Embed Size (px)
Citation preview
Projekat iz predmeta Digitalna upravljačka elektronika
-Automat za paljenje svetla-
Mentori: Student:Prof. Dr Miloš Živanov Slobodan Mijailović h268Vladimir Rajs
Sadržaj
1. Uvod 32. Analiza problema 43. Opis realizovanog predmeta projekta 5
3.1. Detaljan opis svih elemenata sistema 53.1.1. Senzor 5
3.1.1.1. Tipovi senzora 5
3.1.1.2. Poredjenje optičkih senzora i izbor svetlosnog senzora 5
3.1.1.2.1. Fotodioda 53.1.1.2.2. Fototranzistor 63.1.1.2.3. Fotootpornik 6
3.1.2. Kućište 103.1.3. Aktuator 11
3.1.3.1. Električna sijalica sa užarenim vlaknom 11
3.1.3.2. Kompaktna fluorescentna svetiljka 12
3.1.3.2.1. Integrisane KFS 133.1.3.2.2. Neintegrisane KFS 14
3.1.3.3. Poređenje klasičnih sijalica i KFS 15
3.1.3.3.1. Vek trajanja 153.1.3.3.2. Stepen iskorišćenja 15
3.1.3.3.3. Cena 153.1.3.3.4. Vreme paljenja 15
3.1.3.4. Ekološki problemi 15
3.1.3.4.1. Ušteda energije 153.1.3.4.2. Živine emisije 163.1.3.4.3. Odlaganje upotrebljenih KFS 16
3.1.3.5. Konstrukcijski problemi KFS 16
3.1.4. Relej 173.1.4.1. Princip rada releja
173.1.4.2. Delovi releja
183.1.4.3. Radni napon i struja
183.2. Slike završenog uređaja 19
4. Zaključak 205. Literatura 216. Reference 22
6.1. Tipovi senzora- detaljnija podela 226.2. Izbor stepena zaštite kod ABS IP kutija 246.3. Električna šema i šema za štampanu pločicu 26
2
1. Uvod
Tema ovog projekta je da se isprojektuje uređaj za automatsko paljenje svetla kada, u ovom slučaju, padne mrak.
Predmet projekta je projektovanje i izrada elektronike za svetlosni automat,prikaz i izbor senzora, pogodnog potrošača i potrebnog zaštitnog kućišta.
Projekat se sastoji iz više poglavlja, kao što su:- analiza problema
U analizi problema smo opisali zašto smo se opredelili za ovu temu, koje smo aktuatore analizirali, kao i moguće zaštitne kutije za elektroniku.
- opis realizovanog predmeta projektaU opisu realizovanog predmeta projekta dat je detaljan opis konkretnih izabranih
komponenti i opisani su svi elementi sistema. Date su šeme svih delova sistema i opisan jenačin njihovog rada.
- ZaključakU zaključku je dat kratak rezime projekta.
3
2. Analiza problema
Opredelili smo se za ovu temu rada iz razloga što mnoge vikendice su daleko od vlasnikove kuće i one zbog toga ostaju ne osvetljenje noću ili su uvek osvetljenje, preko celog dana. Pomoću ovog uređaja moguće je da se da do znanja eventualnom provalniku da u kući ili oko nje ima nekoga ko se brine o njoj i samim tim umanjujemo mogućnost provale. Ovo nije konačno i jedino rešenje da se tako nešto spreči, ali je dobar početak ka sprečavanju.
U radu smo dali moguća rešenja za izbor različitih aktuatora (u ovom slučaju svetlosnog upozorenja). Kao i rešenja za zaštitnu kutiju u kojoj se nalazi izrađena elektronika.
4
3. Opis realitovanog predmeta projekta
3.1. Detaljan opis svih elemenata
3.1.1. Senzor
Senzor je uređaj koji meri fizičke veličine i konvertuje ih u signal koji je čitljiv posmatraču i/ili instrumentu.
Senzori imaju široku primenu u svakodnevnom životu: kod ekrana osetljivih na dodir, kod vrata i elevatora u javnim objektima, kod osvetljenja i alarma i mnogih drugih uređaja: automobila, aviona, medicinskih uređaja, robota, industrijskih mašina i drugde.
Tehnološki napredak omogućio je izradu senzora sa mikroskopskom preciznošću. Oni koriste MEMS tehnologiju i nazivaju se mikrosenzori.
3.1.1.1. Tipovi senzora
Senzori su vrsta konvertora (pretvarača). Oni jednu fizičku veličinu pretvaraju u drugu. Zbog toga se oni mogu klasifikovati po tipu energije koju prenose (detaljniji opis je na Str.22.)
