Рефераты - Афоризмы - Словари
Русские, белорусские и английские сочинения
Русские и белорусские изложения
 

Разработка электронных часов с использованием микроконтроллера

Работа из раздела: «Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника»

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Техническая часть. Разработка электронных часов

1.1 Аналитический обзор по теме

1.2 Анализ поставленной задачи

1.3 Описание структурной схемы электронных часов

1.4 Описание функциональной схемы электронных часов

1.5 Выбор элементной базы

1.6 Описание принципиальной схемы автоматического терморегулятора тёплого пола

1.7 Инструкция пользователю

1.8 Листинг программы

2. Экономическая часть

2.1 Расчёт затрат на проектирование и внедрение продукта

2.2 Расчёт капитальных вложений на проектирование

2.3 Затраты на материалы

2.4 Расчёт эксплуатационных затрат

2.5 Расчёт на проектирование и внедрение продукта

3. Охрана труда. Техника безопасности при разработке электронных устройств

3.1 Потенциально опасные и вредные производственные факторы

3.2 Описание рабочего места программиста

3.3 Меры предосторожности при работе с паяльником

3.4 Микроклимат

3.5 Освещенность

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация -- одно из направлений научно-технического прогресса, использующее саморегулирующие технические средства и математические методы с целью освобождения человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов, изделий или информации, либо существенного уменьшения степени этого участия или трудоёмкости выполняемых операций. Другими словами, это переход от человеческой рабочей силы, к более мощной - механической, а человеку остаётся лишь отслеживать правильность выполнения поставленной задачи.

Электронные часы, должны оповещать пользователя о настоящем времени и обеспечивать визуальное оповещение реального времени.

Цель дипломной работы заключается в создании электронных часов.

Предмет исследования - разработка электронных часов с использованием микроконтроллера.

Объектом исследования является счётчик времени с системой управления на базе микроконтроллера.

Основной задачей исследования является изучение основных принципов применения электронных часов.

Цель и задачи работы определили ее структуру. Работа включает введение, теоретическую, техническую, экономическую части и раздел охраны труда, заключение, список использованных источников и приложения.

На первом этапе исследования была изучена предметная область дипломной работы, описаны ключевые термины, был отобран и обработан материал.

На втором этапе проведена непосредственная разработка электронных часов: создание структурной и функциональной электрических схем, электрической принципиальной схемы устройства и создание чертежей печатной платы.

Теоретическая значимость работы заключается в расширении исследовательского диапазона при освещении данной темы.

В экономической части производиться расчёт затрат на проектирование, разработку и сборку макета электронных часов, а также расчёт затрат на оплату труда.

Раздел охраны труда содержит правила техники безопасности при работе электронными часами, изучаются правила противопожарной безопасности.

Для выполнения дипломной работы были использованы следующие методы:

исследование предметной области, отбор и обработка теоретического материала;

анализ и сравнительная характеристика различных видов электронных часов;

проектирование и разработка электронных часов;

обобщение и описание полученных результатов.

1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОННЫХ ЧАСОВ

1.1 Аналитический обзор по теме

В последнее время большой интерес вызывают электронные часы. Электронные часы стали обязательным элементом таких устройств как видеомагнитофоны, компьютеры, сотовые телефоны, мультиварки. Цифровые фотоаппараты и телевизоры имеют встроенные часы, но они обычно не предназначены для индикации показаний времени. Выполнение таких устройств с использованием микроконтроллеров позволяет расширить функционал системы, сделать её гибкой в работе и простой в эксплуатации.

Все развитие механики как науки в Средние века, было направлено на создание и развитие устройств измерения времени или, проще говоря, механических часов. Механические часы были нужны всем, церкви - для уточнения начала времени богослужения. Сначала с этой задачей успешно справлялись солнечные часы, но со временем их заменили башенные механические часы с боем. Можно предположить, что первые механические часы не имели циферблата, а имели один только колокольный бой, звуком оповещая наступление часа молитвы.

По преданиям, королевский наместник в Артуа, что во Франции, дал в 1355 году дал жителям городка Эрсюр-ля-Лис разрешение построить городскую колокольню, чтобы ее механические часы отбивали не церковные службы, а время коммерческих сделок и часы работы ткачей и суконщиков. Точное время хотели знать и на производствах, где результат работы зависел от времени продолжительности технологических процессов.

Для производства механических часов, какими были первые образцы, требовались гораздо более точные станки, чем весь прежний инструментарий. Современное точное машиностроение родилось из мастерства механиков часовщиков.

Солнечные часы были простым и надежным указателем времени, но страдали некоторыми серьезными недостатками: их работа зависела от погоды и была ограничена временем между восходом и заходом Солнца.

Единица времени для солнечных часов выводилась из вращения Земли и ее движения вокруг Солнца, для звездных - из видимого движения звезд. Новые хронометрические приборы (жидкостные, песочные, воздушные, огневые и др.) имели искусственный эталон единицы времени в виде его интервала, необходимого для вытекания, втекания или сгорания определенного количества вещества.

