонезависимая память программ и данных

   2 КБ самопрограммируемой в системе Flash памяти программы, способной выдержать 10 000 циклов записи/стирания

   128 Байт программируемой в системе EEPROM памяти данных, способной выдержать 100 000 циклов записи/стирания

   128 Байт встроенной SRAM памяти (статическое ОЗУ)

   Программируемая защита от считывания Flash памяти программы и EEPROM памяти данных

• Характеристики периферии

   Один 8- разрядный таймер/счетчик с отдельным предделителем

   Один 16-разрядный таймер/счетчик с отдельным предделителем, схемой сравнения, схемой захвата и двумя каналами ШИМ

   Встроенный аналоговый компаратор

   Программируемый сторожевой таймер со встроенным генератором

   USI – универсальный последовательный интерфейс

   Полнодуплексный UART

• Специальные характеристики микроконтроллера

   Встроенный отладчик debugWIRE

   Внутрисистемное программирование через SPI порт

   Внешние и внутренние источники прерывания

   Режимы пониженного потребления Idle, Power-down и Standby

   Усовершенствованная схема формирования сброса при включении

   Программируемая схема обнаружения кратковременных пропаданий питания

   Встроенный откалиброванный генератор

• Порты ввода – вывода и корпусное исполнение

   18 программируемых линий ввода – вывода

   20 выводной PDIP, 20 выводной SOIC и 32 контактный MLF корпуса

• Диапазон напряжения питания

   от 1.8 до 5.5 В

• Рабочая частота

   0 – 16 МГц

• Потребление

   Активный режим:

       300 мкА при частоте 1 МГц и напряжении питания 1.8 В

       20 мкА при частоте 32 кГц и напряжении питания 1.8 В

   Режим пониженного потребления

       0.5 мкА при напряжении питания 1.8 В


Расположение выводов ATtiny2313:

Рис.2. расположение ножек микросхемы

Общее описание:

ATtiny2313 – низкопотребляющий 8 битный КМОП микроконтроллер с AVR RISC архитектурой. Выполняя команды за один цикл, Attiny2313 достигает производительности 1 MIPS при частоте задающего генератора 1 МГц, что позволяет разработчику оптимизировать отношение потребления к производительности.

AVR ядро объединяет богатую систему команд и 32 рабочих регистра общего назначения. Все 32 регистра непосредственно связаны с арифметико-логическим устройством (АЛУ), что позволяет получить доступ к двум независимым регистрам при выполнении одной команды. В результате эта архитектура позволяет обеспечить в десятки раз большую производительность, чем стандартная CISC архитектура.

Attiny2313 имеет следующие характеристики: 2 КБ программируемой в системе Flash память программы, 128 байтную EEPROM память данных, 128 байтное SRAM (статическое ОЗУ), 18 линий ввода – вывода общего применения, 32 рабочих регистра общего назначения, однопроводный интерфейс для встроенного отладчика, два гибких таймера/счетчика со схемами сравнения, внутренние и внешние источники прерывания, последовательный программируемый USART, универсальный последовательный интерфейс с детектором стартового условия, программируемый сторожевой таймер со встроенным генератором и три программно инициализируемых режима пониженного потребления. В режиме Idle останавливается ядро, но ОЗУ, таймеры/счетчики и система прерываний продолжают функционировать. В режиме Power-down регистры сохраняют свое значение, но генератор останавливается, блокируя все функции прибора до следующего прерывания или аппаратного сброса. В Standby режиме задающий генератор работает, в то время как остальная часть прибора бездействует. Это позволяет очень быстро запустить микропроцессор, сохраняя при этом в режиме бездействия мощность.

Прибор изготовлен по высокоплотной энергонезависимой технологии изготовления памяти компании Atmel. Встроенная ISP Flash позволяет перепрограммировать память программы в системе через последовательный SPI интерфейс или обычным программатором энергонезависимой памяти. Объединив в одном кристалле 8- битное RISC ядро с самопрограммирующейся в системе Flash памятью, Attiny2313 стал мощным микроконтроллером, который дает большую гибкость разработчика микропроцессорных систем.

Attiny2313 поддерживается различными программными средствами и интегрированными средствами разработки, такими как компиляторы C, макроассемблеры, программные отладчики/симуляторы, внутрисхемные эмуляторы и ознакомительные наборы.

Микросхема m74hc595

Микросхема 74HC595 содержит 8 битный регистр хранения и 8 битный сдвиговый регистр. Данные последовательно передаются в сдвиговый регистр, затем фиксируются в регистре хранения. К регистру хранения подключены 8 выходных линий. На картинке ниже показано расположение выводов микросхемы 74HC595.

Рис.3. Микросхема 74HC595

Вывод 14 (DS) это вывод данных. В некоторых описаниях он обозначается как «SER».

Когда уровень на выводе 11 (SH_CP, иногда обозначается как SRCLK) переходит из низкого в высокий, значение на выводе DS сохраняется в сдвиговом регистре, при этом данные сдвигаются на один разряд, чтобы предоставить место для нового бита.

Пока на выводе 12 (ST_CP, иногда обозначается как RCLK) низкий уровень, данные записываются в регистр сдвига. Когда уровень переходит в высокий, данные из сдвигового регистра фиксируются в регистре хранения, из которого поступают на выводы Q0…Q7.

На представленной ниже временная диаграмме, показано, каким образом можно установить на выходах Q0…Q7 микросхемы значение 11000011, учитывая что изначально там было значение 00000000.

Рис.4. Вывод сигнала

Индикатор GNQ-5641

AIGalnP

Желтый

590

2.0

20

30

35

GNQ-5641BE

GaAsP/GaP

Красный

общий анод

635

2.0

20

9

12

GNQ-5641BG

GaP

Зеленый

565

2.1

20

8

11

GNQ-5641BY

GaAsP/GaP

Желтый

585

2.0

20

9

12

GNQ-5641BS

GaAIAs

Красный

660

1.8

20

10

13

GNQ-5641BD

GaAIAs

Красный

660

1.8

20

25

30

GNQ-5641BUE

AIGalnP

Красный

625

2.0

20

30

35

GNQ-5641BUY

AIGalnP

Желтый

590

2.0

20

30

35

Рис.5. Индикатор

Рис.6. GNQ-5641 Ax

Рис.7. GNQ-5641 Bx

Таблица 1.Распиновка СИД

Тип

Цвет

Общий катод или анод

Доминантная
длина волны
(nm)

Vf(v)
тип, ном.

If (mA)

Интенсивность
свечения
сегмента (mcd)

мин.

тип.

GNQ-5641AE

GaAsP/GaP

Красный

общий катод

635

2.0

20

9

12

GNQ-5641AG

GaP

Зеленый

565

2.1

20

8

11

GNQ-5641AY

GaAsP/GaP

Желтый

585

2.0

20

9

12

GNQ-5641AS

GaAIAs

Красный

660

1.8

20

10

13

GNQ-5641AD

GaAIAs

Красный

660

1.8

20

25

30

GNQ-5641AUE

AIGalnP

Красный

625

2.0

20

30

35

GNQ-5641AUY

Диодный мост br1010

BR1010 - диодный мост 10А 1000В в пластиковом корпусе с гибкими проволочными выводами для монтажа на печатную плату.

Мост BR1010 применяется для выпрямления токов промышленной частоты 50/60Гц.

При работе диодный мост BR1010 должен быть установлен на теплоотвод (радиатор) для обеспечения необходимого теплового режима.

Резисторы

Рези́стор (англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь) — пассивный элемент электрической цепи, в идеале характеризуемый только сопротивлением электрическому току, то есть для идеального резистора в любой момент времени должен выполняться закон Ома для участка цепи: мгновенное значение напряжения на резисторе пропорционально току проходящему через него . На практике же резисторы в той или иной степени обладают так-же паразитной ёмкостью, паразитной индуктивностью и нелинейностью вольтамперной характеристики.

