18
Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва» Охранная система на ИК лучах с сиреной Автор: Комахин Михаил Олегович Москва, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ Научный руководитель: Синев Алексей Евгеньевич Учитель физики ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ. Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва». Охранная система на ИК лучах с сиреной. Автор: Комахин Михаил Олегович - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Охранная система на ИК лучах с сиреной

Автор: Комахин Михаил Олегович Москва, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Научный руководитель: Синев Алексей Евгеньевич Учитель физики ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Page 2: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Цели и задачи работы

• Целью работы - является модификация и сборка прототипа устройства для охраны помещений с сиреной.

• Суть работы - создание и исследование прототип охранной системы на ИК лучах, с функцией задержки с момента срабатывания датчика до включения сирены при различных климатических воздействиях.

• Актуальность работы – устройство найдёт применение не только непосредственно для охраны, но и в качестве помощника в судействе на спортивных соревнованиях (фотофиниш).

Задачи:

• Модификация устройства (увеличение чувствительности системы)• Анализ электрической, структурной, функциональной схем охранной

системы;• Анализ принципиальной электрической схемы сирены;• Выбор элементной базы;• Исследование эксплуатационных характеристик устройства в целом; • Исследование условий эксплуатации

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Page 3: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Функциональная схема охранной системы

Технические характеристики устройства:

•Напряжение питания 10-15В

•Ток потребления в режиме ожидания 50мА

•Ток потребления максимальный (без учета тока нагрузки реле)100 мА

•Время задержки включения около 60 с

•Время работы сирены около 60 с

•Время задержки с момента срабатывания датчика до включения сирены около 30 с

•Размеры печатной платы

- базовый блок 87x56мм

- плата передатчика 43x34мм

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Page 4: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Схема электрическая принципиальная охранной системы на ИК - лучах

Модуль ИК - приемника

Двухпозиционный переключатель Микросхемы таймера

Микросхема стабилизатора

Коммутационный элемент (реле)

ИК - светодиод

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Page 5: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Конструкторско – технологическое проектирование устройства

Плата передатчика:Основные характеристики дописать

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Page 6: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Конструкторско – технологическое проектирование устройства

Плата передатчика

Плата основного блока

Основные характеристики дописать

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Page 7: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Выбор элементной базы. Микросхема таймера.

Микросхема КАКАЯ содержит около 20 транзисторов, 15 резисторов, 2 диода. Выходной ток может достигать 200 мА, потребляемый - на 3- 6 мА больше. Напряжение питания может изменяться от 4,5 до 18 вольт. При этом точность таймера практически не зависит от изменения напряжения питания и составляет 1% от расчетного.

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Page 8: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Выбор элементной базы

Микросхема таймера IC555 Микросхема CD4093

Датчик ИК – излучения КАКОЙ

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Page 9: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Схема электрическая принципиальная сирены

Первый мультивибраторВторой мультивибратор

Плата сирены

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Основные характеристики дописать

Page 10: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Устройство в сборе

При тестировании охранной системы было выявлено, что ток, при котором срабатывает реле слишком низкий, реле срабатывало сразу после загорания зеленого светодиод, свидетельствовавшего о готовности системы. Эта неисправность была устранена заменой резистора на входе реле, таким образом, входная сила тока уменьшилась.

Чувствительность была увеличена путем замены подстроечного резистора управляющего частотой на аналогичный но с большей амплитудой значений сопротивления (10 кОм) .

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Page 11: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Порядок работы устройства

После включения должен загореться желтый индикаторный светодиод LED2. Через 1 минуту устройство должно перейти в режим готовности, о чем сигнализирует зеленый светодиод LED1.

Расположить приемник и передатчик в прямой видимости друг от друга

Прервать луч. Должен загореться светодиод LED3 красного цвета. Если переключатель находится в положении «1», то через 30 секунд должно сработать реле. Если в положении «2» то реле ложно сработать без задержки.

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Page 12: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Изучение влияния различных факторов среды на работу системы

1. Включаем устройство. Располагаем приемник и передатчик в прямой видимости друг от друга

2. С помощью бытового увлажнителя воздуха постепенно увеличиваем влажность

3. При каждом показателе влажности производим десять включений системы

4. Фиксируем количество ложных срабатываний системы

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Стрелками показать где что на фотке

Page 13: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Результаты экспериментов

Одно ложное срабатывание при температуре 15°С можно объяснить наличием конвекционных потоков воздуха в помещении, по причине которых система сработала, т.к. они также имеют свое ИК-излучение.

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Page 14: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Результаты экспериментов

По графику видно, что с увеличением влажности в помещении росло количество ложных срабатываний.

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Page 15: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Результаты экспериментов

При влажности приближающейся к 100% было зафиксировано лишь одно правильное срабатывание из десяти. Можно сделать вывод, чем больше расстояние от приемника до передатчика, тем больше влияет влажность.

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Page 16: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Заключение

•Проанализированы варианты функционального построения охранных систем, Проанализированы варианты функционального построения охранных систем, даны рекомендации по выбору элементной базы даны рекомендации по выбору элементной базы

•Проанализирована конструктивная реализация охранной системы и сиреныПроанализирована конструктивная реализация охранной системы и сирены

•Осуществлена сборка устройств, наладка и тестированиеОсуществлена сборка устройств, наладка и тестирование

•Проведена оценка функциональных параметров собранного устройстваПроведена оценка функциональных параметров собранного устройства

•Проведена оценка наиболее желательных условий эксплуатации системыПроведена оценка наиболее желательных условий эксплуатации системы

Комахин Михаил Олегович, ГОУ Лицей № 1502 при МЭИ

Page 17: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»

Демонстрация комплекса

Page 18: Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»