Система акустического контроля помещения

Добрый день, уважаемая комиссия! Тема моего дипломного проекта — «Система акустического контроля помещения от несанкционированного доступа».

В процессе выполнения работы пришлось:

— проанализировать основные пути, которыми постороннее лицо может проникнуть в помещение, подлежащее защите;

— рассмотреть охранные системы, которые позволяют отследить подобное вторжение и отреагировать на него;

— создать макет системы акустического контроля помещения от несанкционированного доступа.

Системотехническое проектирование

Давайте поговорим об охранных системах вообще. Они предназначены для защиты ценных ресурсов как от стихии (охранно-пожарная сигнализация), так и от рук злоумышленников (системы охраны периметра, системы видеонаблюдения). Состав охранной системы:

аппаратура контроля доступа, задача которой – пропускать на защищаемую территорию лиц, имеющих на это право, в установленное время и только в специально отведенных для этого местах;

устройства регистрации вторжения, которые обнаруживают вторжение на защищаемую территорию и формируют сигнал тревоги;

центральный пульт, который собирает информацию с датчиков и принимает решение – является ситуация поводом для перехода в режим тревоги или нет;

устройства сигнализации, оповещающие персонал службы безопасности о тревожном событии.

Постороннее лицо может проникнуть в защищаемое помещение разными способами:

1) через двери и окна;

2) путем разрушения крыши, потолка, стен, пола;

3) спрятавшись на территории защищаемого объекта и выждав удобное для вторжения время.

maman-j-ai-rate-l-avion-19-g
Последний способ был наглядно продемонстрирован в фильме «Один дома 2», где, если помните, бандиты спрятались в магазине игрушек и дождались ухода персонала, и только потом начали преступные действия.

Однако вторжение на объект можно отследить, и выявляется оно по срабатыванию датчиков обнаружения охранной системы. К таким датчикам относятся:

1) датчики открытия двери или окна;

2) датчики объема;

3) средства оптического наблюдения.

Датчики объема реагируют на изменения в замкнутом пространстве. Они представлены следующими разновидностями:

1) акустические датчики;

2) инфракрасные датчики;

3) допплеровские датчики движения.

Особый интерес в виду своей простоты и дешевизны представляют акустические датчики. Такой датчик срабатывает на превышение уровня шума в помещении, например, на разговор, стук или грохот падающих предметов, и, по сути, является микрофоном со встроенным усилителем. Помимо очевидного использования в составе охранной системы для обнаружения посторонних лиц, акустический датчик может использоваться в быту, в роли так называемой «радионяни» – устройства, реагирующего на плач или крик ребенка, находящегося в другой комнате.

Существующие системы акустического контроля помещений относятся к специальным техническим средствам для оперативно-розыскной деятельности, поэтому они отсутствуют в свободной продаже, а информация о них является закрытой. В некотором роде исключением из правила является восьмиканальная система акустического контроля помещений «Ушко», которая выпускается по лицензии ФСБ России. Система представляет собой восьмиканальный коммутатор микрофонов на запись или прослушивание.

8_ak_l1 8_ak_l2
Система способна работать с восемью проводными микрофонами и обеспечивает их независимую коммутацию на запись и на прослушивание через наушники. Система совместима со всеми видами звукозаписывающих устройств, имеющих линейный вход для записи. К другим важным особенностям можно отнести индикацию уровня сигнала, индикацию выбранного канала, автономное питание (встроенный Li-PO аккумулятор). На передней панели расположены органы управления коммутацией микрофонов (переключатель каналов микрофонов; индикатор номера канала микрофона; индикатор уровня сигнала; регулятор громкости; гнездо для наушников), органы управления записью (переключатель каналов записи; индикатор номера канала записи; индикатор уровня записи; индикатор включения записи; тумблер включения записи) и индикатор заряда. Полные технические характеристики системы можно увидеть по ссылке.

pm-010
Система совместима с проводными микрофонами «ПМ 010», технические характеристики которых доступны по вышеприведенной ссылке.

Однако в ряде случаев подобная функциональность окажется излишней и даже неоправданной. Например, когда необходимо с минимальными затратами решить тривиальную задачу – оповещение о превышении уровня шума в небольшом помещении, подлежащем охране. И даже более – система «Ушко» без дополнительных устройств бессильна в случае, когда при превышении уровня шума понадобятся конкретные действия в ответ на тревогу. Например, это может быть включение сирены в защищаемом помещении, чтобы дезориентировать и оглушить злоумышленника.

Целью дипломного проекта будет разработка системы акустического контроля помещения от несанкционированного доступа с минимальной себестоимостью при приемлемом уровне функциональности. Так, в системе будет предусмотрена индикация превышения уровня шума в помещении, возможность прослушивания сигнала с микрофона через головные телефоны, а так же возможность подключения устройств, непосредственно реагирующих на сигнал тревоги.

%d1%81%d1%82%d1%80%d1%83%d0%ba%d1%82%d1%83%d1%80%d0%bd%d0%b0%d1%8f-%d1%81%d1%85%d0%b5%d0%bc%d0%b0
Давайте обсудим структурную схему охранной системы, в частности — охранной системы с акустическими датчиками объема.

Любая охранная система состоит из датчиков, которые контролируют охраняемую территорию и преобразуют поступающие сигналы в вид, удобный для последующей обработки средствами цифровой электроники. Датчики отслеживают состояние окружающей среды: звуковой фон, освещенность, влажность, вибрации, изменение состава воздуха и пр. На выходе датчика может быть как аналоговый, так и цифровой сигнал. Для акустического контроля используется микрофон, который создает аналоговый электрический сигнал, пропорциональный давлению звуковой волны в каждый момент времени.

Приемный блок собирает и анализирует информацию, полученную с датчиков, и принимает решение – являются условия тревожными или нет.

Индикаторы оповещают о срабатывании того или иного датчика, и могут быть представлены светодиодами, зуммерами или другими сигнальными устройствами.

Исполнительные устройства предназначены для реагирования на сигнал тревоги с помощью конкретных действий. Как правило, в роли таких устройств выступают электромагнитные реле, коммутирующие питание различных видов нагрузки. Так, это может быть включение сирены, прожекторов, магнитофона на запись, запирание электронных замков, дозвон по телефонному номеру и пр.

Схемотехническое проектирование

%d1%84%d1%83%d0%bd%d0%ba%d1%86%d0%b8%d0%be%d0%bd%d0%b0%d0%bb%d1%8c%d0%bd%d0%b0%d1%8f-%d1%81%d1%85%d0%b5%d0%bc%d0%b0
Перейдем к функциональной схеме системы акустического контроля помещения.

Датчик устанавливается в помещении, которое подлежит защите, приемный блок – на пульте охраны.

Звуковые сигналы, представляющие собой механические колебания воздуха, улавливаются микрофоном датчика. Полученный аналоговый электрический сигнал, несущий информацию о давлении звуковой волны, поступает на усилитель. После усиления до приемлемого уровня сигнал передается на вход порогового устройства, на выходе которого возможны два состояния: логический «0» (тревоги нет) или логическая «1» (тревога). Эти сигналы поступают в линию связи. Со второго выхода усилителя в линию поступает усиленный аналоговый сигнал.