Типы резисторов

Резисторы классифицируются по ряду признаков [2], основными из которых являются технология изготовления и используемые материалы. Именно они определяют общие характеристики резистора и его особые специфические свойства, что в конечном итоге определяет область использования данного типа.

По технологии изготовления (виду токопроводящего элемента) различают резисторы проволочные и непроволочные. Проводящим элементом проволочного резистора служит проволока или микропроволока с высоким удельным сопротивлением (константан, нихром и пр.), намотанная на каркас из диэлектрического материала (чаще всего из керамики). Вследствие значительной индуктивности проволочных резисторов их рекомендуется использовать в цепях постоянного и переменного токов с частотой не более 50 Гц. Как правило, проволочные резисторы используются в цепях, где рассеиваются значительные мощности – от десятков до сотен ватт.

К преимуществам проволочных резисторов переменного сопротивления следует отнести повышенную термостойкость и мощность рассеивания, нагрузочную способность, высокий уровень износостойкости, хорошую стабильность характеристик при разнообразных воздействиях внешней среды, достаточно низкий уровень собственных шумов и малый ТКС. Вместе с тем они имеют ограниченный диапазон номинальных сопротивлений, довольно высокую паразитную емкость и индуктивность.

Непроволочные резисторы бывают пленочными и объемными. Конструкция простейшего выводного пленочного резистора представляет собой цилиндрическое основание, на которое наносится – сплошным слоем или в виде спирали – резистивная пленка, на торцы основания надеваются проводящие колпачки с припаянными к ним выводами. Для изготовления резистивных пленок используют пиролитический углерод, углерод с примесью бора, композитные материалы. Также используются пленки металлов и их сплавов и пленки оксидов металлов (отечественные резисторы С2, МЛТ). Углеродистые резисторы на сегодня являются наиболее распространенным типом резисторов (из отечественных – резисторы С1-4). Они имеют высокую стабильность параметров, небольшой отрицательный температурный коэффициент сопротивления, стойки к импульсным нагрузкам [1]. Бороуглеродистые резисторы отличаются тем, что содержат в проводящем слое небольшую добавку бора, что позволяет уменьшить ТКС. По сравнению с углеродистыми металлопленочные резисторы обладают более высокой стабильностью параметров при циклическом изменении температуры, меньшими габаритами при равной мощности рассеивания. А их недостатками являются меньшая стойкость к импульсным нагрузкам и меньший частотный диапазон [2].

Конструкция объемного резистора может представлять собой стержень из проводящей композиции круглого или прямоугольного сечения с запрессованными проволочными выводами. Снаружи стержень защищается стеклоэмалевой или стеклокерамической оболочкой. Токопроводящий слой композиционных резисторов представляет собой соединение графита или сажи с неорганической или неорганической связкой. Такие соединения позволяют получить проводящие элементы любой формы в виде массивного тела (из отечественных – резисторы типа С4) или пленки (С3). Обладают повышенной надежностью термостойкостью. К недостаткам композиционных резисторов как объемных так и пленочных относятся зависимость сопротивления от приложенного напряжения, заметное старение, относительно высокий уровень собственных шумов, а также зависимость собственного сопротивления от частоты

SMD резисторы

В настоящее время широко применяются SMD-резисторы, изготовляемые преимущественно по пленочной технологии. Основные характеристики таких резисторов определяются их размерами (рис. х).

Рис. 8. SMD резистор

В Табл. х приведены размеры резисторов для каждого из стандартных типов размеров, в Табл. 2 – соответствующие им характеристики.

Таблица 2. Маркировка SMD резисторов

6,4

3,2

0,6

0,65

0,6

Типоразмер

L, мм

W, мм

H, мм

a, мм

b,мм

0201

0,6

0,3

0,25

0,12

0,15

0402

1

0,5

0,35

0,2

0,25

0603

1,6

0,8

0,45

0,3

0,3

0805

2

1,25

0,6

0,4

0,4

1206

3,2

1,6

0,6

0,5

0,5

1210

3,2

2,5

0,6

0,5

0,5

1812

4,5

3,2

0,6

0,5

0,5

2010

5

2,5

0,6

0,6

0,6

2512

-55...+125

-55...+125

-55...+125

-55...+125

-55...+125

-55...+125

-55...+125

-55...+125

-55...+125

Таблица 3.Основные характеристики SMD резисторов


Сглаживающие фильтры

Сглаживающий фильтр — устройство для сглаживания пульсаций после выпрямления переменного тока диодным мостом. Простейшим сглаживающим фильтром является электролитический конденсатор большой ёмкости, установленный на схеме параллельно нагрузке, соблюдая полярность конденсатора. Нередко устанавливается параллельно электролитическому конденсатору плёночный (или керамический) для переменного тока ёмкостью 0,01 микрофарады, для устранения помех сети 220.

Псофометрический коэффициент помех

При оценке помех, проникающих из цепей питания в телефонные каналы, необходимо учитывать не только амплитуду напряжения данной гармоники, но и такой параметр, как частота. Это объясняется тем, что микротелефонные цепи и ухо человека обладают различной чувствительностью к колебаниям разной частоты, даже если их амплитуда одинакова. В связи с этим вводят понятие псофометрического коэффициента помех a {k}[4], который зависит от частоты и величина которого определяется экспериментально с учётом микротелефона и человеческого уха.

Эффективное значение псофометрического напряжения пульсации U на выходе выпрямителя будет равно:

Формула 1. Псофометрический коэффициент помех

где

a {1}, a {k} — псофометрические коэффициенты для соответствующих гармоник;

U {1},U {k} — амплитуды соответствующих гармоник выпрямленного напряжения.

Коэффициент сглаживания

Основным параметром сглаживающих фильтров является коэффициент сглаживания, которым называется отношение коэффициента пульсации на входе (K_{Bx}) к коэффициенты пульсации на выходе (K_{H}) или то есть на нагрузке.

Формула 2. Коэффициент пульсации

где U {01m},U {H1m} -это амплитуды первой гармоники напряжений на входе и выходе фильтра соответственно; U_{0},U_{H} — постоянные составляющие напряжений на входе и выходе фильтра.

Индуктивный сглаживающий фильтр

Индуктивный фильтр состоит из дросселя, включенного последовательно с нагрузкой. Под дросселем подразумевается обычная катушка, характеризующаяся определённой индуктивностью.[5] Сглаживающее действие такого фильтра основано на возникновении в дросселе ЭДС самоиндукции, препятствующей изменению выпрямленного тока. Дроссель выбирается так, чтобы индуктивное сопротивление его обмотки(X {L} = mw {c}L )было больше сопротивления нагрузки R {H}. При выполнении этого условия большая часть переменной составляющей падает на обмотке дросселя. На сопротивлении нагрузки выделяется в основном постоянная составляющая выпрямленного напряжения U {0} и переменная составляющая, величина которой намного меньше переменной составляющей напряжения, падающего на обмотке дросселя.

Коэффициент сглаживания такого фильтра равен :

Формула 3. Индуктивное склаживание

где у нас

R {H} — сопротивление нагрузки

L  индуктивность обмотки дросселя

W {c} — угловая частота

m   коэффициент зависящий от схемы выпрямителя и показывающий, во сколько раз частота основной гармоники выпрямленного напряжения больше частоты тока сети.

Стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения — преобразователь электрической энергии, позволяющий получить на выходе напряжение, находящееся в заданных пределах при значительно больших колебаниях входного напряжения и сопротивления нагрузки.

По типу выходного напряжения стабилизаторы делятся на стабилизаторы постоянного тока и переменного тока. Как правило тип питания (постоянный либо переменный ток) такой же, как и выходное напряжение, хотя возможны исключения.