- Toplotni- Elektromagnetni
- Mehanički
- Hemijski
- Optički
- Jonsko zračenje
- Akustički
- Ostali tipovi
3.1.1.2. Poredjenje optičkih senzora i izbor svetlosnog senzora
3.1.1.2.1. Fotodioda
5
Fotodioda je dioda sa PN spojem koji je pristupačan svetlosti. Pri padu svetlosti na PN spoj dolazi do toka elektrona. Bitna osobina foto-diode je da vrši samo (izuzetno brzu) detekciju, a ne vrši ulogu pojačavača, za razliku od foto tranzistora. Izuzev su lavinske foto diode.
Koristi se za primenu u optoelektornici, gde je brzina rada najvažnija.
Prednosti:
Niska cena; Veoma brz rad;
Mana:
Odsustvo pojačanja;
3.1.1.2.2. Fototranzistor
Fototranzistor je tranzistor čija se kolektorska struja menja pod uticajem svetlosti koja padne na njega. Bitna osobina je da osim detekcije, vrši i ulogu pojačavača.
Koristi se za primenu u optoelektornici, gde je brzina rada najvažnija.
Prednosti:
Niska cena; Veoma brz rad u odnosu na fotootpornik;
Mana:
Nešto sporije vreme reakcije od fotodiode;
3.1.1.2.3. Fotootpornik
Senzor koji smo koristili za ovaj projekat je LDR 07. Njegov izgled je prikazan na Sl.3.1. To je otpornik čija se otpornost menja pod uticajem intenziteta svetlosti koja pada na njega. Izrađuju se od kadmijum sulfida (CdS), kadmijum selenida (CdSe), kadmijum sulfoselenida (CdSSe), cink sulfida (ZnS), a za oblast infracrvenog zračenja od olovo sulfida (PbS), indijum antimonida (InSb), kadmijum telurida (CdTe), itd.
6
Slika 3.1. Izgled LDR-a;
Osnovne karakteristike i svojstva fotootpornika su:
1. Statička strujno-naponska karakteristika − predstavlja zavisnost jednosmerne struje koja protiče kroz fotootpornik od napona na njemu pri konstantnom osvetljaju, Sl.3.2.a. Razlika između struje koja protiče kroz fotootpornik kada je on osvetljen i struje neosvetljenog fotootpornika (struje tame) zove se fotostruja. Strujno-naponska karakteristika fotootpornika je u većini slučajeva linearna ili bliska linearnoj, Sl.3.2.a.
Slika 3.2. a − Strujno-naponska karakteristika fotootpornika; b − promena otpornostidva fotootpornika sa osvetljajem [ 4 ];
2. Promena otpornosti sa osvetljajem, Sl.3.2.b., meri se pri različitom osvetljenju otpornika svetlošću složenog spektralnog sastava. Ova promena otpornosti iznosi 104÷105
puta.
3. Svetlosna karakteristika − predstavlja zavisnost fotostruje IF od osvetljenosti E, pri konstantnom naponu, Sl.3.3.
7
Slika 3.3. Svetlosna karakteristika fotootpornika [ 4 ];4. Spektralna karakteristika, Sl.3.4., izražava relativnu promenu fotostruje u zavisnosti od
talasne dužine svetlosti koja pada na fotootpornik. Karakteristično je za sve fotootpornike da postoji talasna dužina λopt, zavisno od materijala od koga je sačinjen fotootpornik, pri kojoj je najveća promena fotostruje. To je tzv. maksimalna spektralna osetljivost.
Slika 3.4. Spektralna karakteristika fotootpornika [ 4 ];
Njegove ostale karakteristike su:- Opseg otpornosti u zavisnosti od intenziteta svetlosti je od 4 do 11 kΩ- Maksimalan napon 150 V- Maksimalna snaga 90 mW- Temperaturni opseg od -20 do +70 oC
Prednosti: niska cena pouzdan rad relativno velika prijemna površina
8
Jedina mana mu je što je relativno spora reakcija, ali nama to nije od značaja i zbog toga smo se opredelili da koristimo ovaj optički senzor, konkretno za naš projekat.
Da bi smo iskoristili dobre osobine fotootpornika, sami smo projektovali automat za svetlo. Izgled šeme se vidi na Sl.3.5. Na Str.24. objedinili smo električnu šemu i šemu za štampanu pločicu sa raspodelom elemenata.