В целях безопасности датчик должен иметь автономное питание, не зависящее от электросети (в меньше мере это касается и приемного блока). Поскольку энергозапасы автономных источников питания обычно невелики, то энергопотребление датчика следует сократить до возможного минимума, прежде всего – в дежурном режиме.

Приемный блок содержит в себе индикатор, который включается при получении логической «1» с порогового устройства, исполнительное устройство, реагирующее на сигнал тревоги конкретными действиями, и усилитель для низкоомных головных телефонов.

%d1%86%d0%b8%d1%84%d1%80%d0%be%d0%b2%d0%be%d0%b9-%d1%81%d0%b8%d0%b3%d0%bd%d0%b0%d0%bb-%d0%b8%d1%81%d0%ba%d0%b0%d0%b6%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d1%8f
Для компенсации искажений цифрового сигнала, вызванных передачей по проводной линии связи, в схему приемного блока целесообразно ввести второе пороговое устройство, которое будет восстанавливать форму импульса логической «1».

Блок питания приемного блока состоит из внешнего сетевого адаптера и внутреннего стабилизатора. Должна быть предусмотрена работа устройства от автономных источников.

В данном проекте использование исполнительного устройства не рассматривалось, однако возможность его подключения предусмотрена конструкцией приемного блока.

Входные и выходные параметры датчика разрабатываемой системы:

Номинальное напряжение питания Uпит,………………………………………………9 В

Допустимое напряжение питания Uпит­­,…………………………………………………6…12 В

Потребляемый ток при Uпит=9 В, не более

в дежурном режиме………………………………………………………………………………500 мкА

при подаче сигнала тревоги………………………………………………………………….2 мА

Частотный диапазон, не хуже………………………………………………………………300–4000 Гц

Уровень логического «0» на выходе “D”, не более………………………………..0,05 В

Уровень логической «1» на выходе “D”…………………………………………………Uпит

Амплитуда звукового сигнала на выходе “A”, не менее…………………………0,2 В

Главным требованием было обеспечение экономичности датчика – в дежурном режиме он должен потреблять возможно меньшее количество энергии.

Входные и выходные параметры приемного блока разрабатываемой системы:

Параметры электросети……………………………………………………………………….220 В, 50Гц

Напряжение питания Uпит (внутренний стабилизатор)…………………………9 В

Напряжение питания Uпит (автономный источник)………………………………6…12 В

Потребляемый ток при Uпит=9 В, не более…………………………………………….80 мА

Уровень логического «0» на входе “D”, не более…………………………………..3 В

Уровень логической «1» на входе “D”, не менее…………………………………….3,5 В

Уровень логического «0» на выходе “OUT”, не более……………………………0,05 В

Уровень логической «1» на выходе “OUT”……………………………………………Uпит

Сопротивление головных телефонов…………………………………………………..4…32 Ом

Амплитуда выходного аудиосигнала…………………………………………………..0…3 В

К питанию приемного блока не предъявляются такие жесткие требования, поэтому он может работать и от сетевого адаптера. Но хотелось бы иметь достаточно мощный УНЧ, способный работать с головными телефонами с разным сопротивлением катушек, и даже с полноценными громкоговорителями (типа всеми нами любимого 1ГД-48-120, — huxfluxdeluxe).

%d1%8d%d0%bb-%d0%bf%d1%80-%d0%b4%d0%b0%d1%82%d1%87%d0%b8%d0%ba
Электрическая принципиальная схема датчика почти без изменений взята из книги «Охранная техника» (Виноградов Ю. А., 2008), — huxfluxdeluxe.

Чувствительный элемент схемы – электретный микрофон BM1 – подключается к напряжению питания через резистор R1  номиналом 2,2…10 кОм. В данном случае номинал 15 кОм был выбран для снижения потребления схемы путем уменьшения тока, питающего микрофон, до значения 300 мкА (подбирается для разных микрофонов индивидуально — huxfluxdeluxe).

Как упоминалось ранее, датчик с автономным питанием должен обладать как можно меньшим энергопотреблением в дежурном режиме (потребление в состоянии тревоги, как правило, не нормируется). Значит, для выполнения поставленных целей следует максимизировать использование полевых транзисторов и микросхем на их основе. Главное отличие полевого транзистора от биполярного – он управляется не током, а напряжением. Соответственно, энергопотребление таких транзисторов (и микросхем) заметно ниже.

%d0%ba%d0%bc%d0%be%d0%bf
Комплементарное включение полевых транзисторов с p и nканалом имеет очень ценное качество: уровень логического «0» почти равен потенциалу нулевого провода, а уровень логической «1» очень близок к потенциалу питающего микросхему напряжения. Это значит, что реализованный в КМОП-технологии логический элемент работает как электронный переключатель (рис. 2.4): его выход соединен либо с нулевым проводом (открыт nканал, pканал закрыт), либо с шиной питания (открыт pканал, nканал закрыт). Состояние выхода зависит от того, какую функцию реализует КМОП-структура этого элемента, и от предъявленного ей набора переменных {X0, X1, …, Xn}.

Для усиления слабого сигнала микрофона до уровня, с которым  с которым может работать КМОП-логика, применен микромощный операционный усилитель DA1 типа КР140УД1208. Другое название такого типа ОУ – «программируемые», поскольку с помощью одного резистора их можно перевести из обычного режима усиления в режим малого потребления (при этом снижается быстродействие ОУ, что никак не сказывается на низкочастотных сигналах звукового диапазона).

Режим работы ОУ на микротоках задает резистор R5. По паспорту микросхемы ток потребления, мкА, не более:

— 20 мкА при управляющем токе 1,5 мкА и напряжении питания 6 В;

— 170 мкА при управляющем токе 15 мкА и напряжении питания 6 В.

Управляющий ток рассчитывается по формуле

Iупр=(Uпит-0,7)/R5

При напряжении питания Uпит=9 В и резисторе R5 номиналом 1 МОм управляющий ток равен 8,3 мА, что ограничивает потребление ОУ на уровне 50…60 мкА.

Резисторы R2 (подстроечный) и R3, включенные в обратную связь ОУ, задают коэффициент усиления. Резистор R4 вместе с конденсатором C1 исключают возможное самовозбуждение усилителя.

Помехоподавительный конденсатор C2, установленный по шине питания микросхемы, устраняет возможные импульсные помехи.

Через развязывающий конденсатор C4 усиленный звуковой сигнал поступает на выход “A” датчика (разъем XS1).

Пороговое устройство состоит из детектора C3, VD1, VD2, C5, собранного по схеме удвоителя напряжения, и транзисторного ключа R6, R7, VT1, R8. В детекторе допустимо применять кремниевые диоды типа КД521В или КД522А, но для увеличения чувствительности применяются германиевые типа Д311, Д9В, Д18. Напряжение с выхода ОУ детектируется и поступает на базу транзистора VT1 типа КТ3107Д. Если его достаточно для открытия транзистора, то по цепи «эмиттер-коллектор-R потечет ток, а на входах 1 и 2 микросхемы DD1 типа К561ЛЕ5­ появится напряжение, близкое к логической «1» (точнее – Uпит–0,7 В). Поскольку транзистор включается кратковременно и только во время тревоги, не оказывая значительного влияния на энергопотребление схемы в дежурном режиме, то он может быть биполярным. Так как пороговое устройство имеет фиксированный порог срабатывания, то регулировка чувствительности датчика осуществляется с помощью резистора R2, который отвечает за усиление DA1.