Линейный стабилизатор

Линейный стабилизатор представляет собой делитель напряжения, на вход которого подаётся входное (нестабильное) напряжение, а выходное (стабилизированное) напряжение снимается с нижнего плеча делителя. Стабилизация осуществляется путём изменения сопротивления одного из плеч делителя: сопротивление постоянно поддерживается таким, чтобы напряжение на выходе стабилизатора находилось в установленных пределах. При большом отношении величин входного/выходного напряжений линейный стабилизатор имеет низкий КПД, так как большая часть мощности Pрасс = (Uin — Uout) * It рассеивается в виде тепла на регулирующем элементе. Поэтому регулирующий элемент должен иметь возможность рассеивать достаточную мощность, т. е. должен быть установлен на радиатор нужной площади. Преимущество линейного стабилизатора - простота, отсутствие помех и небольшое количество используемых деталей.

В зависимости от расположения элемента с изменяемым сопротивлением линейные стабилизаторы делятся на два типа:

Последовательный: регулирующий элемент включен последовательно с нагрузкой.

Параллельный: регулирующий элемент включен параллельно нагрузке.

В зависимости от способа стабилизации:

Параметрический: в таком стабилизаторе используется участок ВАХ прибора, имеющий большую крутизну.

Компенсационный: имеет обратную связь. В нём напряжение на выходе стабилизатора сравнивается с эталонным, из разницы между ними формируется управляющий сигнал для регулирующего элемента

Последовательный стабилизатор на биполярном транзисторе

Рис.10. Стабилизатор напряжения

По сути, это рассмотренный выше параллельный параметрический стабилизатор на стабилитроне, подключённый ко входу эмиттерного повторителя. В нём нет цепей обратной связи, обеспечивающих компенсацию изменений выходного напряжения.

Его выходное напряжение меньше напряжения стабилизации стабилитрона на величину Ube, которая практически не зависит от величины тока, протекающего через p-n переход, и для приборов на основе кремния приблизительно составляет 0,6В. Зависимость Ube от величины тока и температуры ухудшает стабильность выходного напряжения, по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне.

Эмиттерный повторитель (усилитель тока) позволяет увеличить максимальный выходной ток стабилизатора, по сравнению с параллельным параметрическим стабилизатором на стабилитроне, в β раз (где β - коэффициент усиления по току данного экземпляра транзистора). Если этого недостаточно, применяется составной транзистор.

Трансформатор

Трансформа́тор (от лат. transformo — преобразовывать) — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.

Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике.

Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкого материала.

Базовые принципы действия трансформатора

Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:

1-Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм)

2-Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция)

На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток намагничивания создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку.

В некоторых трансформаторах, работающих на высоких или сверхвысоких частотах, магнитопровод может отсутствовать.

Форма напряжения во вторичной обмотке связана с формой напряжения в первичной обмотке довольно сложным образом. Благодаря этой сложности удалось создать целый ряд специальных трансформаторов, которые могут выполнять роль усилителей тока, умножителей частоты, генераторов сигналов и т. д. Исключение — силовой трансформатор. Он преобразует синусоиду входного напряжения в такое же синусоидальное напряжение на вы

ходе вторичной обмотки. Отклонение от синусоиды порождает искажения, которые могут нарастать в последующих трансформаторах.

Рис.11. Схематическое устройство трансформатора. 1 — первичная обмотка, 2 — вторичная

Катушки индуктивности

Катушка индуктивности — винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении. Как следствие, при протекании через катушку переменного электрического тока, наблюдается её значительная инерционность.

Применяются для подавления помех, сглаживания пульсаций, накопления энергии, ограничения переменного тока, в резонансных (колебательный контур) и частотноизбирательных цепях, в качестве элементов индуктивности искусственных линий задержки с сосредоточенными параметрами, создания магнитных полей, датчиков перемещений и так далее.

Рис.12. Катушка индуктивности

Характеристики катушки индуктивности

Индуктивность

Основным параметром катушки индуктивности является её индуктивность, численно равная отношению создаваемого током потока магнитного поля, пронизывающего катушку к силе протекающего тока. Типичные значения индуктивностей катушек от десятых долей мкГн до десятков Гн.

Индуктивность катушки пропорциональна линейным размерам катушки, магнитной проницаемости сердечника и квадрату числа витков намотки. Индуктивность катушки-соленоида

Формула 4. Индуктивность

где  mu 0  - магнитная постоянная,

mu r  - относительная магнитная проницаемость материала сердечника (зависит от частоты),

s e  - площадь сечения сердечника,

l e  - длина средней линии сердечника,

N  - число витков.

При последовательном соединении катушек общая индуктивность равна сумме индуктивностей всех соединённых катушек:

Формула 5. Последовательная индуктивность

При параллельном соединении катушек общая индуктивность равна:

Формула 6. Паралельная индуктивность

1.1.5 Принципиальная схема устройства

На принципиальной схеме указанно, какие используются елемнты в устройстве, расположение микросхем и тактового генератора. Так же видно расположение всех smd компонентов и их распиновка.

Рис.13. принципиальная схема


1.2 Практическая часть

1.2.1 Построение печатной платы в  Sprint Layout

Для начала  рассмотрена программа для построения печатных плат. Найдена программу SprintLayout, она служит для построения печатных плат. Программа SprintLayout содержит инструменты для рисования контактных площадок, дорожек, многогранников, надписей, лупу для выбора удобного масштаба просмотра чертежа, а также имеет библиотеку компонентов. Файлы чертежей имеют расширение lay

В соответствие с принципиальной схемой я посторил печатную плату в SprintLayout.

Рис.14. Монтажная плата в SprintLayout


1.2.2Перенос схемы из программы на глянцевую бумагу

Собрав схему в программе на компьютере я перенёс её на глянцевую бумага, перед этим вставил в принтер глянцевую бумагу и распечатал туда схему, что видно на рисунке ниже.

Рис.15. Схема на бумаге

Схема распечатана в зеркальном отражение так как её необходимо перевести в будующем на текстолит. По подписе на схеме видно что она в зеркальном отражение.


1.2.3 Подготовка текстолита

Я взял кусок текстолита и вырезал необходимый мне по размерам кусок текстолита. После того как я его вырезал необходимо его зачистить нождачной бумагой для того чтобы было легче перенести рисунок с бумаги на текстолит.

Рис.16. Подготовка текстолита

После того как я счистил верхний, тонкий слой медного покрытия. Необходимо протереть поверхность моющим или солфеткой пропитанной спиртом.

Рис.17. Подготовка поверхности

После того как я подготовил текстолит нужного размера я его просушил и подготовил для нанесения рисунка.

Нанесение рисунка на текстолит

После подготовки текстолита и рисунка на бумаге настал момент нанисение рисунка на текстолит. Для данной задачи я включил утюг и приложил бумагу рисунком к текстолиту.

Рис.17. Перенос рисунка

После того как утюг нагрелся, я хорошо прижав утюг к текстолиту с бумагой и разгладил для того чтобы нагрелись чернила и приклеелись к текстолиту. После того как я разгладил бумагу,  я начал медленно отрывать бумагу от текстолита. По мере отрыва бумаги от текстолита рисунок переносился на текстолит.

Рис.18. Рисунок на текстолите

После изготовления и лужения печатной платы  я принялся за припаюку компонентов на печатную плату.

1.2.4 Монтаж компонентов на печатную плату

После переноса на текстолит и травления платы, я начал припаевать компоненты. Для того чтобы припоять столь мелкие компоненты я использовал специальное оборудование с увелечительной линзой. Весь процесс припойки происходил под линзой, а SMD резисторы держал с помощью пинцета и правой рукой их припаевал.

Рис.19. Припайка SMD резистора

В след после припайки смд компонентов я припаял экран и микроконтроллер экрана.

Рис.20. Экран устройства

После припайки экрана на своё место я принялся за припайку smd микроконтроллера который расположен под экраном на обратной стороне печатной платы.

Рис.21. Контролер экрана 74НС595D

Монтаж кнопок

После монтажа всех компонентов на плату я взял 3 кнопки и припаял их на провода. Кнопки припаяны на общий минус- зелёными проводами а на плюс красными.

Рис.22. Кнопки управления

После припайки кнопок они будут выведены на корпус с помощью шлейфа, что является удобно и компактно.