Slika 3.5. Šema automata za svetlo;
Na neinvertujući ulaz integrisanog komparatora LM393N dovodimo napon sa razdelnika napona koga čine otpornik R1 i LDR 07, čime smo postigli zavisnost ulaznog napona komparatora od intenziteta spoljašnje svetlosti koja pada na prijemnu površinu LDR – a. Potenciometrom P1 podešavamo prag komparacije i time određujemo osjetljivost automata. Za napajanje automata smo iskoristili integrisani stabilizator napona 7805T, na čiji ulaz smo doveli napon od 9V sa transformatora, preko Grecovog spoja i na čijem smo izlazu dobili stabilan napon od 5V, na Sl.3.6. vidimo šemu toga.
9
Slika 3.6. Šema napajanja i stabilizatora napona;
3.1.2. Kućište
Senzor je smešten u razvodnu kutiju koju možemo da vidimo na slici Sl.3.7. Razvodna kutija nosi oznaku ABS IP55.
Slika 3.7. Razvodna kutija ABS IP55 [ 8 ];
ABS znači da je napravljeno od ekološkog materijala (Acrilonitril Butadien Stirena) sa veoma malom emisijom štetnih materija za razliku od PVC traka koje imaju visoku emisiju štetnih materija pa su u Evropskoj Uniji izbačene iz upotrebe.
ABS sažete katakteristike:
10
Temperaturni opseg: -20 do +80 C;Tačka topljenja: +105 C;Tenziona čvrstoća: 4.300 psi;Tvrdoća: R110;UV otpornost: slaba;Specifična gustina: 1.04;
ABS otpornost na različite agense:
- Odlična (ABS ne menja svojstva): na glicerin, neorganske soli, baze , mnoge kiseline, većinu alkohola i hidrokarbonate;
- Ograničena (ABS otporan samo u kratkom periodu izloženosti): na slabe kiseline;
- Loša (nije preporučljivo koristiti sa): jakim kiselinama i rastvaračima, ketonima, aldehidima, etrima i nekim hlorisanim hidrokarbonatima;
Standardom MSZ EN 60529:2001 se detaljno utvrđuje i propisuje način klasifikacije, označavanja i tipsko ispitivanje stepena zaštite. Potrebna IP zaštita za električne proizvode se uvek usaglašava sa standardom EN 60529, prema zahtevima pojedinih proizvoda. Vise o izboru zaštite kod ABS IP kutija na Str.24.
3.1.3. Aktuator
3.1.3.1. Električna sijalica sa užarenim vlaknom
Električna sijalica sa užarenim vlaknom, u daljem tekstu klasična električna sijalica, je veštački izvor svetlosti koja nastane kada električna struja prolazeći kroz tanku nit zagreje nit do usijanja, koja zatim počne da emituje svetlost. Emisija svetlosti prouzrokovana je zapravo toplotom. Stakleni balon sprečava da bi metalna nit došla u dodir sa kiseonikom iz okolnog vazduha, te na taj način, bila brzo uništena. Izgled klasične sijalice je prikazan na Sl.3.8.
11
Slika 3.8. Izgled klasične sijalice [ 11 ];
Klasična sijalica se proizvodi različitih napona i veličina, od 1,5 volta (V) do oko 300 volti (V). Jednostavne su konstrukcije i zato imaju vrlo nisku proizvodnu cenu. Rade vrlo dobro i na naizmeničnu i jednosmernu struju.
Sijalica je našla široku primenu, kako u kućnoj tako i industriskoj, komercialnoj upotrebi. Zbog toga što prozvodi i priličnu količinu toplote, upotrebljava se u raznorazne svrhe gde je pored svetlosti potrebna i manja količina toplote, npr. inkubatori, kod mlade peradi, procesi sušenja itd. Danas se uveliko javlja tendencija zamene ovih sijalica sa tzv. kompaktnim fluorescentiim svetiljkama, uglavnom zbog manje potrošnje električne energije. Neke države idu toliko daleko, da planiraju potpunu zabranu upotrebe klasičnih sijalica, zbog potrebe da se uštedi na potrošnji električne energije.
Klasična električna sijalica sastavljena je iz staklenog balona sa volframovom žarnom niti kroz koju protiče električna struja. Kontaktne žice koje prolaze kroz stakleno postolje povezane su sa žarnom niti. Potporne žice usađene u staklenu osnovu drže volframovu nit. Stakleni balon je napunjen sa inertnim gasom kao što su argon, s ciljem da se smanji isparavanje žarne niti. Električna struja zagreje volframovu nit do oko 2.000 K to 3.300 K, dosta niže od volframove tačke taljenja, 3.695 K. Temperatura niti zavisi od oblika i veličine niti te jačine struje koja protiče kroz nit. Užarena nit emituje svetlo približno stalnog spektra. Najčešće snage sijalica koje su na tržištu su: 25, 40, 60, 75, 100 vati (W). Naravno, raspon snage sijalica koje se proizvode je dosta veći, 0,1 do 10.000 (W). Konstrukcija klasične sijalice se vidi na Sl.3.9.