Четыре логических элемента «2ИЛИ-НЕ» микросхемы DD1 включены цифровым повторителем. При подаче на вход этого элемента управляющего сигнала X на выходе элемента формируется сигнал Y, полностью идентичный входному. Такое включение используется, чтобы согласовать низкое сопротивление проводной линии связи с высоким сопротивлением транзисторного каскада с общим эмиттером, а так же чтобы поднять напряжение логической «1» до значения Uпит .

Помехоподавительный конденсатор C7, установленный по шине питания микросхемы, устраняет возможные импульсные помехи.

Разъем питания XP1 предназначен для подключения батареи типа «Крона». Электролитический конденсатор C6 является низкочастотным фильтром питания.

Акустический датчик имеет два выхода на разъеме XS1: цифровой выход “D” несет информацию о превышении выставленного звукового порога, аналоговый выход “A” транслирует в линию связи сигнал в натуральном виде.

%d1%8d%d0%bb-%d0%bf%d1%80-%d0%bf%d1%80%d0%b8%d0%b5%d0%bc%d0%bd%d0%b8%d0%ba
Электрическая принципиальная схема приемного блока разработана аффтаром с трехлетним опытом пайки, и вобрала в себя лучшие схемотехнические решения, опробованные на его зоопарке приемников, — huxfluxdeluxe.

Приемный блок можно условно разделить на несколько функциональных блоков.

Блок питания является вторичным источником питания, то есть служит для преобразования электроэнергии. Для функционирования радиоэлектронной аппаратуры происходит преобразование переменного тока напряжением 220 вольт в постоянный с напряжением, необходимым для нормальной работы устройства. Из этих функций вытекает структурная схема трансформаторного блока питания: трансформатор, выпрямитель, сглаживающий фильтр и стабилизатор. Трансформаторный блок питания выбран по причине своей простоты и меньшего количества паразитных электромагнитных наводок, излучаемых в пространство, в отличие от импульсного.

Блок питания данного устройства состоит из разъема XS1, куда подключается понижающий сетевой адаптер (трансформатор с переменным напряжением на вторичной обмотке 9…12 В), диодного моста VDS типа DBA102, тумблера Q1, интегрального стабилизатора VR1 типа L7809 с фильтрующими конденсаторами C1C4 и индикатора включения на элементах R1, VD1. Входной электролитический конденсатор C1 выбран на большее рабочее напряжение, чем выходной C2 (25 вольт против 16 вольт), поскольку в нормальных условиях на выходе стабилизатора не будет напряжения выше 9,2 В (особенности применения микросхемы L7809). Керамические конденсаторы C2 и C4, шунтируя соответствующие электролитические конденсаторы, продлевают срок их службы, поскольку оксидные конденсаторы склонны быстрее деградировать под действием высокочастотных помех. При наличии керамического или пленочного шунта малой емкости эти помехи отфильтровываются через него.

Резистор R1 ограничивает ток через индикаторный светодиод на уровне 6,5 мА и может быть рассчитан по формуле:

R=(UпитUсв)/Iсв,

где

Rсопротивление токоограничивающего резистора,

Uпит – напряжение питания,

Uсв – падение напряжения на светодиоде,

Iсв – ток через светодиод (как правило, не более 20 мА).

Входной разъем XS2 имеет аналоговый и цифровой входы, обозначенные на схеме “A” и “D” соответственно.

Блок индикации представлен элементами DD1, DA1, R2R4,C5C8 и VD2.

Цифровой сигнал с датчика представляет собой кратковременное повышение напряжения до Uпит датчика. Если подключить индикатор (светодиод VD2 в данном случае) непосредственно ко входу “D”, то на каждое превышение порогового уровня индикатор будет реагировать короткой вспышкой. Чтобы повысить заметность индикатора, целесообразно увеличить время его свечения до 3…5 с. Для этого использован интегральный таймер DA1 типа NE555. Микросхема включена в режиме моностабильного мультивибратора, то есть по приходу сигнального импульса она переходит из выключенного состояния во включенное на время, которое определяется по формуле:

t=1,1*R*C, где

tвремя в секундах,

R – сопротивление R2+R3, выраженное в мегаомах,

C – емкость C6, выраженная в микрофарадах.

После перехода таймера во включенное состояние все последующие приходящие импульсы не будут оказывать на него никакого действия в течение времени t.

Для настройки желаемой длительности индикации установлен подстроечный резистор R2 номиналом 500 кОм, что вместе с резистором R3 номиналом 100 кОм позволяет получать длительность 1…6,6 с.

Расчет сопротивления R4 выполняется аналогично R1.

Выход микросхемы NE555 способен отдавать в нагрузку ток до 200 мА, что позволяет подключать к нему большинство электромагнитных реле без использования ключевого транзистора. На печатной плате выход под исполнительное устройство обозначен как “OUT”. Следует помнить о необходимости включения параллельно катушке реле встречно включенного диода для защиты выходного каскада таймера от перенапряжения, возникающего вследствие ЭДС самоиндукции при отключении питания катушки.

Помехоподавительный конденсатор C7 служит для защиты внутреннего делителя напряжения микросхемы от импульсных помех, которые наводятся в цепях питания в момент переключения таймера. Помехоподавительный конденсатор C8, установленный по шине питания микросхемы, так же ориентирован на нивелирование влияния импульсных помех.

Стоит заметить, что моностабильный мультивибратор на микросхеме NE555 переключает свое состояние только при наличии на входе импульса низкого уровня, а с датчика системы акустического контроля приходят импульсы высокого уровня. Микросхема DD1 типа К561ЛЕ5, включенная как инвертер, призвана обойти это ограничение. В то же время она является вторым пороговым устройством, призванным восстановить цифровой сигнал, искаженный линией связи. Помехоподавительный конденсатор C5, установленный по шине питания микросхемы, устраняет возможные импульсные помехи.

Блок усилителя низкой частоты состоит из элементов DA2, R5, R6, C9C11 и разъема XS3.

Микросхема усилителя DA2 типа LM386 используется в типовом включении, описанном в паспорте микросхемы, и обеспечивает двадцатикратное усиление сигнала. Переменный резистор R5 позволяет регулировать громкость выходного сигнала. Помехоподавительный конденсатор C9, установленный по шине питания микросхемы, устраняет возможные импульсные помехи. Элементы C10 и R6 предотвращают возбуждение усилителя на высоких частотах.

Конструкторское проектирование

В качестве материала печатных плат применен односторонний фольгированный стеклотекстолит марки FR-4 общей толщиной 1,5 мм и с толщиной фольги 35 мкм. Типовые размеры листа: 70×50 мм, 150×100 мм, 200х150 мм. Желательно, чтобы размер каждой печатной платы не превышал размера наименьшего из поставляемых листов текстолита.