Рис.23. Припайка кнопок на шлейф

Глава 2. Охрана труда

Меры безопасности при техническом обслуживании

электронной техники

 2.1 Характеристики санитарно-гигиенических условий труда Гигиеническая оценка условий и характера труда

 Для гигиенической оценки условий и характера труда на рабочих местах были разработаны основные гигиенические  критерии  оценки и классификация  условий  труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса, оформленные нормативные документы.

Под термином «гигиенические критерии» понимаются показатели, позволяющие дифференцировано оценить степень отклонений каждого из показателей производственной среды и трудового процесса от действующих гигиенических нормативов – каждому показателю соответствуют свои предельно допустимые значения.

Гигиеническая оценка условий и характера труда  на рабочих местах производится со следующими целями:

- контроля условий труда работника (работников) на соответствие действующим санитарным правилам и нормам, гигиеническим нормативам и выдачи гигиенического заключения.

- установления приоритетности в проведении оздоровительных мероприятий и оценки их эффективности.

- создания банка данных по условиям труда на уровне предприятия, отрасли, района, города, региона, республики.

- аттестации рабочих мест по условиям труда и сертификации работ по охране труда в организации.

- сопоставления состояния здоровья работника с условиями его труда (при проведении периодических медицинских осмотров, составлении санитарно – гигиенической характеристики)

- расследования случаев профессиональных заболеваний и отравлений.

- установления уровней профессионального риска для разработки профилактических мероприятий  и обоснования мер социальной защиты работающих.

В процессе трудовой деятельности человека, промышленное оборудование и экологическая обстановка могут содержать факторы, оказывающие вредное влияние на его здоровье: вызывать профессиональное заболевание, временное или стойкое снижение работоспособности, повысить частоту соматических и инфекционных заболеваний, привести к нарушению здоровья потомства и другим заболеваниям.

Вредные производственные факторы подразделяются на следующие группы:

физические факторы:

·      температура, влажность, скорость движения воздуха, тепловое излучение;

·      неионизирующие электромагнитные поля и излучения: электростатические поля, постоянные магнитные поля (в т.ч. и геомагнитное), электрические и магнитные поля промышленной частоты (50 Гц), электромагнитные излучения  радиочастотного диапазона, электромагнитные излучения оптического диапазона           

(в т.ч. лазерное и ультрафиолетовое);

·      ионизирующие излучения;

·      производственный шум, ультразвук, инфразвук;

·      вибрация (локальная, общая);

·      аэрозоли (пыли) преимущественно фиброгенного действия;

·      освещение: естественное (отсутствие или недостаточность), искусственное (недостаточная освещенность, прямая и отраженная слепящая блескость,  пульсация освещенности);

·      электрически заряженные частицы воздуха – аэроионы;

- химические факторы, в том числе некоторые вещества биологической природы (антибиотики, витамины, гормоны, ферменты, белковые препараты), получаемые химическим синтезом и/или для контроля которых используют методы химического анализа;

-биологические факторы: микроорганизмы-продуценты, живые клетки и споры, содержащиеся в препаратах, патогенные микроорганизмы.

Факторы трудового процесса:

ТЯЖЕСТЬ ТРУДА – характеристика трудового процесса, отражающая преимущественную нагрузку на опорно-двигательный аппарат и функциональные системы организма (сердечно-сосудистую, дыхательную и др.), обеспечивающие его деятельность.

Тяжесть труда характеризуется физической динамической нагрузкой, массой поднимаемого и перемещаемого груза, общим числом стереотипных рабочих движений, величиной статической нагрузки, формой рабочей позы, степенью наклона корпуса, перемещениями в пространстве.

НАПРЯЖЕННОСТЬ ТРУДА – характеристика  трудового процесса, отражающая нагрузку в основном на центральную нервную систему, органы чувств, эмоциональную сферу работника.

К факторам, характеризующим напряженность труда, относятся: интеллектуальные, сенсорные, эмоциональные нагрузки, степень монотонности нагрузок,  режим работы.

ОПАСНЫЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ФАКТОР – фактор среды и трудового процесса, который может быть причиной острого заболевания или внезапного резкого ухудшения здоровья, смерти.

В зависимости от количественной характеристики и продолжительности  действия отдельные  вредные  производственные  факторы могут стать опасными, например производство работ под водой, при повышенном атмосферном давлении, при длительном воздействии высоких уровней вибрации и шума, в условиях напряженной обстановки и других.

Анализ условий труда

Охрана труда – это правовая защита работника от опасностей, возникающих для его здоровья на рабочем месте, а также связанных с экономическим превосходством работодателя. Сюда относятся правила, регулирующие рабочее время и другие условия труда. За соблюдение правил охраны труда отвечает, прежде всего, работодатель. Также охрана труда включает меры по защите здоровья работника, принимаемые в течение рабочего времени.

Условия труда – совокупность факторов, влияющих на работоспособность и здоровье человека в процессе производственной деятельности. К ним относятся:

1) производственно-технические, направленные на совершенствование технологии производства;

2) санитарно-гигиенические, обеспечивающие производству микроклимат;

3) общие условия труда, включающие бытовое обслуживание.

При поступлении на работу и во время работы на предприятии с работником проводятся инструктажи по безопасности труда: вводный, первичный на рабочем месте, повторный, внеплановый и целевой. Вводный инструктаж проводится с каждым вновь поступающим на предприятие работником. После получения вводного инструктажа, а затем первичного инструктажа на рабочем месте работник должен в течение первых 2 – 14 смен (в зависимости от характера работы и квалификации) пройти стажировку и приобрести навыки безопасных способов работы под руководством лица, назначенного приказом (распоряжением, решением) по предприятию (цеху, участку и т.п.).

Внеплановый инструктаж проводят:

- при введении в действие новых или переработанных стандартов, правил, инструкций по охране труда, а также изменений к ним;

- при изменении технологического процесса, замене или модернизации оборудования, приспособлений и инструмента, исходного сырья, материалов и других факторов, влияющих на безопасность труда;

- при нарушении работником требований безопасности труда, которые могут привести или привели к травме, аварии, взрыву или пожару, отравлению;

- по требованию органов надзора;

- при перерывах в работе - для работ, к которым предъявляют дополнительные (повышенные) требования безопасности труда более чем на 30 календарных дней, а для остальных работ - 60 дней.

Целевой инструктаж проводят при выполнении разовых работ, не связанных с прямыми обязанностями по специальности (погрузка, выгрузка, уборка территории, разовые работы вне предприятия, цеха и т.п.); ликвидации последствий аварий, стихийных бедствий и катастроф; производстве работ, на которые оформляется наряд - допуск, разрешение и другие документы.

Инструктажи на рабочем месте завершаются проверкой знаний.

В соответствии с требованиями органов здравоохранения работник проходит медицинские осмотры (предварительный при поступлении на работу и периодические), лабораторные и функциональные исследования, делает профилактические прививки.

Работник обязан соблюдать действующие на предприятии правила внутреннего трудового распорядка и графики работы, которыми предусматриваются: время начала и окончания работы (смены), перерывы для отдыха и питания, порядок предоставления дней отдыха, чередование смен и другие вопросы использования рабочего времени.

О каждом несчастном случае на производстве пострадавший или очевидец в течение смены должен сообщить непосредственному руководителю.

При обнаружении неисправности используемого оборудования, инвентаря, приспособлений и инструмента работник должен сообщить об этом непосредственному руководителю и до ее устранения к работе не приступать.

При возникновении поломок оборудования, угрожающих аварией на рабочем месте или в цехе, необходимо прекратить его эксплуатацию, а также подачу к нему электроэнергии, газа, воды и т.п. Доложить о принятых мерах непосредственному руководителю (лицу, ответственному за безопасную эксплуатацию оборудования) и действовать в соответствии с полученными указаниями.

В аварийной обстановке следует оповестить об опасности окружающих людей, доложить непосредственному руководителю о случившемся и действовать в соответствии с планом ликвидации аварий.

"Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса" (далее - руководство или гигиенические критерии) применяется для гигиенической оценки условий и характера труда на рабочих местах с целью:

- контроля условий труда работника (работников) на соответствие действующим санитарным правилам и нормам, гигиеническим нормативам и выдачи гигиенического заключения

- установления приоритетности в проведении оздоровительных мероприятий и оценки их эффективности

- аттестации рабочих мест по условиям труда и сертификации работ по охране труда в организации

- применения мер административного воздействия при выявлении санитарных правонарушений, а также привлечения виновных лиц к дисциплинарной и уголовной ответственности

- сопоставления состояния здоровья работника с условиями его труда (при проведении периодических медицинских осмотров, составлении санитарно - гигиенической характеристики)

- расследования случаев профессиональных заболеваний и отравлений;

- установления уровней профессионального риска для разработки профилактических мероприятий и обоснования мер социальной защиты работающих.

Мероприятия по защите от шума и вибрации

Уменьшив механический шум в источнике его появления, можно обеспечить радикальную защиту от производственного шума. Хотя возможности для этого весьма ограничены и требуют реконструкции узлов агрегатов. Поэтому следует об этом подумать еще при проектировании.

Хороший эффект защиты от производственного шума дает рациональная планировка цехов, мастерских  и предприятий в целом. Особо «шумные» объекты, где уровень шума 85дБ и более,  следует компоновать в группы и размещать не ближе 100м. к «тихим» зданиям таким, как лаборатории, конструкторские бюро и т.д. между ними хорошо создать зеленую полосу, которая также будет способствовать защите от воздушного шума. Внутри зданий также нужно разделять цеха шумные и тихие, отделяя их коридорами, холлами.

Для защиты от вибрации на производстве важна акустическая обработка помещений. Ведь звуковые волны отражаются от всех предметов, включая потолок, стены и пол. А материалы, применяемые для строительства – кирпич, бетон, и прочие поглощают в лучшем случае 2% звуковой энергии, попадающей на них, а оставшиеся 98% отражают обратно в помещение.  Поэтому необходимо провести акустическую обработку помещений. С этой целью выполняют внутреннюю облицовку помещений звукопоглощающими материалами типа матов, мягких плит, защищенных со стороны помещения перфорацией.

При защите от шума стремятся уменьшить распространение звуковых волн от источника. Для чего возводят специальные конструкции - акустические экраны, перекрытия, специальные звукоизолирующие кожухи и другие. Принцип действия ограждающих устройств заключается в отражении звуковой энергии, хотя незначительная ее часть все же проникает через них.

Мероприятия по защите от шума на производстве должны начинаться на стадии проектирования и вестись постоянно.

Требования к освещению в производственных помещениях с электронной аппаратурой.

Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности.

Качество поступающей информации во многом зависит от освещения: неудовлетворительное количественно или качественно оно не только утомляет зрение, но и вызывает утомление организма в целом. Нерациональное освещение может, кроме того, являться причиной травматизма: плохо освещенные опасные зоны, слепящие источники света и блики от них, резкие тени ухудшают видимость настолько, что вызывает полную потерю ориентировки работающих.

Типы и виды освещения, типы ламп, показатели освещённости при работе с компьютерной техникой

Светильники направленного света (или споты) представляют собой несколько ламп, которые объединены одним основанием. При помощи таких светильников можно освещать необходимое вам пространство: рабочие и обеденные зоны или же места отдыха. Светильники можно поворачивать во все стороны относительно их оснований.

Тип ламп используемых в спотах- галогенные лампы.

Качественные и надежные светильники встраиваемые считаются, пожалуй, наиболее востребованным товаром. Они удобны в эксплуатации, обеспечивают необходимый уровень освещения в комнате (в зависимости от площади помещения выбирается определенное количество светильников).Встроенные светильники светодиодные подходят для использования как в жилых комнатах, так и в офисах.

Тип ламп используемых во встраиваемых светильниках-  светодиодные лампы (LED).

 

Струнные системы освещения состоят из двух параллельно натянутых тросов, разнесённых друг от друга на ширину от 3 до 20 см. Длина струны ограничивается возможностями трансформатора, который меняет напряжение тока, повышает комфортность освещения и подавляет мерцание лампочек. Длина струны от электромагнитного трансформатора до светильника не должна превышать 10 м, от электронного трансформатора 2 м. Один трос – нулевой проводник, второй – фазный. В низковольтных системах провод может быть неизолированным WL-P05/60, в высоковольтных устройствах иметь изоляционное покрытие ПВХ - WL-P05/60P. Избегая провисания, тросы натягиваются очень сильно, поскольку непосредственно на трос крепятся струнные светильники. Трос крепится концевыми креплениями WL-P02 и WL- P02B к стене и потолку. Для крепления струны к потолку используются промежуточные стойки WL-P03B длиной 6, 10 или 20 см. Струнные системы – альтернативный вариант классического подхода к освещению созданный для современных интерьеров.

Тип ламп используемых в струнных системах освещения- галогенные лампы.

Самым модным трендом в светодизайне последних лет остаются шинные системы освещения. Благодаря функциональности и универсальности эту систему используют не только в офисах, выставочных залах и на торговых площадках, но и в жилых помещениях. Шинная система представляет собой устройство, которое позволяет перемещать светильники, установленные на одном тросе, по всей длине этого троса.

За счет небольшого веса (метр конструкции весит около 3 кг.) шинная система может быть закреплена как к основному, так и к декоративному потолку. Также возможно разноуровневое расположение конструкций шины.

С помощью шинных систем можно освещать сразу несколько объектов и тем самым делать акцент на нужные детали интерьера.

Тип ламп используемых в шинных системах освещения- галогенные лампы.

2.2 Электробезопасность. Требования безопасности при  работе с электрооборудованием

Электробезопасность в производственных условиях обеспечивается соответствующей конструкцией электроустановок; техническими способами и средствами защиты; организационными и техническими мероприятиями.

Обеспечение электробезопасности от случайного прикосновения к токоведущим частям достигается следующими техническими способами и средствами, используемыми отдельно или в сочетании друг с другом:

- защитные оболочки, защитные ограждения (временные или стационарные)

-  безопасное расположение токоведущих частей; изоляция рабочего места

-   защитное отключение

-   предупредительная сигнализация; блокировка; знаки безопасности.

Ограждения выполняются сплошными и сетчатыми. Сплошные ограждения (корпуса, кожухи, крышки) применяются в электроустановках напряжением до 1000 В, а сетчатые до и выше 1000 В. Ограждения оборудуются крышками, дверцами или дверями, запирающимися на замок или снабженными блокировками.

Блокировки применяются в электроустановках, требующих частого проведения работ на ограждаемых токоведущих частях.

Опасность поражения электрическим током существует всегда, если имеется контакт с устройством, питаемым напряжением 36 В и выше, тем более от электрической сети 220 В. Это может произойти по оплошности в случае прикосновения к открытым токоведущим частям, но чаще всего из-за различных причин (перегрузки, не совсем качественная изоляция, механические повреждения и др.). В процессе эксплуатации может ухудшиться изоляция токоведущих частей, в том числе шнуров питания, в результате чего они могут оказаться под напряжением, и случайное прикосновение к ним чревато электротравмой, а в тяжелых случаях - и гибелью человека.

Зоной повышенной электроопасности являются места подключения электроприборов и установок. Нередко подключающие розетки располагают на полу, что недопустимо. Часто совершается другая ошибка - перегрузка розеток по мощности, и, как следствие, происходит нарушение изоляции, приводящее к короткому замыканию.

Для исключения, а точнее - для сведения к минимуму потенциальной опасности электротравмирования необходимо придерживаться требований, установленных "Правилами эксплуатации электроустановок потребителей" и "Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей" (ПЭ и ПТБ электроустановок потребителей), а также "Правилами устройства электроустановок (ПУЭ)".