12
1. Stakleni balon2. Inertni gas pod niskim pritiskom (argon, neon,
azot)3. Volframova nit4. Kontaktna žica (izlazi iz osnove)5. Kontaktna žica (ide u osnovu)6. Potporne žice7. Osnova (stakleno postolje)8. Kontaktna žica (izlazi iz osnove)9. Navojna kapica10. Izolacija11. Električni kontakt
Slika 3.9. Konstrukcija klasične sijalice [ 11 ];
Metalna kapica na užem delu staklenog balona pojavljuje se u obliku navoja ili tzv. bajonet osnove. Male cevaste sijalice mogu imati kontakt na oba kraja. Kontakti u sijaličnom grlu omogućuju da električna struja dođe preko sijalične metalne osnove dalje preko dva žičana kontakta do žarne niti. Da bi se povećala korisnost tj. postigao veći stepen iskorišćenja, žarna nit je u obliku tanke spirale. Razvučena spirala 60 vatne sijalice od 120 volti, dugačka je 58 cm. Sa ovakvim dizajnom smanjeno je isparavanje volframa.
3.1.3.2. Kompaktna fluorescentna svetiljka
Kompaktna fluorescentna svetiljka (KFS) (eng: compact fluorescent lamp (CFL)), takođe poznata pod imenom štedna sijalica (eko sijalica) je vrsta fluorescentne svetiljke. Napravljene su sa namerom da zamene klasične sijalice sa užarenom niti tako da direktno mogu da se uvrnu u sijalično grlo klasične sijalice. KFS „troše“ manje električne energije, imaju duži vek trajanja, ali su zato dosta skuplje. Izgled KFS vidimo na Sl.3.10.
Kao sve fluorescentne svetiljke, tako i kompaktna fluorescentna svjetiljka ili sijalica (KFS) sadrži živu koja je veoma toksična, i zbog toga su velike komplikacije sa odstranjivanjem upotrebljenih sijalica, jednom riječju, nisu prijatne za okolinu.
KFC sijalice zrače drugačiji svetlosni spektar od sijalica sa žarnom niti tj. klasičnih sijalica. Svjetlo od KFC sijalice je „hladnije“ od svetla klasičnih sijalica.
13
Slika 3.10. Izgled KFS sijalice;
Najvažniji tehnički napredak bio je zamena elektromagnetnog balasta sa elektronskim balastom, koji je odstranio većinu treperenja te sporog paljenja, karakteristično za fluorescentne svetiljke.
Električna struja iz balasta dolazi do gasa gdje prouzrokuje emitovanje ultravioletnog svetla. Ultravioletno svetlo zatim uzbudi fosforni sloj unutar cevi, koji počne da emituje vidljivu svetlost. Elektronski balast sadrži mali elektronički krug (ispravljač, filter, tranzistore), priključen na rezonantni visoko-frekventni (40 kHz) invertor (pretvarač) (DC - AC). Kod standarnih KFS, pošto pretvarač nastoji da stabilizuje struju svetiljke, a samim tim i proizvedenu svetlost, za raspon ulaznog napona, ove svetiljke nisu pogodne za kontinuisanu regulaciju jačine svetlosti od nule pa do pune svetlosti svetiljke.
Proizvode se i za jednosmjernu i naizmjeničnu struju.
3.1.3.2.1. Integrisane KFS
Integrisane svetiljke sadrže oboje, balast i cijev u jednom delu (otuda ime integrisana KFS), koji ima navojni ili bajonetni priključak. Ove svetiljke se direkto mogu uvrnuti u sijalična grla klasičnih sijalica.
3.1.3.2.2. Neintegrisane KFS
Neintegrisane svetiljke imaju posebno zamenljivu sijalicu i permanentno instalisani balast. Starter je obično smešten u bazi same sijalice. Pošto je balast smešten u samom sijaličnom grlu (kućištu), on je veći i trajniji u poređenju sa balastom integrisanih KFS. Samo
14
kućište je zato skuplje ali i naprednije izvedbe jer nudi manje treperenja, brže paljenje, regulaciju svetlosti itd.
Neintegrisane svetiljke su popularnije za profesionalne korisnike, kao što su hoteli, kancelarijske zgrade itd.