Корпуса устройств являются покупными изделиями.  Для датчика применен корпус типа KRADEX Z55, для приемного блока – корпус типа KRADEX Z79.

Другими стандартными деталями, примененными для сборки, являются:

— винт M3x14 с потайной головкой ГОСТ 1491-80 – 8 шт.;

— шайба плоская 3 мм ГОСТ 11371-78 – 8 шт.;

— гайка M3 ГОСТ 15526-70 – 8 шт.

Аналоги и возможные замены деталей

Резисторы типа ВС-0,125а ГОСТ 6562-67 могут быть заменены резисторами типа МЛТ ОЖ0.467.003ТУ или аналогичными с мощностью рассеивания не менее 0,125 Вт.

Керамические конденсаторы – К10-7В ГОСТ 25814-83 или аналогичные зарубежного производства.

Электролитические конденсаторы типа CD268 рекомендуется применять производства HY, LSHC, Capxon.

Микросхемы:

КР140УД1208UA776;

К561ЛЕ5 CD4001;

L7809КР142ЕН8A;

NE555КР1006ВИ1;

LM386КР1438УН2.

Диоды:

Д311Д9В, Д18.

Транзисторы:

КТ3107Д BC557.

Габаритные чертежи печатных плат датчика и приемного блока разработаны с учетом габаритных размеров применяемых корпусов. Основной задачей было максимально возможное использование предусмотренных конструкцией корпуса посадочных мест, стоек и других элементов крепежа. Некоторые элементы схемы прикреплены непосредственно к корпусу (в скобках указан тип крепления) и соединены с печатной платой при помощи монтажных проводов.

Элементы с объемным монтажом в корпусе датчика:

микрофон BM1 (склеивание);

разъем XS1 (крепление гайкой).

Элементы с объемным монтажом в корпусе приемного блока:

разъемы XS1, XS2, XS3 (крепление гайкой);

тумблер Q1 (крепление гайкой);

светодиоды VD1, VD2 (монтаж в держатели);

переменный резистор регулятора громкости R5 (крепление гайкой).

В связи с необходимостью установки элементов на поверхность корпусов в них необходимо просверлить дополнительные отверстия.

%d0%b4%d0%b0%d1%82%d1%87%d0%b8%d0%ba-%d0%bf%d0%b5%d1%80%d0%b5%d0%b4-%d1%81%d0%b2%d0%b5%d1%80%d0%bb%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5 %d0%b4%d0%b0%d1%82%d1%87%d0%b8%d0%ba-%d0%b1%d0%be%d0%ba-%d1%81%d0%b2%d0%b5%d1%80%d0%bb%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5
Упрощенный габаритный чертеж корпуса типа KRADEX Z55. Все работы выполнены в sPlan, — huxfluxdeluxe.

%d0%bf%d1%80%d0%b8%d0%b5%d0%bc%d0%bd%d0%b8%d0%ba-%d0%b7%d0%b0%d0%b4-%d1%81%d0%b2%d0%b5%d1%80%d0%bb%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5 %d0%bf%d1%80%d0%b8%d0%b5%d0%bc%d0%bd%d0%b8%d0%ba-%d0%bf%d0%b5%d1%80%d0%b5%d0%b4-%d1%81%d0%b2%d0%b5%d1%80%d0%bb%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5 %d0%bf%d1%80%d0%b8%d0%b5%d0%bc%d0%bd%d0%b8%d0%ba-%d0%bb%d0%b5%d0%b2%d1%8b%d0%b9-%d0%b1%d0%be%d1%80%d1%82-%d1%81%d0%b2%d0%b5%d1%80%d0%bb%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5 %d0%bf%d1%80%d0%b8%d0%b5%d0%bc%d0%bd%d0%b8%d0%ba-%d0%bf%d1%80%d0%b0%d0%b2%d1%8b%d0%b9-%d0%b1%d0%be%d1%80%d1%82-%d1%81%d0%b2%d0%b5%d1%80%d0%bb%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5
Упрощенный габаритный чертеж корпуса типа KRADEX Z79.

Конечно, мы все тут взрослые люди, и вы прекрасно понимаете, что я сначала намечал отверстия в удобных местах по шаблону из тетрадного листа, потом сверлил, а потом только замерял, что вышло по факту, и подгонял получившиеся данные под круглые числа,- huxfluxdeluxe.

%d0%b3%d0%b0%d0%b1%d0%b0%d1%80%d0%b8%d1%82%d1%8b-%d0%bf%d0%bb%d0%b0%d1%82%d1%8b-%d0%b4%d0%b0%d1%82%d1%87%d0%b8%d0%ba%d0%b0
Габаритный чертеж печатной платы датчика.

%d0%b3%d0%b0%d0%b1%d0%b0%d1%80%d0%b8%d1%82%d1%8b-%d0%bf%d0%bb%d0%b0%d1%82%d1%8b-%d0%bf%d1%80%d0%b8%d0%b5%d0%bc%d0%bd%d0%b8%d0%ba%d0%b0
Габаритный чертеж печатной платы приемного блока.

Сборочный чертеж содержит в себе всю необходимую информацию для сборки печатной платы или устройства.

%d1%81%d0%b1%d0%be%d1%80%d0%be%d1%87%d0%bd%d1%8b%d0%b9-%d0%b4%d0%b0%d1%82%d1%87%d0%b8%d0%ba dat
Сборочный чертеж печатной платы датчика. Рецензент настаивал, что на сборочном чертеже обязательно проставляются размеры и количество отверстий. Чукча не читатель, чукча — писатель, у чукчи техническая графика на первом курсе один семестр читалась. Я думаю, что и так все понятно, — huxfluxdeluxe.

%d1%81%d0%b1%d0%be%d1%80%d0%be%d1%87%d0%bd%d1%8b%d0%b9-%d0%bf%d1%80%d0%b8%d0%b5%d0%bc%d0%bd%d0%b8%d0%ba priy
Сборочный чертеж печатной платы приемного блока.

Поскольку некоторые перемычки (на чертежах обозначены как Jx) расположены под корпусами микросхем, то сборку печатных плат следует начинать именно с установки перемычек. Соединение элементов с контактными площадками осуществляется пайкой ПОС-61 ГОСТ 2193-76.

Проводники объемного монтажа выполняются проводом МГТФ-0,50 либо МСЭ16-13 0.50.

Рисунок печатных проводников разработан на основе габаритного чертежа и сборочного чертежа платы. Использована сетка 2,54 мм и кратные ей, поскольку именно такое расстояние в настоящее время является общепринятым. Все работы выполнены в САПР Sprint Layout.

%d0%bf%d0%b5%d1%87%d0%b0%d1%82%d0%bd%d0%b0%d1%8f-%d0%b4%d0%b0%d1%82%d1%87%d0%b8%d0%ba
Чертеж печатных проводников на плате датчика.

Все печатные проводники выполнены толщиной 1 мм. На плате предусмотрены контактные площадки для запаивания диагностических выводов: “TPd1” для цифрового выхода датчика и “TPa1” для акустического.

