Цифровой регулятор освещенности

Работа на тему цифрового регулятора освещенности. Оценки: Рецензия - 8; Отзыв - 7; Защита - 8 ...

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………………………………………................ 2
1 Общий раздел ……………………………………………………………………………………………………………………. 4
1.1 Обзор существующих аналогов ……………………………….…….………………………………………… 4
1.2 Разработка технических требований …………………………………..…….……………............ 8
1.3 Выбор и обоснование функциональной схемы изделия………………..…………………. 8
1.4 Описание работы изделия по схеме электрической принципиальной.…. 9
2 Расчетный раздел…………………………………...……………………………………………………………………….. 12
2.1 Расчет блока питания ………………….……………………………………..………………………................. 12
2.2 Выбор элементов для генератора импульсов…………..……………………………………….. 16
2.3 Расчет сечения и длины проводов для схемы подключения ……….…………….. 16
2.4 Расчет потребляемой электроэнергии изделием за год ……………….…………… 18
2.5 Расчет надежности изделия ……………………..………………………………………………………………. 18
3 Конструктивный раздел …………………………………………..………………………………………………….. 22
3.1 Выбор элементов схемы ……………………………………………………………………………………………….. 22
3.2 Выбор и обоснование материалов и покрытий …………….…….……………………………. 36
3.3 Описание конструкции изделия………………….………………………………………………………………. 37
4 Монтаж, наладка и эксплуатация устройства………………………………………………… 39
5 Охрана труда……………………………………………………………………………………………………………………… 41
6 Экономический раздел…………………………………………………..………..…………………………….……….. 47
6.1 Понятие о себестоимости продукции. Значение себестоимости в деятельности предприятия……………………………………………………………………………….………………..
47
6.2 Расчет затрат на монтаж, наладку и эксплуатацию цифрового регулятора освещенности…………………………………….…….…………………………………………………….
48
6.3 Расчет основной заработной платы рабочих, занятых монтажом цифрового регулятора освещенности………………………..………………………………….……….
53
6.4 Расчёт полной себестоимости и цены цифрового регулятора освещенности………………………………………………………………………………………………………………………………..
54
6.5 Расчёт стоимости потребляемой за год электроэнергии….………………………. 55
7 Охрана окружающей среды и энергосбережения………………………………………………. 56
8 Заключение ……………………………………………………………………………..…………………………………………. 59
Литература ……………………………………………………………………………………………………………….………. 60
Приложение А ……………………………………………………………………………………………………………………. 61
Приложение Б ……………………………………………………………………………………………………………………. 63

Введение

В данном дипломном проекте будет разработан и рассмотрен цифровой регулятор освещенности, так же называемый диммером.
Диммер (от англ. dim — затемнять, в русском языке — светорегулятор) — электронное устройство, предназначенное для изменения электрической мощности (регулятор мощности). Обычно используется для регулировки ярко-сти света, излучаемого лампами накаливания или светодиодами.
Первый, механический диммер был изобретен в 1890-х годах, для медлен-ного затемнения освещения в театре. Первенство данного изобретения при-надлежит изобретателю – самоучке, ярому поклоннику Мельпомены из США, Гранвиллу Вудсу. Все диммеры предназначены для включения/выключения осве-щения и регулировки его интенсивности. Кроме этого, многие модели предо-ставляют другие полезные функции. Например, ав томатическое отключение по таймеру, имитация присутствия (включение, отключение, изменение яркости согласно программе), плавное отключение, дистанционное управление, акусти-ческое или голосовое управление, подключение к единой сети «умный дом». Так же подобные регуляторы освещенности находят большое применение в производстве, например, на пцицефабриках, когда важно создать имитацию искусственных суток. Да и просто дома, такое устройство найдет широкое применение. Начиная от регулировки света в аквариуме, заканчивая, напри-мер, полным оснащением освещения дома, для экономии электроэнергии.
Особенности и характеристики:
Если диммер применять для включения лампы накаливания, то это позво-ляет избежать резкого броска тока. По идее, такой прием должен существен-но продлить срок службы лампы, сделать ее практически «вечной». Однако на практике лампы все равно перегорают, хотя и значительно реже диммер спо-собен менять не только яркость, но и цветовую температуру света. При уменьшении яркости свет приобретает красноватый оттенок диммеры сочета-емы не с мощными лампами (тогда КПД лампы сильно падает), а с лампами меньших мощностей применение светового регулятора при мощных лампах со-здает назойливый уловимый шум схема диммера создает помехи, которые де-лаю работу некоторых приборов неточной или невозможной.
Устройство диммера часто является причиной появления фона при запи-си или трансляции звука механические (поворотный, поворотно-нажимной, кно-почный) электронные (сенсорный диммер и бесконтактный) дистанционные аку-стические.
Недостатки диммеров:
Диммер может вызвать помехи, даже радиочастотные; несовместим с лю-минесцентными лампами;
Могут перегреваться при температуре в помещении выше 25-27°С;
Дают особенное освещение при использовании светодиодных ламп, когда движущийся предмет кажется неподвижным – это может привести к травмиро-ванию.