Druga izvedba neintegrisanih svetiljki je takva, gdje početni sistem ima kućište baze te posebno cev. Kasnije se samo cev menja. Primjeri takvih svjetiljki su recimo: „Thorn 2D“, prikazana je na Sl.3.11. ,
Slika 3.11. Izgled Thorn 2D neintegrisane svetiljke [ 9 ];
te neke „Philips PL“ varijante, prikazuje Sl.3.12.. Rijetko se već mogu naći, jer su ih zasenile jeftinije, integrisane svjetiljke.
Slika 3.12. Izgled Philips PL neintegrisane svetiljke [ 10 ];
3.1.3.3. Poređenje klasičnih sijalica i KFS
15
3.1.3.3.1. Vek trajanja
Prosečni vek trajanja KFS je od 8-15 puta duži od klasičnih. Tipično imaju naznačen vek trajanja između 6000 i 15000 sati, dok klasične imaju 750 ili 1000 sati.
Vek trajanja KFS je značajno kraći ako se uključuju da rade samo nekoliko minuta. Naprimer, ako su periodi uključivanja i isključivanja dugi samo 5 minuta, vek trajanja KFS može da bude kraći i do 85%, tako da im se nulira prednost nad klasičnim sijalicama.
Što su starije KFS proizvode manje svjetlosti nego na početku, kad su nove. Pri kraju svog veka, može se očekivati da će KFS da proizvode oko 70-80% originalne početne količine svetlosti.
3.1.3.3.2. Stepen iskorišćenja
Za dati nivo osvetljenja, KFS troše između jedne trećine do jedne petine električne energije ekvivalentne klasične sijalice. Pošto na električno osvetljenje otpada oko 9% kućne potrošnje električne energije (podatak za SAD 2001. godine), znači prilična ušteda u potrošnji električne energije se može postići upotrebljavajući KFS umesto klasičnih sijalica.
3.1.3.3.3. Cena
Početna investicija je dosta veća jer je cena KFS tipično 3 – 10 puta veća od klasičnih sijalica. Ali duži vek trajanja te niža potrošnja električne energije pokrije višu početnu cenu.
U komercijalnim zgradama KFS su veoma efikasne, jer se ogromni prostori osvetljavaju skoro celo radno vreme.
3.1.3.3.4. Vreme paljenja
Dok se klasične sijalice pale praktično istovremeno kada se uključi prekidač, KFS je potrebno neko vreme dok ne dostignu puni sjaj. Pri niskim temperaturama, to traje još duže.
3.1.3.4. Ekološki problemi
3.1.3.4.1. Ušteda energije
Pošto fluorescentne svetiljke „troše“ manje električne energije za istu količinu proizvedene svetlosti, nego klasične svetiljke sa užarenom niti, KFS snižavaju neto potrošnju električne energije, znači doprinose okoline u tom pogledu.
Međutim, dok KFS troše manje električne energije, na drugoj strani, više električne energije je potrebno za njihovu proizvodnju, nego za klasične sijalice. To je opet ublaženo s tim da KFS imaju duži vek trajanja.
16
3.1.3.4.2. Živine emisije
Kao i sve fluorescentne svetiljke tako i KFS, imaju određenu količinu žive, oko 4,0 mg na sijalicu, što predstavlja problem za zemlju, vazduh i vodu. Jedni proizvođači proizvode KFS sa manjom količinom žive 1,0 mg do 1,5 mg na sijalicu. U područjima gdje je puno termoelektrana na ugalj (živa se oslobađa prilikom loženja uglja), KFS mogu doprineti smanjenju negativnom uticaju na okolinu.
3.1.3.4.3. Odlaganje upotrebljenih KFS
Dosadašnja istraživanja u SAD od strane „Maine DEP“ te takođe Braun Univerziteta (Brown University) iz 2008. godine, potvrđuju da količina žive oslobođena iz polomljenih KFS uveliko premašuje EPA (U.S. Environmental Protection Agency) sigurnosne standarde. Upotrebljene svetiljke bi trebalo reciklirati na pravilan način. Nažalost, procjenjuje se, da je samo oko 3 % KFS pravilno odlagano ili reciklirano.
U Evropskoj uniji KFS podležu direktivi šeme za otpadnu električnu i elektronsku opremu (Waste Electrical and Electronic Equipment Directive (WEEE)). U maloprodajnu cenu uključen je i iznos za reciklažu, s tim, da su proizvođači i uvoznici dužni da sabiraju i recikliraju upotrebljene KFS. U većini zemalja, posebne upute za rukovanje sa KFS trenutno nisu ispisane na pakovanjima KFS za kućnu upotrebu.