%d0%bf%d0%b5%d1%87%d0%b0%d1%82%d0%bd%d0%b0%d1%8f-%d0%bf%d1%80%d0%b8%d0%b5%d0%bc%d0%bd%d0%b8%d0%ba
Чертеж печатных проводников на плате приемного блока.

Все печатные проводники выполнены толщиной 1 мм, кроме земляных, которые выполнены толщиной 1,5 мм. На плате предусмотрены контактные площадки для запаивания диагностических выводов: “TPd1” для цифрового входа с датчика и “TPa1” для акустического. Так же предусмотрен выход “OUT” для подключения исполнительного устройства, например, электромагнитного реле.

Чтобы уменьшить влияние электромагнитных наводок на микросхему усилителя низкой частоты, под ней находится экран, выполненный в виде печатного проводника, который соединен с общим проводом схемы. Две овальные контактные площадки на поверхности этого проводника предназначены для припаивания дополнительного жестяного экрана, который устанавливается над микросхемой.

Исследования

Подготовка системы к работе осуществляется следующим образом:

%d0%b4%d0%b0%d1%82%d1%87%d0%b8%d0%ba-%d0%b7%d0%b0%d0%b4
1) сняв крышку батарейного отсека (КБО), установить элемент питания в датчик;

2) установить датчик в помещении, которое подлежит защите. Рядом не должны находиться приборы и оборудование, которые в рабочем состоянии создают значительный шум (электромоторы, акустические системы и т. п.);

%d0%b4%d0%b0%d1%82%d1%87%d0%b8%d0%ba-%d0%bf%d0%b5%d1%80%d0%b5%d0%b4
3) подключить к разъему XS1 датчика соединительный кабель;

%d0%bf%d1%80%d0%b8%d0%b5%d0%bc%d0%bd%d0%b8%d0%ba-%d0%b7%d0%b0%d0%b4
4) подключить в разъем XS1, расположенный на задней стороне приемного блока, сетевой адаптер;

%d0%bf%d1%80%d0%b8%d0%b5%d0%bc%d0%bd%d0%b8%d0%ba-%d0%bf%d0%b5%d1%80%d0%b5%d0%b4
5) включить приемный блок переводом рукоятки тумблера Q1 в верхнее положение. Одновременно включится светодиод-индикатор зеленого цвета VD1 на передней панели. Возможное при этом включение красного светодиода VD2 «Тревога» не свидетельствует о неисправности блока;

На полном серьезе — считаю эти рисунки самой крутой частью диплома. Даже цвета светодиодов не поленился и передал шраффировкой так, как это принято в геральдике, — huxfluxdeluxe.

%d0%bf%d1%80%d0%b8%d0%b5%d0%bc%d0%bd%d0%b8%d0%ba-%d0%bb%d0%b5%d0%b2%d1%8b%d0%b9-%d0%b1%d0%be%d1%80%d1%82
6) подключить соединительный кабель в разъем XS2 приемного блока, расположенный на левой его стороне;

%d0%bf%d1%80%d0%b8%d0%b5%d0%bc%d0%bd%d0%b8%d0%ba-%d0%bf%d1%80%d0%b0%d0%b2%d1%8b%d0%b9-%d0%b1%d0%be%d1%80%d1%82
7) подключить головные телефоны в разъем XS3 приемного блока, расположенный на правой его стороне;

8) поворотом ручки регулятора громкости R5 (см. рис. 4.4) установить комфортный уровень прослушивания.

Отключение системы производится в обратном порядке.

Настройка чувствительности:

1) вскрыть корпус датчика, открутив один винт на нижней стороне;

2) осторожно развести половинки корпуса в стороны;

3) с помощью подстроечного резистора R2 установить необходимую чувствительность датчика. Поворот ротора резистора по часовой стрелке увеличивает чувствительность, поворот против часовой стрелки уменьшает ее.

Настройка длительности индикации тревоги:

1) вскрыть корпус приемника, открутив четыре винта на нижней стороне;

2) снять верхнюю крышку;

3) с помощью подстроечного резистора R2 установить необходимую длительность индикации тревоги. Поворот ротора резистора по часовой стрелке увеличивает длительность, поворот против часовой стрелки уменьшает ее.

Меры предосторожности:

1) во избежание выхода из строя элементов выпрямителя и стабилизатора приемного блока запрещается использование понижающих сетевых трансформаторов с напряжением на вторичной обмотке выше 18 В;

2) необходимо строго соблюдать полярность при подключении батареи к датчику, в противном случае возможен его выход из строя;

3) несоблюдение порядка подключения датчика к приемному блоку может привести к порче последнего. Включение питания приемного блока должно осуществляться раньше подачи входных сигналов. Это связано с тем, что во входных цепях микросхемы К561ЛЕ5 стоят защитные диоды, соединенные с шинами питания, и при появлении напряжения на входе в отсутствии питания возможно протекание тока по цепи «вход-шина питания», что не является нормальным режимом работы микросхемы. Отключение питания приемного блока должно происходить после отключения от него соединительного кабеля с датчика;

Естественно, что об этой особенности микросхемы аффтар узнал, когда устройство было полностью готово. Чукча не проектант, чукча — радиолюбитель: собирает схему из готовых решений и не задумывается, как они уживутся вместе, — huxfluxdeluxe.

4) во избежание появления акустической обратной связи головные телефоны не должны находиться рядом с датчиком во время наладки системы. Наличие паразитной генерации определяется по свисту в головных телефонах. В этом случает необходимо немедленно уменьшить уровень громкости и разнести датчик с головными телефонами на расстояние не менее 1 метра.

%d0%b8%d1%81%d0%bf%d1%8b%d1%82%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d1%8f
Для исследования чувствительности системы использовалась установка, состав которой показан на рисунке. Здесь:

G – генератор синусоидальных сигналов,

BA – широкополосный громкоговоритель,

PS1 – шумомер,

Д – датчик со встроенным микрофоном BM1,

ПБ – приемный блок.

К сожалению, у меня не было возможности разнести датчик с шумомером и громкоговоритель на расстояние более 1 метра. В любом случае, результаты исследований представлены в таблице.

sensetivity
Порядок проведения исследований. Установив минимальную чувствительность датчика с помощью регулятора, я увеличивал громкость сигнала с генератора, пока датчик не срабатывал и не переходил в режим тревоги. Тогда я засекал значение на шумомере и вносил его в таблицу. Аналогично поступал и при установке максимальной чувствительности датчика.

Результаты показывают, что чувствительность системы в диапазоне частот 300…4000 Гц достаточна для того, чтобы отреагировать на разговор (40…60 дБ) в тихом помещении.

А еще в этом «тихом помещении» слышно, как тикают часы с расстояния минимум 2 метра, — huxfluxdeluxe.

Вопрос вероятности ошибок первого и второго рода (ложная тревога/пропуск события) не исследовался.

Технологическое проектирование

Техническая характеристика объекта производства

Технической характеристикой объекта производства, на который разрабатывается данный технологический процесс, является система акустического контроля помещения от несанкционированного доступа.