Для предотвращения поражений электрическим током при работе с компьютером следует установить дополнительные оградительные устройства, обеспечивающие недоступность токо-ведущих частей для прикосновения; с целью уменьшения опасности можно использовать разделительный трансформатор для развязки с основной сетью, и обязательным во всех случаях является наличие защитного заземления или зануления (защитного отключения) электрооборудования. Для качественной работы компьютеров создается отдельный заземляющий контур.

В процессе обслуживания ПЭВМ возникает необходимость ремонтных, монтажных и профилактических работ. Согласно СанПиН 2.2.2.542-96, запрещено проводить ремонт ВДТ и ПЭВМ непосредственно в рабочих, учебных помещениях.

Во время работы с электроустановками наряду с безусловным соблюдением определенных организационных мер, установленных ПЭ и ПТБ электроустановок потребителей, следует строго выполнять все технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ со снятием напряжения, а именно: отключение оборудования на участке, выделенном для производства работ, и принятие мер против ошибочного или самопроизвольного включения; ограждение при необходимости рабочих мест и оставшихся под напряжением токоведущих частей; вывешивание предупредительных плакатов и знаков безопасности; проверка отсутствия напряжения; наложение заземления.

Помещения по степени опасности поражения током из-за характера окружающей среды делятся на классы:

1. Помещения без повышенной опасности

2. Помещения с повышенной опасностью

3. Особо опасные помещения

Характеризуются наличием одного из условий:

а) сырость (относительная влажность воздуха превышает 75%);

б) токопроводящая пыль;

в) токопроводящие полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и др.);

г) температура воздуха

Требования безопасности при работе с электрооборудованием

Поражение электрическим током и его воздействие на организм человека. Нарушение правил электробезопасности при использовании технологического оборудования, электроустановок и непосредственное соприкосновение с то-коведущими частями установок, находящихся под напряжением, создает опасность поражения электрическим током.

       Прохождение электрического тока через организм человека оказывает термическое, электролитическое и биологическое действия. Термическое действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве крови, кровеносных сосудов; электролитическое — в разложении крови; биологическое — в раздражении живых тканей организма, что может привести к прекращению деятельности органов кровообращения и дыхания.  

    Многообразие действий электрического тока может привести к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.

Электрические травмы — это местные повреждения тканей организма, которые бывают следующих видов:

— электрический ожог (контактный) токовый — получается в результате соприкосновения (контакта) человека с токоведущей частью и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую. Различают четыре степени ожогов:

 I - покраснение кожи

II - образование пузырей

III - омертвение всей толщи кожи

IV - обугливание тканей организма

Тяжесть поражения обусловливается не столько степенью ожога, сколько площадью обожженной поверхности тела. Токовые ожоги возникают при напряжении не выше 1000 В и являются чаще всего ожогами первой и второй степени.

Дуговой (бесконтактный) ожог — возникает при напряжении более 2000 В. В этом случае между телом человека и токоведущей частью оборудования возникает электрический разряд (дуга), температура которого превышает 3000 "С. Дуговые ожоги, как правило, тяжелые (III—IV степени).

        Механические повреждения могут возникнуть в результате непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием электрического тока. Механические повреждения (разрывы кожи, кровеносных сосудов, переломы костей) относят к травмам, требующим продолжительного лечения.

        Электрический удар — возбуждение живых тканей и внутренних органов человека, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц. Электроудары бывают четырех степеней: 
-судорожное сокращение мышц без потери сознания;
 
- судороги мышц, потеря сознания при сохранении дыхания и работе сердца;
 
- потеря сознания, остановка сердца или дыхания;
 
-     и клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.

        Воздействие тока может быть и рефлекторным (не прямым), когда происходит поражение центральной нервной системы. Это также может нарушить кровообращение и дыхание.

        Электрический шок — разновидность электроудара, когда происходит тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма на сильное раздражение электрическим током. Сопровождается глубокими расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ. Шоковое состояние длится от нескольких минут до суток. Может закончиться летальным исходом при отсутствии своевременной врачебной помощи.

        Степень опасности при поражении электрическим током зависит также и от схемы включения человека в электросеть.

Защита от статического электричества и электромагнитных излучений

Статическое электричество – это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и перемещением свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектрика или на изолированных проводах. В помещениях вычислительных центров разряд статического электричества возникает при прикосновении обслуживающего персонала к любому из элементов ЭВМ. Такие разряды опасности для человека не представляют, однако, кроме неприятных ощущений они могут привести к выходу из строя ЭВМ. Защита от статического электричества должна проводится в соответствии с санитарно-техническими нормами допускаемой напряженности электростатического поля. Допускаемые уровни напряженности электростатического поля не должны превышать 20 кВ в течение одного часа.

Для снижения величины возникающих зарядов статического электричества в помещениях вычислительных центров покрытие технологических полов следует выполнять из однослойного поливинилхлоридного линолеума. Другим методом защиты является нейтрализация заряда ионизированным газом. К общим мерам защиты от статического электричества в вычислительных центрах можно отнести общее и местное увлажнение воздуха.

В машинных залах ЭВМ и в помещениях с дисплеями необходимо контролировать уровень аэроионизации. Следует учитывать, что легкое рентгеновское излучение, возникающее при напряжении на аноде 20 – 22 кВ, а также высокое напряжение на токоведущих участках схемы вызывают ионизацию воздуха с образованием положительных ионов, является неблагоприятным для человека. Оптимальным уровнем аэроионизации в зоне дыхания работающего считается соединение легких аэроионов обоих знаков от 1,5•102 до 5•103 см3 воздуха.

Очень важным является вопрос электромагнитного излучения монитора, а спектр излучения компьютера включает в себя рентгеновскую, ультрафиолетовую и инфракрасную области спектра, а также широкий диапазон электромагнитных волн других частот.

Для снижения потенциально опасного излучения видеотерминалов целесообразно предпринимать специальные меры защиты от низкочастотных полей. Источник высокого напряжения дисплея – строчный трансформатор – помещается в задней или боковой части терминала, причем стенки корпуса не экранируют излучение, поэтому пользователям следует находится не ближе, чем на 1,2 м от задних и боковых поверхностей соседних терминалов.

Причины возникновения коротких замыканий, их

профилактика

Короткие замыкания в электропроводке чаще всего происходят из-за нарушения изоляции токопроводящих частей в результате механического повреждения, старения, воздействия влаги и агрессивных сред, а также неправильных действий людей. При возникновении короткого замыканиявозрастает сила тока, а количество выделяющейся теплоты, как известно, пропорционально квадрату тока. Так, если при коротком замыкании ток увеличится в 20 раз, то выделяющееся при этом количество тепла возрастет примерно в 400 раз.

Воздействие влаги и агрессивных сред на изоляцию проводов существенно ухудшает ее состояние из-за появления поверхностных токов утечки. От возникающего при этом тепла жидкость испаряется, а на изоляции остаются следы соли. При прекращении испарения ток утечки исчезает. При неоднократном воздействии влаги процесс повторяется, но из-за повышения концентрации соли проводимость увеличивается настолько, что ток утечки не прекращается даже после окончания испарения. Кроме того, появляются мельчайшие искры. В дальнейшем под действием тока утечки изоляция обугливается, теряет прочность, что может привести к возникновению местного дугового поверхностного разряда, способного воспламенить изоляцию.

Пожарная опасность коротких замыканий электропроводов характеризуется следующими возможными проявлениями электрического тока: воспламенением изоляции проводов и окружающих горючих предметов и веществ; способностью изоляции проводов распространять горение при поджигании ее от посторонних источников зажигания; образованием при коротком замыкании расплавленных частиц металла, поджигающих окружающие горючие материалы (скорость разлета расплавленных частиц металла может достигать 11 м/с, а их температура — 2050—2700 °С). 

Наибольшей пожарной опасностью обладают провода и кабели с полиэтиленовой оболочкой, а также полиэтиленовые трубы при прокладке в них проводов и кабелей. Электропроводки в полиэтиленовых трубах в пожарном отношении представляют большую опасность, чем электропроводки в винипластовых трубах, поэтому область применения полиэтиленовых труб значительно уже.

