Контроллер CTR-chp7

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

 

1.1 Введение

  Предприятие, на которой проводилось дипломное проектирование, занимается разработкой заказных сложных цифровых и цифро-аналоговых узлов для систем связи, управления и обработки информации.

В настоящее время  в состав группы КБ(конструкторское  бюро) входят ООО"Информационный вычислительный центр"(образованно в 1998г.), ООО"Скоростные системы связи"(2005г.), ООО"Конструкторское  бюро радиосистем"(2008г.)

 

  В научно  исследовательских проектах КБ  активно сотрудничает с учеными  ведущих научных центров г.Нижнего  Новгорода. В числе научных  партнеров- Институт прикладной  физики РАН, Нижегородский государственный  университет, Нижегородский государственный  технический университет, Нижегородский  архитекрурно-строительный университет.  К работам над проектами постоянно  привлекаются студенты профильных  специальностей университетов, что  позволяет им получать необходимые  практические навыки, а предприятию  - готовить кадровый резерв.

 

    За  прошедшие годы самостоятельно  и по заказам частных предприятий  и государственных структур КБ  выполнил ряд НИОКР и проектов  в области фиксированной и  ограниченно подвижной радиосвязи. Основные темы работ - цифровая  и цифро-аналоговая модуляция-демодуляция,  цифровая ФАПЧ, прямой цифровой  синтез (DDS), цифровая фильтрация, синтезированные  генераторы, элементы радиотрактов  диапазонов до 6 ГГц, шумоподобные  сигналы (ШПС), синтезируемые и  однокристальные микроконтроллеры, интерфейсы и мультиплексоры  данных и голоса, передача сигналов  телеметрии и телеуправления, операторские  интерфейсы. Один из наших проектов  получил поддержку государственного  Фонда содействия развитию малых  форм предприятий в научно-технической  сфере.

Помимо выполнения НИОКР (Научно-исследовательские, опытно-конструкторские  и технологические работы) КБ также  выпускает серийную продукцию, широко известную среди операторов связи  и системных интеграторов под  маркой BlackDog.

 

  Продукцией  КБ являются антенны приемо-передающие  такие как: приёмо-передающие  антенны диапазона 1880-1890МГц,2400-2500МГц,3300-3600МГц,5725-5875МГц;  контейнеры термостатированные "Теремок";усилители  антенн BD-AHT-21 и BD-AHT-27;

Modem_E1_AST,контроллер  блока электронных ячеек (БЭЯ),Modem PM-100,NiosII-EP2C20-0.2(плата интерфейсов),ViP Net Coordinator HW10(мобильное носимое средство  защиты информации).

В применении современных  радиокомпонентов и технологий КБ постоянно  сотрудничает с известными дистрибуторскими компаниями,в числе которых Avnet, Элкотех, ЭФО, Аргуссофт, Терраэлектроника. Это  позволяет не только иметь доступ к самым современным аппаратным решениям, но и получать техническую  поддержку.

  В изготовлении  опытных образцов, серийных изделий  КБ много лет сотрудничает  с предприятиями Резонит, Ирбис.

 

    Рассматриваемый  мной в дипломном проекте контроллер, является блоком управления, к  которому подключаются модули, установленные  в контейнере термостатированном. Термостатированный контейнер предназначен  для монтажа радиомодемов Arlan, WavePOINT и другого радиооборудования.

 

1.2 Назначение  и применение изделия

    Разрабатываемый контроллер CTR-chp7 предназначен для обеспечения поддержания температур в термобоксе который в свою очередь предназначен для эксплуатации электро-радио оборудования в расширенном диапазоне температур окружающего воздуха.

 Контроллер устанавливается  в термобокс, внутри термобокса также размещается оборудование пользователя. Контроллер слдит за потдержанием температуры, а так же управляет нагревателями, охладителями, вентиляторами. Подогрев воздуха в рабочем пространстве производится с помощью нагревателей. В качестве основного применяется нагреватель типа HG 140 фирмы Schroff, в качестве дополнительных – резисторы. Для охлаждения используется комбинированная схема: отвод тепла от оборудования пользователя производится за счет обдува  забортным воздухом, а если температура забортного воздуха высокая, то в работу включается система его охлаждения, с помощью термомодулей.

Контроллер имеет интерфейс  для подключения ПК, для удаленного доступа к контейнеру, а в самом  контейнере установлен цифровой индикатор  показывающий коды ошибок.

Контроллер может работать автономно, без постоянного контроля человека.

 

1.3 Анализ  условий эксплуатации

Все  устройства ,в зависимости от их размещения и условий эксплуатации делят на три категории:

-бортовая

-морская 

-наземная

Каждая категория  подразделяется на несколько групп.

Бортовая подразделяется на:

-самолетную

-ракетную 

-космическую

   Наземная  категория включает в  себя:

-стационарную 

-возимую 

-переносную 

-носимую

-бытовую 

 Область применения  этой категории - суша.

Морская состоит  из буйковой и корабельной групп. Зона применения - вода, море.

Разрабатываемый контроллер относится к стационарной группе наземной категории.

Группа 1.10 Аппаратура, предназначенная для работы во временных  сооружениях или на открытом воздухе.

К аппаратуре группы 1.10, не работающей на ходу и размещаемой  на отапливаемых временных помещениях и укрытиях, в технически обоснованных случаях по согласованию с заказчиком допускается предъявлять требования по пониженной рабочей температуре  минус 10 ⁰С.

Аппаратура группы 1.10 должна оставаться работоспособной  после падения в рабочем состоянии  с высоты 0,75м.

 

Технические требования:

Синусоидальная  вибрация-1-80Гц;

Атмосферное пониженное напряжение-6*10в4(Па) (450мл.рт.ст.)

Повышенная температура  среды:

Рабочая-55 ⁰С.

Предельная-70 ⁰С.

Пониженная температура  среды:

Рабочая- минус 50 ⁰С,

Предельная- минус 65 ⁰С.

Повышенная влажность  воздуха-100%

Пониженная влажность  воздуха-20%

 

1.4 Обзор  аналогов

Предыдущие контроллеры, которые использовались для управления в термобоксах , в составе своей  схемы управления не имели микроконтроллера (МК). То есть, все действия происходили, напрямую не обрабатываясь. Сигналы  с датчиков напрямую приходили на исполнительные  устройства.

В связи с тем  что, микроконтроллеры становятся более  доступными и их применение автоматизирует работу приборов, произошло внедрение  их в схему контроллеров управление термобоксов.

Контроллеры, выполненные  на МК обладают большим преимуществом, ведь их можно назвать самостоятельными не же ли не применяя МК.

Характерной чертой микроконтроллера является то, что вычислительное ядро, запоминающее устройство, содержащее инструкции и данные устройства ввода-вывода, набор встроенных периферийных устройств располагаются на кристалле. В микроконтроллере может использоваться статическая память для ОЗУ и внутренних регистров и встроенная энергозависимая память для хранения программы и данных. Часто встречаются контроллеры без шин для подключения внешней памяти. В случае самых дешевых типов памяти информацию можно записать только один раз. При более полной модификации контроллера энергозависимую память можно перезаписывать. Чаше всего микроконтроллеры применяются во встроенных системах управления и контроля.

 

Применение одной  микросхемы МК позволяет:

-значительно снизить  размеры готового устройства,

-уменьшить энергопотребление,

-снизить стоимость устройств,

- более высокая  надежность в работе.