Система акустического контроля помещения от несанкционированного доступа представляет собой охранную систему, которая реагирует на превышение уровня шума в защищаемом помещении. Такая система состоит из:

1) датчика;

2) приемного блока;

3) канала связи.

Датчик обобщенно представляет собой микрофон, который преобразовывает механические колебания воздуха в электрический сигнал. Приемный блок обрабатывает полученные с датчика сигналы, оценивает, превышен ли порог шума в защищаемом помещении, и принимает решение о наличии или отсутствии тревоги. Передача сигнала от датчика к приемному блоку осуществляется по каналу связи, который может иметь разнообразную природу: радиосвязь, проводная линия, оптоволоконная линия. В разрабатываемой системе канал связи представляет собой проводную линию.

Требования, которые предъявляются к системе акустического контроля помещения от несанкционированного доступа:

1) наличие автономного источника питания;

2) возможность регулировки чувствительности датчика;

3) возможность получения сигнала с датчика в усиленном виде для прослушивания через головные телефоны.

Анализ технологичности

Технологичной называется конструкция, которая при минимальной себестоимости наиболее проста в изготовлении. Такая конструкция должна предусматривать:

1) максимально широкое использование унифицированных сборочных единиц, стандартизированных и нормализованных деталей и их элементов;

2) возможно меньшее количество деталей оригинальной или сложной конструкции и различных наименований и большую повторяемость одноименных деталей;

3) создание деталей рациональной формы с доступными для обработки поверхностями и достаточной жесткостью с целью уменьшения трудоемкости и себестоимости обработки деталей и всего изделия в целом;

4) рациональным должно быть назначение точности размеров и класса шероховатости поверхности;

5) наличие на деталях базирующих поверхностей или возможность создания вспомогательных (технологических) баз;

6) наиболее рациональным должен быть способ получения заготовок для деталей с размерами и формами возможно более близкими к готовым деталям, т.е. обеспечивающим наиболее высокий коэффициент использования материала и наименьшую трудоемкость;

7) полное устранение или возможно меньшее применение слесарно-пригоночных работ при сборке путем изготовления взаимозаменяемых деталей и автоматизации сборочных работ;

8) упрощение сборки и возможность параллельной во времени и пространстве сборки отдельных сборочных единиц изделия;

9) конструкция должна легко собираться и разбираться и обеспечивать доступ к любому механизму для смазки, регулировки и ремонта.

Разрабатываемая конструкция является технологичной, поскольку она предусматривает:

1) максимально широкое использование стандартизированных и нормализованных деталей;

2) возможно меньшее количество деталей различных наименований;

3) создание деталей рациональной формы с доступными для обработки поверхностями с целью уменьшения трудоемкости и себестоимости обработки деталей и всего изделия в целом;

4) наличие на деталях базирующих поверхностей или возможность создания вспомогательных (технологических) баз;

5) простоту сборки и разборки  для регулировки и ремонта;

6) полное устранение или возможно меньшее применение слесарно-пригоночных работ при сборке путем изготовления взаимозаменяемых деталей и автоматизации сборочных работ.

Технологическая схема сборки изделия

Технологический процесс сборки изделия – часть производственного процесса, характеризующаяся последовательным соединением деталей в сборочные единицы различной сложности и в изделие.

Деталь – первичный элемент всякого изделия, не содержащая никаких соединений. Соединенные между собой каким-либо образом несколько деталей составляют сборочную единицу.

Сборочная единица (узел) – составная часть изделия, которая может быть собрана самостоятельно, отдельно от других элементов изделия. Может быть составлена из двух и более деталей или нескольких простых сборочных единиц, связанных между собой крепежными деталями. Если части изделия не могут быть собраны отдельно, а получаются в процессе сборки с другими элементами изделия, то они не могут рассматриваться с технологических позиций как сборочные единицы.

Сборочные единицы имеют разные степени сложности. Сборочная единица первой сложности – часть изделия, состоящая только из деталей и основных материалов, применяемых при сборке (припои, пропитки и пр.). Сборочная единица n-й степени состоит из сборочных единиц (n-1), (n-2)…первой степени сложности, а так же деталей и основных материалов.

При проектировании технологического процесса сборки необходимо собираемые изделия предварительно расчленить на элементы так, чтобы осуществить сборку наибольшего количества элементов независимо. Изделие расчленяется на элементы путем построения схемы сборочного состава. Большое количество сборочных единиц каждой степени сложности позволяет параллельно собирать их, снижая цикл сборки изделия.

Положения, которыми следует руководствоваться при расчленении конструкции изделия на отдельные сборочные единицы:

1) выделение того или другого соединения в сборочную единицу должно быть возможным и целесообразным как в конструктивном, так и в технологическом отношении;

2) должна быть обеспечена технологическая связь и последовательность сборочных операций;

3) на общую сборку должны подавать в возможно большем количестве предварительно скомплектованные сборочные единицы и в возможно меньшем количестве – детали;

4) общая сборка должна быть максимально освобождена от выполнения мелких сборочных соединений и различных вспомогательных работ (обкатка, испытания, слесарная подгонка);

5) трудоемкость сборки должна быть примерно одинаковой для большинства сборочных единиц.

Кроме сборочных элементов, определяют детали и изделия, которые поступают в собранном виде с стороны (покупные изделия).

Схема сборочного состава устанавливает последовательность сборочного процесса: подачу деталей и сборочных единиц в надлежащей последовательности к местам сборки и их количественный учет; помогает в разработке технологического процесса сборки.

В связи с тем, что схема сборочного состава должна указывать последовательность сборочного процесса, в ней обязательно выделяют базовый элемент (базовую деталь или сборочную единицу). Обычно выбирают деталь, поверхности которой будут впоследствии использованы при установке готового изделия или креплении сборочной единицы к ранее собранным сборочным единицам. Это схема сборки с базовой деталью.

На технологические схемы сборки наносят надписи, поясняющие характер сборочных операций, или требования, которые необходимо обеспечить при выполнении сборки. На схемах элементы сборки изображаются в виде прямоугольников с записанными децимальными номерами, наименованиями и количеством соответствующих деталей или сборочных единиц.

Поскольку разрабатываемая система может быть представлена в виде двух отдельных печатных плат, которые не содержат в себе иных сборочных единиц, то будет применена схема сборки с базовой деталью.

%d1%82%d0%b5%d1%85%d0%bd%d0%be%d0%bb%d0%be%d0%b3%d0%b8%d1%87%d0%b5%d1%81%d0%ba%d0%b0%d1%8f-%d1%81%d1%85%d0%b5%d0%bc%d0%b0-%d1%81%d0%b1%d0%be%d1%80%d0%ba%d0%b8

Технологическая схема сборки системы акустического контроля помещения от несанкционированного доступа.

Отчего-то предполагается, что датчик поступает полностью собранным изделием. Не учтено травление печатных плат и установка держателей светодиодов, гаек разъемов, тумблера и потенциометра — не корысти ради, а токмо из желания не растягивать и так немаленькую схему, — huxfluxdeluxe.