На электроустановочных  устройствах (розетках, выключателях, патронах и т. д.) указаны предельные значения токов, напряжений, мощности, а на зажимах, разъемах и других изделиях, кроме того, наибольшие сечения присоединяемых проводников. Для безопасного пользования этими устройствами необходимо уметь расшифровывать эти надписи.

Например, на выключателе нанесено «6,3 А; 250 В», на патроне — «4 А; 250 В; 300 Вт», а на удлинителе-разветвителе — «250 В; 6,3 А», «220 В. 1300 Вт», «127 В, 700 Вт». «6,3 А» предупреждает о том, что ток, проходящий через выключатель, не должен превышать 6,3 А, иначе выключатель перегреется. Для любого меньшего тока выключатель годится, так как чем меньше ток, тем меньше нагревается контакт. Надпись «250 В» указывает, что выключатель может применяться в сетях напряжением не выше 250 В.

Требование безопасности при пайке

При приведении работ, связанных с проведением пайки и лужения, необходимо четко соблюдать правила техники безопасности. В обратном случае вы можете нанести вред своему здоровью.

К проведению работ, связанных с пайкой и лужением, допускаются только лица, достигшие совершеннолетия. Работники должны пройти специальное обучение. Они должны в совершенстве знать правила охраны труда, безопасные способы проведения работ, уметь правильно обращаться с инструментами, приспособлениями и грузами. Если при выполнении пайки или лужки у работника возникли какие-либо проблемы, он должен обратиться к руководителю, а не пытаться решить проблему самостоятельно.

Крайне серьезно нужно относиться к соблюдению техники безопасности, поскольку при пайке и лужении, на работника могут воздействовать различные вредные факторы. К таковым следует отнести повышенную загазованность воздуха парами химических веществ, пожароопасность, брызги флюсов и припоев, повышенную температуру воздуха рабочей зоны. В данном случае важно иметь средства индивидуальной защиты.

В работе использовать качественные материалы и инструменты. Так, припой пруток должен отвечать всем стандартам. Припои используют при пайке изделий из латуни, бронзы, меди, руководитель участка должен провести инструктаж по работе с этим инструментом.

Работы, связанные с пайкой и лужением, должны проводиться в специально оборудованных и предварительно подготовленных помещениях. Обязательно должна присутствовать система вентиляции. Вентиляционные установки должны быть оснащены звуковой и световой сигнализацией.

В работе использовать качественные и исправные инструменты. Согласно правилам технической документации, паяльник должен пройти специальную проверку и испытания. Класс данного оборудования в обязательном порядке должен соответствовать условиям производства и категории помещения. Также нужно позаботиться о защите кабеля паяльника от соприкосновения с горячими предметами и защите от случайного механического повреждения.

Не меньшее значение имеет подготовка рабочего места. Оно должно быть оборудовано местной вентиляцией. Не допускается проводить пайку и лужку без использования специальных защитных очков. Рабочее место должно быть оборудовано светильниками с непросвечивающими отражателями. Осветительные приборы нужно расположить таким образом, чтобы свет не «бил» в глаза работнику.

2.3 Требования пожарной безопасности

Пожарная безопасность — состояние защищённости личности, имущества, общества и государства от пожаров. Обеспечение пожарной безопасности является одной из важнейших функций государства.

Элементами системы обеспечения пожарной безопасности (СОПБ) являются органы государственной власти, органы местного самоуправления, организации, и иные юридические лица независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности, граждане, принимающие участие в обеспечении пожарной безопасности в соответствии с законодательством ПМР.

Достижению пожарной безопасности способствуют:

нормативное правовое регулирование и осуществление государственных мер в области пожарной безопасности;

создание пожарной охраны и организация её деятельности;

разработка и осуществление мер пожарной безопасности;

реализация прав, обязанностей и ответственности в области пожарной безопасности; — производство пожарно-технической продукции;

выполнение работ и услуг в области пожарной безопасности;

проведение противопожарной пропаганды и обучение населения мерам пожарной безопасности; — информационное обеспечение в области пожарной безопасности;

учёт пожаров и их последствий;

осуществление Государственного пожарного надзора (ГПН) и других контрольных функций по обеспечению пожарной безопасности;

тушение пожаров и проведение аварийно-спасательных работ (АСР);

установление особого противопожарного режима;

лицензирование деятельности в области пожарной безопасности и подтверждение соответствия продукции и услуг в области пожарной безопасности.

Лица, ответственные за нарушение требований пожарной безопасности, иные граждане за нарушение требований пожарной безопасности, а также за иные правонарушения в области пожарной безопасности могут быть привлечены к дисциплинарной, административной или уголовной ответственности в соответствии с действующим законодательством.

Пожарная безопасность обеспечивается системой предотвращения пожара и системой пожарной защиты. Во всех служебных помещениях обязательно должен быть «План эвакуации людей при пожаре», регламентирующий действия персонала в случае возникновения очага возгорания и указывающий места расположения пожарной техники.

Пожары в ВЦ представляют особую опасность, так как сопряжены с большими материальными потерями. Характерная особенность

ВЦ — небольшие площади помещений. Как известно, пожар может возникнуть при взаимодействии горючих веществ, окислителя и источников зажигания. В помещениях ВЦ присутствуют все три основные фактора, необходимые для возникновения пожара.

Горючими компонентами на ВЦ являются: строительные материалы для акустической и эстетической отделки помещений, перегородки, двери, полы, перфокарты и перфоленты, изоляция кабелей и др.

Источниками зажигания в ВЦ могут быть электрические схемы от ЭВМ, приборы, применяемые для технического обслуживания, устройства электропитания, кондиционирования воздуха, где в результате различных нарушений образуются перегретые элементы, электрические искры и дуги, способные вызвать загорания горючих материалов.

В современных ЭВМ очень высокая плотность размещения элементов электронных схем. В непосредственной близости друг от друга располагаются соединительные провода, кабели. При протекании по ним электрического тока выделяется значительное количество теплоты. При этом возможно оплавление изоляции. Для отвода избыточной теплоты от ЭВМ служат системы вентиляции и кондиционирования воздуха. При постоянном действии эти системы представляют собой дополнительную пожарную опасность.

Для большинства помещений ВЦ установлена категория пожарной опасности В.

Одна из наиболее важных задач пожарной защиты — защита строительных помещений от разрушений и обеспечение их достаточной прочности в условиях воздействия высоких температур при пожаре. Учитывая высокую стоимость электронного оборудования ВЦ, а также категорию его пожарной опасности, здания для ВЦ и части здания другого назначения, в которых предусмотрено размещение ЭВМ, должны быть первой и второй степени огнестойкости. Для изготовления строительных конструкций используются, как правило, кирпич, железобетон, стекло, металл и другие негорючие материалы. Применение дерева должно быть ограничено, а в случае использования необходимо пропитывать его огнезащитными составами.

Средства тушения пожаров

Тушение пожара – сложная профессиональная задача. Ее решение под силу только обученным и хорошо оснащенным пожарным подразделениям, которые всегда используют изолирующие средства защиты органов дыхания.

При тушении пожара условно можно выделить периоды его локализации и ликвидации.

Пожар считается локализованным, когда нет угрозы людям и животным, нет угрозы взрывов и обрушений, развитие пожара ограничено, обеспечена возможность его ликвидации имеющимися силами и средствами.

Пожар считается ликвидированным, когда горение прекращено, обеспечено предотвращение его возникновения.

Указанные признаки локализации и ликвидации пожара необходимо знать руководителям и персоналу ОУ для принятия правильных решений.

Для прекращения горения необходимо выполнение хотя бы одного из следующих условий:

прекращение поступления в зону горения новых порций паров горючего;

прекращение поступления окислителя (кислорода воздуха); уменьшение теплового потока от факела пламени; уменьшение концентрации активных частиц (радикалов) в зоне горения.