Таким образом мы найдем общую величину напряжений на вторичных обмотках.Величина напряжения на вторичной обмотке трансформатора: U2=ΣU2 обм. (10)U2=10+10+5,04+5,04=30,08 ВВеличина тока на вторичной обмотке: I2=1,41∙IH+16,6∙UВых.вп2∙Ri∙RTP , (11) где Ri – сопротивление диодного моста I2=1,41∙31,015 +16,6∙162∙1∙99,11=45.07 мАРасчет величины тока на первичной обмотке трансформатора:I1=1,2∙U2∙I2220 (12)I1=1,2∙30,08∙45,07220=7,39 мАВеличина габаритной мощности трансформатора:P=1,7∙U2∙I21000 (13)P=1,7∙30,08∙45,071000=2,30 В∙АРасчет тока для предохранителя:Iпр=1,5×Iнагр, (14)где Iнагр- токпервичной обмотки трансформатораIпр=1,5Iпр=1,5×7,39=11,08 мАВыбран предохранитель марки ВП1-1-0,25А-250В2.2 Выборе элементов для генератора импульсовПринцип выбора конденсатора и резистора для генератора состоит в следующем: чем меньше резистор, тем быстрее заряжается конденсатор и импульс короче. Чем больше конденсатор, тем он дольше заряжается, следовательно, импульс длиннее. Нам нужно получить частоту около 0,2 - 0,3 Гц. Конденсатор C8 выбираем разумной емкости, а именно – 1 мкФ. Далее проводим подбор резистора R10 под заданную частоту. И проверяем по формуле (14). Резистор взят с сопротивлением 2 МОм. Проверяем правильно ли выбраны элементы. F=0,44R*C , (15) где R – Сопротивление резистора, Ом; С – Емкость конденсатора, Ф; F=0,442000000*0.000001 = 0,22 Гц2.3 Расчет сечения и длины проводов для схемы подключенияСечения и длина проводов для схемы:Iн=PрUн , (16)где Pр– расчетная мощность трансформатора; Uн– номинальное напряжение сети.Iн=2,30 220=0,010 АОпределим сечение провода по формуле:S = IномJ , (17)где Iном- номинальный ток; J – допустимая плотность тока для выбранного типа проводов;S = 0,0103=0.0033 мм2Для одиночных медных проводов, прокладываемых открыто минимально допустимое сечение жилы 1 мм2 , что больше рассчитанного 0,0033 мм2. Выбираем провода марки ВВГ (1 мм2) для монтажа цепей внутри устройства.Сечение провода для заземления в установках с напряжением до 1000В должно быть не менее 16мм2, выбираем провод марки ПуГВ - провод одножильный с гибкой медной жилой, с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката, без оболочки.Определим длину кабеля для подключения щита управления к распределительному устройству силовой сети (220 В) по формуле:l = Σ li +lo , (18)где lo – запас длины провода для монтажа и перемонтажа; l – длина кабеля; li – длина проводников по отдельным элементам.L1 = 1,0 + 5,0 + 4,0 + 1,0 = 11 мДля подключения цифрового регулятора освещенности к распределительному устройству силовой сети (220 В) выбран двухжильный кабель АВВГ.Определяем длину металлической трубы для подключения силовой сети щита управления к распределительному устройству по формуле: l = Σ li , (19)где l – длина металлической трубы; li – длина металлической трубы по отдельным элементам.l1 = 1,0 + 5,0 + 4,0 = 10 м2.4 Расчет затрат электроэнергии за годПотребляемая электроэнергия изделия за год:Эгод= Роб.∙ТКс∙К , (20)где Роб- мощность оборудования, Вт;Т- время работы изделия за год, час;Кс- коэффициент, учитывающий потери в сети (0,9);Ки- коэффициент, учитывающий потери в автомате (0,7).Цифровой регулятор освещенности будет работать 365 дней в году и 24 часа в сутки. Из этого следует, что время его работы за год будет составлять 8760 часов. Следовательно, потребляемая электроэнергия будет равна:Эгод= 2,30∙87600,9∙0,7=31,981 кВт∙час2.