Технологический маршрут сборки

Технологический маршрут сборки системы акустического контроля представляет собой перечень следующих операций:

1. Подготовительная

2. Комплектация

3. Установка соединительного кабеля 3,5 – 3,5 мм

4. Установка приемного блока

4.1 Подготовительная

4.2 Комплектация

4.3 Установка перемычек J1J7

4.4 Установка микросхем DA1, DA2, DD1, VR1

4.5 Установка резисторов R1R4, R6

4.6 Установка конденсаторов C1С11

4.7 Установка диодного моста VDS

4.8 Установка тумблера Q1

4.9 Установка разъемов XS1XS3

4.10 Установка светодиодов VD1, VD2

4.11 Установка потенциометра R5

4.12 Контроль

4.13 Установка печатной платы в корпус

4.14 Установка винтов М3

4.15 Установка шайб 3 мм

4.16 Установка гаек М3

4.17 Выходной контроль

5. Установка сетевого адаптера

6. Установка головных телефонов

7. Выходной контроль

Детальное описание операций

  1. Подготовительная

Эта операция предусматривает подготовку рабочего места, основных и вспомогательных материалов, инструмента, технологической документации для работы.

  1. Комплектация

Данная операция заключается в описании основных и вспомогательных материалов согласно комплектовочной ведомости и укладке их в технологическую тару для работы.

  1. Установка соединительного кабеля 3,5 – 3,5 мм

Данная операция заключается в подключении к разъему XS1 датчика соединительного кабеля со штекерами 3,5 мм (TRS).

  1. Установка приемного блока

Данная операция заключается в подключении кабеля от датчика к разъему XS2 приемного блока.

Сборка приемного блока представляет собой перечень следующих операций:

4.1 Подготовительная

Эта операция предусматривает подготовку рабочего места, основных и вспомогательных материалов, инструмента, технологической документации для работы.

4.2 Комплектация

Данная операция заключается в описании основных и вспомогательных материалов согласно комплектовочной ведомости и укладке их в технологическую тару для работы.

4.3 Установка перемычек J1J7

Перемычки в количестве 7 шт. устанавливаются на плату согласно сборочному чертежу и соединяются с печатными проводниками путем пайки.

4.4 Установка микросхем DA1, DA2, DD1, VR1

Интегральные микросхемы в количестве 4 шт. устанавливаются на плату согласно сборочному чертежу. Длительность пайки выводов не должна превышать 3 с.

4.5 Установка резисторов R1R4, R6

Постоянные резисторы в количестве 5 шт. устанавливаются на плату согласно сборочному чертежу и соединяются с печатными проводниками путем пайки.

4.6 Установка конденсаторов C1С11

Конденсаторы в количестве 11 шт. устанавливаются на плату согласно сборочному чертежу и соединяются с печатными проводниками путем пайки.

4.7 Установка диодного моста VDS

Диодный мост устанавливается на плату согласно сборочному чертежу и соединяется с печатными проводниками путем пайки.

4.8 Установка тумблера Q1

Тумблер устанавливается на заднюю стенку корпуса, и его выводы припаиваются посредством монтажных проводов к плате согласно сборочному чертежу.

4.9 Установка разъемов XS1XS3

Разъемы устанавливаются на заднюю (XS1), левую (XS2) и правую (XS3) стенки корпуса, и их выводы припаиваются посредством монтажных проводов к плате согласно сборочному чертежу.

4.10 Установка светодиодов VD1, VD2

Светодиоды в количестве 2 шт. устанавливаются в держатели на передней стенке корпуса, и их выводы припаиваются посредством монтажных проводов к плате согласно сборочному чертежу.

4.11 Установка потенциометра R5

Потенциометр устанавливается на переднюю стенку корпуса, и его выводы припаиваются посредством монтажных проводов к плате согласно сборочному чертежу.

4.12 Контроль

Данная операция предусматривает контроль сборки печатной платы, а именно – качество пайки и наличие разрывов печатных проводников.

4.13 Установка печатной платы в корпус

Печатная плата в сборе устанавливается в корпус на предусмотренные посадочные места.

4.14 Установка винтов М3

Винты М3х14 в количестве 4 шт. устанавливаются в крепежные отверстия корпуса таким образом, чтобы они прошли через крепежные отверстия печатной платы.

4.15 Установка шайб 3 мм

Шайбы 3 мм в количестве 4 шт. устанавливаются на винты таким образом, чтобы они находились на лицевой стороне печатной платы.

4.16 Установка гаек М3

Гайки М3 в количестве 4 шт. устанавливаются на винты и закручиваются до надежной фиксации платы в корпусе.

4.17 Выходной контроль

Данная операция заключается в контроле сборки приемного блока.

  1. Установка сетевого адаптера

Данная операция заключается в подключении сетевого адаптера к разъему XS1 приемного блока.

  1. Установка головных телефонов

Данная операция заключается в подключении головных телефонов к разъему XS3 приемного блока.

  1. Выходной контроль

Данная операция предусматривает контроль электрических соединений и работоспособности системы.

Организационно-экономическое обоснование

Напрочь неинтересный раздел, суть которого сводится к расчету экономической целесообразности выпуска разработанной в дипломной работе системы, — huxfluxdeluxe.

p03wv8tb
Простой способ заработать 2.188.445,5 грн «чистыми» — выпустить за год 5.000 экземпляров моей дипломной железяки, — huxfluxdeluxe.

ab8
LOL!

Охрана труда и безопасность в чрезвычайных ситуациях

Тоже достаточно скучный раздел. Пальцы в гильотинные ножницы не суй, травильный раствор не пей, следи за освещенностью и ПДК вредных веществ, организуй отсос воздуха от травильной ванны, по возможности не снимай респиратора,  — huxfluxdeluxe.

dscn1880
В случае пожара — гори.

Выводы

В ходе выполнения дипломного проекта специалиста получены следующие результаты:

1) проанализированы основные пути, которыми постороннее лицо может проникнуть в помещение, которое подлежит защите;

2) рассмотрены охранные системы, которые позволяют отследить подобное вторжение и отреагировать на него;

3) разработаны структурная и функциональная схемы системы акустического контроля помещения от несанкционированного доступа;

4) разработаны электрические принципиальные схемы устройств, входящих в состав системы акустического контроля помещения, а именно – датчика и приемного блока;

5) разработаны габаритные чертежи печатных плат и корпусов устройств, входящих в состав системы акустического контроля помещения;

6) разработаны сборочные чертежи печатных плат и рисунки проводников печатных плат, созданные с помощью САПР Sprint Layout;

7) произведена сборка и наладка, а так же проверка работоспособности и чувствительности макета системы акустического контроля помещения;

8) выполнен расчет экономической целесообразности выпуска системы акустического контроля помещений подобного типа;

9) рассмотрены основные вредные и опасные производственные факторы, которым могут подвергаться рабочие, занятые на производстве системы акустического контроля помещений подобного типа.