3.1.3.5. Konstrukcijski problemi KFS
Postoje mnogi konstrukcijski problemi KFS koje klasične električne sijalice nemaju. Neke od njih su: veličina, regulacija jačine svetlosti, hladna svetlost, negativan uticaj na kvalitet električne struje, sporo pstizanje punog osvetljenja, brujanje, iridescencija (prelivanje boja), neke ne rade na niskim temperaturama, slabljenje inteziteta.
Na sastanku Ekodizajn regulacionog komiteta (Ecodesign Regulatory Committee) u Briselu, decembra 2008, članice EU su odobrile predlog postepenog ukidanja klasičnih sijalica počevši odmah od 2009. godine pa do 2012. godine.
17
3.1.4. Relej
3.1.4.1. Princip rada releja
Relej je naprava koja se koristi za prekidanje ili uspostavljanje strujnog kola putem elektromagneta koji otvara i zatvara strujne kontakte.
Elektromagnet se obično sastoji od mnogobrojnih namotaja bakrene žice na železnom jezgru. Kada struja teče kroz žicu (primarno strujno kolo), oko elektromagneta se stvara magnetno polje koje privlači železnu kotvu. Kotva nosi na sebi električne kontakte, koji onda otvaraju ili zatvaraju sekundarno strujno kolo (strujni krug).
Kada se prekine struja kroz elektromagnet, elektromagnet više ne privlači železnu kotvu, i ona se vraća u početni položaj, obično uz pomoć opruge. Time električni kontakti prekidaju ili uspostavljaju strujno kolo, u zavisnosti od tipa kontakata (NO/NC).
Slika 3.13. Princip rada releja;
Na Sl.3.13. slikovito je prikazan princip rada releja. Na gornjoj slici relej je iskljlučen. Kontakti bliže elektromagnetu (žuti cilindar) su zatvoreni (normalno zatvoren kontakt - NC) a kontakti dalje od elektromagneta su otvoreni (normalno otvoren kontakt - NO). Na donjoj slici relej je uključen. Elektromagnetno polje privlači kotvu koja pomera srednji kontakt koji sad uspostavlja vezu sa desnim, a prekida vezu sa levim. Na Sl.3.13. je dakle prikazan relej sa naizmeničnim kontaktima. Na Sl.3.13. se takođe vide i delovi releja: 1) elektromagnet, 2) kotva, 3) kontakti.
18
3.1.4.2. Delovi releja
Ram na sebi drži elektromagnet koji kada se priključi na napajanje privlači železnu kotvu. Kotva uspostavlja ili prekida set električnih kontakata, a vraća se u polazni položaj uz pomoć opruge kada kroz elektro magnet više ne teče struja.
Delovi tipičnog releja su:
Kotva Opruga Ram Kontakti elektromagnet
3.1.4.3. Radni napon i struja
Na relejima su obično dati podaci slični ovima: 12 Vdc, 120 Vac, 3 A. To znači da je radni napon elektromagneta 12 V jednosmjernog napona, a kontakti su predviđeni za prekidanje naizmeničnog napona od 120 V, pri čemu je struja ne veće od 3 A.
Česti radni naponi elektromagneta (zavojnice, primarnog kola) releja su 5, 12, 24 V. Česti radni naponi kontakata su 12 i 24 V istosmjernog napona, i 120 i 220 V naizmeničnog napona.
19
3.2. Slike završenog uređaja
Izgled gotovog automata za svetlo prikazan je na Sl.3.14. i na Sl.3.15. Na ovim slikama se vidi raspored elemenata i potrebnih delova za izradu ovog automata, kao i veze izmedju elemenata.
Slika 3.14. Pogled sa gornje strane;
Slika 3.15. Pogled sa donje strane;
20
4. Zaključak
U ovom projektu je urađeno sve što je bilo definisano projektnim zadatkom. Urađenaje detaljna analiza problematike projektnog zadatka i svih segmenata sistema.
Takođe su data idejna i praktična rešenja za realizaciju zadatka.
Radi testiranja i prezentacije projekta napravili smo funkcionalni model senzora što nije zahtevano projektnim zadatkom.
Prilikom izrade projekta proširili smo naša teorijska znanja i stekli dragocenopraktično iskustvo.
Tokom izrade projekta javile su nam se ideje za proširenja i buduća unapređenja. Uvideli smo sličnosti i razlike između aktuatora koje smo prdstavili i za ovaj projekat smo se odlučili za klasičnu električnu sijalicu, kako iz ekoloških razloga, tako i iz konstrukcionih problema KFS.