Таким образом, возможными принципами (способами) тушения огня могут быть:

-снижение температуры очага горения ниже температуры самовоспламенения или температуры вспышки горючего путем введения в пламя веществ, которые в результате испарения, сублимации или разложения забирают на себя некоторое количество теплоты (классическим веществом является вода);

-уменьшение количества паров горючего, поступающего в зону горения, путем изоляции горючего вещества от воздействия факела очага горения (например, при помощи плотного покрывала);

-снижение концентрации кислорода в газовой среде путем разбавления среды негорючими добавками (например, азотом, углекислым газом);

-снижение скорости химической реакции окисления за счет связывания активных радикалов и прерывания цепной реакции горения, протекающей в пламени, путем введения специальных химически активных веществ (ингибиторов);

-создание условий гашения пламени при прохождении его через узкие каналы между частицами огнетушащего вещества (эффект огнепреграждения);

-срыв пламени в результате динамического воздействия струи огнетушащего вещества на очаг горения.

Но даже при быстром оповещении пожарной охраны необходимо время, чтобы пожарной команде добраться до места происшествия и развернуть технические средства. Поэтому в случае небольшого возгорания каждый сотрудник ОУ и должны уметь пользоваться первичными и подручными средствами пожаротушения.

Доступными подручными средствами тушения огня являются: огнетушители, вода, снег, земля, песок, стиральный порошок, брезентовые покрывала, а также веники, портфели, книги.

Наиболее распространенными огнетушителями являются: порошковые (ОП-2, ОП-5), углекислотные (ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8), водяные, аэрозольные и воздушно-пенные (ОВП-10). На корпусе каждого огнетушителя имеется инструкция по его использованию. Химически-пенные огнетушители (ОХП-10) запрещены к производству и применению.

Применяя огнетушители, помните, что они работают недолго (около минуты) и предназначены для тушения небольших очагов возгорания. Пенным огнетушителем нельзя тушить электрооборудование, находящееся под напряжением. Раструб углекислотного огнетушителя нельзя держать голой рукой (температура раструба составляет -70 °C).

Чтобы не усиливать опасности от ОФП, категорически не рекомендуется:

-распахивать окна и двери в горящем помещении – кислород способствует горению, а дым его уменьшает;

-близко подходить к огню из-за опасности взрывов, обрушения конструкций зданий. При больших пожарах образуются воздушные потоки, которые могут затянуть человека в огонь;

-бороться с пламенем самостоятельно, не защитив себя и свои органы дыхания, не вызвав пожарной охраны (если вы не справитесь с загоранием за несколько минут, его распространение приведет к большому пожару);

-поддаваться панике и мешать тем, кто тушит пожар, спасает людей и имущество;

-тушить водой включенные в сеть электробытовые приборы, электрощиты и провода;

-пытаться выйти через задымленный коридор или лестницу без защиты органов дыхания.

Существует классификация пожаров по характеристикам горючей среды, имеющая важное практическое значение при выборе тактики действий и типов первичных средств пожаротушения:

-в общественных зданиях и сооружениях на каждом этаже должно размещаться не менее двух ручных огнетушителей;

-при наличии нескольких небольших помещений одной категории пожарной опасности количество необходимых огнетушителей определяется с учетом суммарной площади этих помещений.

Заключение

В дипломной работе проведен анализ работы устройств для отсчета временных интервалов.  Основное назначение цифровых таймеров заключается в установке интервалов времени, сигнализации и окончании отсчета, которые получили в настоящее время самое широкое распространение в различных устройствах вычислительной техники.

Для построения устройства электронного таймера  использовали цифровые микросхемы attiny 2313 и микроконтролер экрана 74HC595. Эти микросхемы характеризуются высокой стабильностью, способностью функционировать при большом разбросе питающих напряжений, хорошей совместимостью с любыми другими микросхемами.

Выполняя дипломную работу, можно сделать вывод, что с помощью электронной среды «sprint laoyt» эффективно моделируются и конструируются различные цифровые устройства на логических элементах.

По результатам проведенного в данной дипломной работе анализа охраны труда мы убедились, что организация условий труда на рабочем месте – сложный и многоаспектный процесс. На современных предприятиях этому вопросу уделяется все большее внимание руководителей.

      К улучшениям условий труда техника можно отнести такие мероприятия как:

  1.  организация рабочего места;
  2.  нормализация микроклимата помещения;
  3.  обеспечения защиты персонала от  шума;
  4.  обеспечение защиты персонала от излучений;
  5.  обеспечение электробезопасности и пожарной безопасности;
  6.  Выполнение требований безопасности при наладке и ремонте.

Список литературы

По главе 1.

  1.  В.Л. Шило. Популярные цифровые микросхемы. - М.: Радио и связь, 1989 г.- 352c.
  2.  Б.В. Табарин., Л.Ф. Лунин. Интегральные микросхемы, диоды, транзисторы. Справочник.-M.:Машиностроение, 2000г.-319с.
  3.  М. Тули. Справочное пособие по цифровой электронике. Пер. с англ. –М.: Энергоатомиздат, 2000г.-176с.
  4.  А.А. Зотов, Ю.Л. Муромцев. основы схемотехники радиоэлектронных средств. Учебное пособие –Тамбов. Тамб.гос.техн.ун-т.2005г.-273с.
  5.  Ю. И. Степанов. Справочник по ЕСКД  К. 1975 г.-214c.
  6.  А. Уильямс. Применение интегральных схем.- М.: Мир 1987 г-432c..
  7.  ОСТ 11073.915-80. Микросхемы интегральные. Классификация и система условных обозначений.
  8.   ГОСТ 17467-88 (СТ СЭВ 5761-86). Микросхемы интегральные. Основные размеры.
  9.  Г.А. Триполитов, А.В. Ермаков. Микросхемы, диоды, транзисторы. Справочник. - М. Машиностроение, 1994. - 319 с., ил.

По главе 2.

PAGE   \* MERGEFORMAT 47

Тип

0201

0402

6003

0805

1206

1210

1812

2010

2512

Номинальная мощность при 70°C, Вт

0,05

0,063

0,1

0,125

0,25

0,25

0,5

0,5

1

Рабочее напряжение, max, В

15

50

50

150

200

200

200

200

200

Максимальное напряжение, max, В

30

100

100

200

400

400

400

400

400

Диапазон сопротивлений, E24, Ом

10 - 1 М

1 - 2,2 М

1 - 10 М

1 - 10 М

1 - 10 М

1 - 10 М

1 - 10 М

1 - 10 М

1 - 10 М

Температурный диапазон, ºС


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

44317. Особенности технологического процесса получения керамики из продукта химического диспергирования сплава Al-Si (12%масс.) 9.97 MB
  Другой проблемой является создание мембран и фильтрующих керамических элементов с многослойной структурой с высокими прочностными свойствами. Одним из решений этой проблемы может стать использование нанокристаллических порошков, в процессе спекания которых, происходит формирование особых многозеренных нанокристаллических структур с высокой прочностью связи на границах зерен
44319. Автоматизация бизнес-процессов телефонного маркетинга 5.04 MB
  Необходимо понимать разницу между компьютерами и информационными системами. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом для информационных систем. Информационная система немыслима без определения ее миссии, задач, архитектуры, инфраструктуры, конфигурации, средств телекоммуникаций и персонала, взаимодействующего с компьютерами
44320. Методические рекомендации. Социология 237.5 KB
  Подготовка выпускной квалификационной работы студентами позволяет преподавателям выявить уровень освоения методики проведения экспериментальной работы во время прохождения практик; осуществить контроль за качеством профессиональной подготовки студентов по специализации
44323. Диалоговая оболочка для отладки DVM-программ 1.98 MB
  Модели параллельного программирования Краткий обзор существующих моделей Модель параллелизма DVM Сложности отладки DVMпрограмм. Описание графической оболочки Описание возможностей Отладка эффективности DVMпрограмм Средства DVMсистемы Возможности графической оболочки Демонстрация характеристик производительности DVMпрограммы Иллюстрация топологии решетки процессоров