Список использованных источников

  1. Кандино Эрве. Электроника охраняет дом. Изд. М: «ДМК-Пресс», 2010 – 256 с.
  2. http://old.set-1.ru/catalogue/product/default.asp?I=242&CID=121 – «8-ми канальный аудио коммутатор», описание на сайте компании «СЕТ-1»
  3. http://www.bnti.ru/des.asp?itm=5817&tbl=05.01.05.&p=1 – «8-ми канальная проводная система контроля акустики в помещении «Ушко»», описание на ресурсе «Бюро Научно-Технической Информации»
  4. http://videoton.ru/Articles/digital_processing/digital_processing_6.html – статья «Аналого-цифровое преобразование сигналов»
  5. Виноградов Ю.А. Охранная техника. М: «Салон-Пресс», 2008 – 191 с.
  6. Мержи Ив. Теория и практика применения цифровых логических микросхем. М: «НТ-Пресс», 2007 – 257 с.
  7. https://huxfluxdeluxe.wordpress.com/2016/02/26/о-трансформаторных-блоках-питания – статья «О трансформаторных блоках питания для самых маленьких»
  8. http://ledjournal.info/spravochnik/ne555-datasheet.html – статья «Подробное описание, применение и схемы включения таймера NE555»
  9. http://www.kakras.ru/doc/shum-decibel.html – статья «Шкала громкости (силы, уровня) звука и шума в децибелах»
  10. Хрусталев Б.М. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. — М.: Изд-во АСВ, 2008. — 784 с., 183 ил.
  11. ДБН В.2.5-28.2006. Природне та штучне освітлення
  12. ДСН 3.3.6.037-99. Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку
  13. ДСН 3.3.6.042-99. Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень
  14. http://neotlozhnaya-pomosch.info/elektrotravma.php – статья «Неотложная помощь. Электротравма»
  15. НАПБ Б.03.002-2007. Норми визначення категорій приміщень, будинків та зовнішніх установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою

Внедипломное

Как и в случае с дипломом «баклажана», снова хочется поблагодарить моего консультанта — Светлану Владимировну — за ее способность находить на помойке отчаявшихся дипломников и помогать им с работой. Редкое, но прекрасное качество — когда преподаватель видит сильные и слабые стороны студента, знает, чем заинтересовать его и как дать волшебный пинок так, чтобы ему самому было по приколу заниматься научной деятельностью.

Дмитрию Сергеевичу спасибо за хорошую схему, которая стала «стартовым капиталом» дипломного проекта. Наталье Александровне — за то, что в свое время мягко, но настойчиво требовала от нас умения разводить печатные платы в P-CAD (после него Sprint Layout кажется конструктором «Лего»). Читателям Ивану и Антону — за описание лазерно-утюжной технологии и простой рецепт травления печатных плат.

bokk dscn1793
Схема из первоисточника, собранная на беспаечной макетной плате. Сколько же было радости, когда она заработала! Хотел собирать на обычной макетке, включил Sprint Layout — чисто прикинуть, как бы так расставить компоненты, чтобы уменьшить количество перемычек — но увлекся и растрассировал всю плату. Деваться некуда — пришлось пробовать ЛУТ.

dscn1799 dscn1800
А он получился не сразу, только с восьмой или девятой попытки. Или тонер не прилипал к меди, или одна-две дорожки не переводились, или еще что-то случалось. Но травление в перекиси и лимонной кислоте прошло без проблем.

В первой версии датчика светодиод припаян к выходу DD1, так что работает он именно так, как было описано ранее — если сигнал болтается вокруг порога, то индикатор моргает в такт каждому превышению уровня. Что, конечно, не совсем наглядно. И радиолюбительский мозг стал думать, как бы это исправить…

dscn1801
Платы нововведенного приемного блока и уже второй версии датчика. На каждой из них есть корзина «пасхальных яиц».

dscn1802
Вся система первой версии. Соединительный шнур — 4 метра телефонного кабеля. Кабель четырехжильный и очень жесткий, зато предназначен для бюджетной передачи звука на большие расстояния.

dscn1803 dscn1804
Приемный блок. Забавный факт: в наушниках раздавался тихий 50-герцовый фон даже при питании платы от литиевых аккумуляторов, и только полное отключение света в доме избавило от фона. При этом усилитель стал слышать музыку, которая бежала по проводу от телефона к другим наушникам (так вышло, что этот провод лежал в паре сантиметров от платы).

dscn1805 dscn1806
Датчик второй версии. Качество дорожек немного улучшилось, но все еще далеко от идеала. Размеры плат более чем нестандартные, и изготовление корпусов для них оказалось сложной задачей даже в порядке мысленного эксперимента. Фанера? Э, нет, мне транзисторной елки хватило! Оргстекло? Тоже не самый легкий в обработке материал. Пластик от CD-дисков? Может быть, но очень, очень много работы надо сделать за ограниченное время. Значит, остаются только покупные корпуса, куда можно установить платы.

dscn1820
Третья версия платы датчика увеличена по сравнению со второй; вторая версия платы приемного блока уменьшена по сравнению с первой; кроме того, на ней пришлось переносить два крепежных отверстия вместе с частью элементов. А все для того, чтобы использовать стойки, предусмотренные конструкцией корпуса.

dscn1821 dscn1822
Датчик и приемный блок крупнее. Платы мне очень нравятся, но пайка разъемов, увы, смахивает на творчество Дворца пионеров.

dscn1823 dscn1824
Может быть, вы слышали, как китайцы перемаркировывают микросхемы? Я пошел дальше, забавы ради налепив на CD4001 керамические крышки. Вот будет сюрприз тому, кто вздумает разобрать мои поделки!

Печатные платы всех версий датчика и приемного блока

dscn1826 dscn1827
Система рассчитана на эксплуатацию студентами физико-технического факультета ДНУ, поэтому передняя панель крайне аскетична — содержит всего два гигантских индикатора и крутилку громкости. Запутаться сложно!

А ведь работает!

Неприятные особенности микросхемы К561ЛЕ5. Кто же знал!

dscn2009
Это какой поросятиной надо быть, чтобы в своем дипломе ссылаться на свою статью в своем же блоге?

dscn2020 dscn2021 dscn2022
Сфоткал диплом, пока он есть. Люблю его.

dscn2023 dscn2024 dscn2030 dscn2029 dscn2028 dscn2031
Железно-пластмассовая реализация на фоне бумажной. К слову, примерно за месяц до защиты в голову стали приходить идеи, как улучшить систему: например, заменить p-n-p-транзистор на более привычный n-p-n, или перенести пороговое устройство внутрь приемного блока, чтобы с датчика снимать только акустический сигнал, и обойтись двумя, а не тремя проводами…

kanevskiy_17506154_orig_


media-share-0-02-05-205ade63955dfcfdf75ffcdfa5a82ad7d056fe1aa562df79bae56386edc16312-picture 09bbbe8e-dfdb-416f-bccf-319a53dace76
А еще спасибо всем моим университетским друзьям за эти пять с половиной лет жизни. Было хорошее, было плохое, но как же быстро оно все прошло!

01.09.11 — 21.02.17

Запись опубликована в рубрике Печатные платы, Электроника, Handjob, Random с метками . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

2 отзыва на “Система акустического контроля помещения

  1. Где-то можно взглянуть на ПЗ данного диплома ?

Добавить комментарий для Dmitry Отменить ответ

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s