21
5. Literatura
[ 1 ] Ljiljana Živanov, Primena senzora i aktuatora, FTN, Novi Sad, 2008.[ 2 ] Spasoje Lj. Tešić, Dragan M. Vasiljević, Osnovi elektronike (komponente, pojačavačka kola, impulsna kola, digitalna kola)[ 3 ] Laslo Nađ, Materijal za pripremu ispita iz predmeta Mikrosenzori i aktuatori, FTN,Novi Sad, 2002.[ 4 ] Stojan Ristić, Elektronske komponente, Elektronski Fakultet, Niš, 2011.[ 5 ] -, datasheet for LM393n, www.datasheetcatalog.org[ 6 ] -, datasheet for L7805T, www.alldatasheet.com[ 7 ] -, Objašnjenje o izboru aktuatora, www.lighting-equipment.com[ 8 ] -, Razvodna kutija ABS IP55, www.minor.co.rs[ 9 ] -, www.lamptech.co.uk[ 10 ] -, www.lampspecs.co.uk[ 11 ] -, www.wikipedia.com
22
6. Reference
6.1. Tipovi senzora- detaljnija podela- Toplotni
Temepraturni: termometar, termostat, bimetalni termometar;
Toplotni: kalorimetar, senzor protoka;
- Elektromagnetni Senzori električnog otpora: ommetar, multimer;
Senzori električne struje: galvanometar, ampermetar;
Senzori električnog napona: voltmetar, elektroskop;
Senzori električne snage: kilovat-sat merač;
Magnetni senzori: magnetni kompas, magnetometar;
Radar;
- Mehanički Senzori pritiska: barometar, barograf, manometar, merač pritiska,
indikator brzine vetra;
Senzori protoka fluida: senzor protoka, gasni senzor, presostat;
Senzori gustine i viskoznosti fluida: viskozimetar, hidrometar;
Mehanički senzori: senzor rastojanja, senzor ubrzanja, senzor naprezanja, senzor prekida;
Senzori vlage: higrostat;
Senzori nivoa tečnosti: nivostat;
- Hemijski Senzori hemijskih elemenata: senzori kiseonika, jon-selektivne elektrode,
pH staklene elektrode, detektori ugljen-monoksida;
23
- Optički Svetlosni senzori, ili fotodetektori, uključujući poluprovodničke kao što su
foto-ćelija, foto-dioda, foto-tranzistor, CCD, senzor slike i dr;
Infracrveni senzori (IC) koriste infracrvene zrake za detekciju predmeta u okruženju i izvora toplote;
Senzori blizine — tip senzora rastojanja ali mnogo precizniji i složeniji. Detektuje samo određena rastojanja. Može biti optički - kombinacija foto-ćelije, LED diode ili lasera. Koristi se kod mobilnih telefona, detektora papira kod uređaja za fotokopiranje, funkcije uspavljivanja kod prenosnih računara i drugih uređaja;
Laserski skener — uzak snop svetlosti se emituje na prostor preko ogledala. Senzor foto-ćelije postavljen na određenom rastojanju prima svetlost koja se odbija od objekta koji se nađe na tom prostoru i koji se na taj način detektuje. Posebnim metodama (triangulacija) može se izračunati i rastojanje objekta od ciljane lokacije;
Fokus — Velika industrijska sočiva mogu biti fokusirana na servo sistem. Rastojanje fokusiranog elementa određuje se podešavanjem sočiva;
Binokular — Dve slike dobijene sa iste početne linije preklapaju se sistemom ogledala i prizmi. Njihovo podešavanje koristi se za utvrđivanje rastojanja;
Interferometar — Interferencija snopova poslatih i reflektovanih talasa svetlosti dobijene iz koherentnog izvora kao što je laser se meri i na osnovu dobijenih parametara izračunava se rastojenje sa izuzetno visokom preciznošću;
Skintilometar — meri količinu rasipanja svetlosti u atmosferi;
Fiber optički senzori;
- Jonsko zračenje Senzori zračenja: Gajgerov brojač, dosimetar, detektor neutrona, brojač
iskri;
Senzori subatomskih ostataka: Detektor ostataka, oblačna komora, atomska komora;
24
- Akustički Akustički: koriste vremensko kašnjenje prostiranja ultrazvučnih UV talasa.
Korišćeni su sredinom XX veka kod polaroid kamera i robota za merenje daljine;
Zvučni senzori: mikrofon, hidrofon, seizmometar;
- Ostali tipovi Senzori pokreta: radarski pištolj, brzinometar, takometar, senzor prolaza
vozila, koordinator okreta;
Senzori orijentacije: žiroskop, veštački horizont, žiroskop sa leserskim prstenom;
Senzori rastojanja (beskontaktni) magnetostrikcija;
6.2. Izbor stepena zaštite kod ABS IP kutija
Zaštita od opasnog napona dodira, od dodira pokretnih delova, kao i zaštita elektrićne opreme od prodora ćvrstih tela.
PrviBroj
Stepen zaštiteKratak opis
Definicija
0 Nema zaštite Ne postoji nikakva posebna zaštita osoba odnosno opreme.
1 Zaštita od čvrstih tela (predmeta)većih od 50 mm
Zaštita od slučajnog prodora u kućište pod naponom većih delova ljudskog tela (npr.ruka).Zaštita od prodora u kućište čvrstih tela prećnika preko 50 mm.
2 Zaštita od čvrstih tela većihod 12,5 mm
Zaštita od prodora u kućište prstima.Zaštita od prodora u kućište čvrstih tela prečnika preko 12,5 mm.
3 Zaštita od čvrstih tela većihod 2,5 mm
Zaštita od prodora u kućište alata, žice i sl. ili debljine preko 2,5 mm.Zaštita od prodora u kućište čvrstih tela prečnika preko 2,5 mm.
4 Zaštita od čvrstih tela većihod 1,0 mm
Zaštita od prodora u kućište žice ili trake debljine preko 1,0 mm.Zaštita od prodiranja u kućište čvrstih tela
25
prečnika preko 1,0 mm.5 Zaštite od prašine Potpuna zaštita od dodira delova pod naponom,
od dodira pokretnih delova.Prodiranje prašine nije potpuno onemogućeno, ali je količina prašine koja je ušla ukućište nedovoljna da izazove smetnje u radu (pogonu) opreme.
6 Potpuna zaštite od prašine Potpuna zaštita od dodira delova pod naponom, od dodira pokretnih delova.Prašina uopšte ne prodire u kućište.
Stepen zaštite od prodiranja vode.
DrugiBroj
Stepen zaštiteKratak opis
Definicija
0 Nema zaštite Ne postoji nikakva posebna zaštita.1 Zaštita od kapljica vode Kapljice vode koje padaju vertikalno ne smeju
imati štetno delovanje na opremu.2 Zaštita od kapljica vode koje
padaju podmaks. uglom od 15°
Kapljice vode koje padaju vertikalno ne smeju imati štetno delovanje na opremu kad je kućištenagnuto u oba pravca pod bilo kojim uglom do 15o u odnosu na svoj normalan položaj.
3 Zaštita od kiše Prskana voda u obliku kiše na kućište postavljano pod uglom do 60o u odnosu na vertikalune sme imati štetno delovanje na poremu.
4 Zaštita od prskanja vodom Voda kojom se prska kućište sa svih strana ne sme imati štetno delovanje na opremu.
5 Zaštita od mlaza vode Voda kojom se prska kućište pomoću mlaznice sa svih strana ne sme imati štetnodelovanje na opremu.
6 Zaštita od jakog mlaza vode Jak mlaz vode kojom se prska kućište sa svih strana ne sme imati štetno delovanje naopremu.
26
7 Zaštita od posledice povremenih uronjavanjau vodu
Štetna količina vode ne sme prodirati u kućište uronjeno u vodu pri određenom pritiskui vremenu po propisima standarda da izazove oštećenja opreme.
8 Zaštita od produžene (trajne)uronjenosti u vodu
Štetna količina vode ne sme prodirati u kućište uronjeno u vodu u takvoj kolićini daizazove oštečenja opreme. Oprema je pogodna za produženu uronjenost u vodi priuslovima koje navodi proizvođač. Uslovi su strožiji nego u tački br.7.
9 Zaštita od jakog pritiska vode ili vodenepare sa kojim se čisti oprema.
Voda ili para kojom se prska kućište pomoću jakog mlaza sa svih strana ne sme imati štetnodelovanje na opremu. Pritisak vode do: 100 bari. Temperature vode: 80 °C.
27
6.3. Električna šema i šema za štampanu pločicu
Na Sl.6.1. prikazana je električna šema, a na Sl.6.2. prikazana je šema za izradu štampane pločice.
Slika 6.1. Električna šema;
28
Slika 6.2. Izgled šeme za štampanu pločicu;
Koristili smo i SMD (Surface Mounted Devices) tehniku, koja označava da se elementi površinski montiraju. Sa ovim smo uspeli da smanjimo prostor i sam izgled i veličinu štampane ploče.
29