В примитивном виде водяные часы были известны уже египтянам, у которых сохранились, по всей вероятности, самые старые водяные часы в мире. Они были обнаружены в 1940 г. в храме Амона в восточных Фебах, а сейчас хранятся в музее Каира. На внутренней поверхности их алебастрового корпуса наколками обозначено 12 часовых шкал для измерения времени в соответствующих месяцах.

В античной Греции водяные часы применяли для регламентации времени, предоставляемого ораторам во время судебных процессов. Эти часы были, по существу, большими амфорами, внутренняя поверхность которых имела форму, образованную вращением параболы или эллипсоида, что опять показывает их позднее происхождение: ведь установить зависимость скорости истечения от высоты столба воды и формы сосуда смогли только в средние века. Амфора высотой около 1 м и шириной несколько более 40 см вмещала около 100 л воды. При диаметре отверстия истечения в 1.4 мм требовалось почти 10 часов на полное опорожнение сосуда. В воде находился поплавок с прикрепленным к нему длинным стержнем, выступавшим над краем сосуда. На стержне была выгравирована шкала. Время, прошедшее после начала истечения воды, указывалось на этой шкале. Поплавок опускался в амфоре равномерно, поскольку снижение скорости истечения компенсировалось уменьшающимся внутренним диаметром сосуда.

То, что клепсидра не зависела от света Солнца, сделало из водяных часов прибор, пригодный для непрерывного измерения времени и днем, и ночью. К тому же стало возможным развивать некоторые механические элементы. Началось соревнование конструкторов в изобретении остроумных гидравлических и пневматических механизмов: для звуковой сигнализации о времени, для освещения часов ночью; такие элементы можно найти у целого ряда водяных часов арабского происхождения.

К произведениям высокого художественного творчества, бесспорно, относятся бронзовые водяные часы, изготовленные в период 799-807 гг., которые Гарун-аль-Рашид послал в подарок Карлу Великому. Эти часы с богатыми орнаментальными украшениями, имели циферблат, и каждый час провозглашали звуковым ударом металлического шара, который выскакивал из них на декоративную решетку, а в полдень в часах открывались ворота, и из них выезжали рыцари. Подобная техника автоматических движущихся фигур была развита в Европе много позднее - в период готики, со второй половины XII века. А кстати, рыцари как сословие, со всеми присущими им атрибутами, появились не раньше XI века.

Помимо солнечных и водяных, с начала XIII века появились и первые огневые, или свечные, часы. Это тонкие свечи длиной около метра с нанесенной по всей длине шкалой. Они сравнительно точно показывали время, а в ночные часы еще и освещали жилища церковных и светских сановников, в том числе таких правителей, какими были в середине XIII века Людовик Святой, а в XIV веке - Карл V. К боковым сторонам свечи иногда прикрепляли металлические штырьки, которые по мере выгорания и таяния воска падали, и их удар по металлической чашке подсвечника был своего рода звуковой сигнализацией времени.

Дата возникновения первых песочных часов тоже неизвестна. Считается, что в Западной Европе о песочных часах узнали лишь в конце средневековья; одним из самых старых упоминаний о них является сообщение от 1339 г., обнаруженное в Париже. Оно содержит указание по приготовлению мелкого песка из просеянного порошка черного мрамора, прокипяченного в воде и высушенного на солнце. Несмотря на то, что песочные часы появились в Европе столь поздно, они быстро распространились. Этому способствовали их простота, надежность, низкая цена и не в последнюю очередь возможность измерять с их помощью время в любой момент дня и ночи. Их недостатком был сравнительно короткий интервал времени, который можно было измерить, не переворачивая прибора. Обычные часы были рассчитаны на полчаса или час, реже - на 3 часа, и лишь в совершенно редких случаях строили огромные песочные часы на 12 часов хода. Не давало улучшения и соединение нескольких песочных часов в одно целое. Как и огневые, песочные часы никогда не достигали точности солнечных. Кроме того, при длительном пользовании ими их точность изменялась, поскольку зерна песка постепенно дробились на более мелкие, а отверстие в середине диафрагмы, наоборот, постепенно истиралось и увеличивалось, так что скорость прохождения песка через них становилась большей.

Первые часы с цифровой индикацией времени были созданы в 1971 году. Таким образом, закончилась длившаяся более 500 лет эпоха отображения времени при помощи стрелок. Первыми электронными часами были часы на светодиодах. Они были изготовлены в золотом корпусе и стоили очень дорого.

Электронные часы -- часы, в которых для отсчёта времени используются периодические колебания электронного кварцевого генератора, при этом результаты выводятся на цифровое табло.

Достоинством светодиодов является высокая яркость свечения, но следствием этого является их большое энергопотребление. Большая потребляемая мощность не допускает постоянной индикации в часах с автономным питанием. Поэтому наручные часы на светодиодных индикаторах были достаточно быстро вытеснены часами с индикаторами на жидких кристаллах, главными преимуществами которых являются низкое напряжение питания и малая потребляемая мощность и, следовательно, возможность постоянной индикации и длительный срок работы от одного элемента питания. Первые электронные часы с LCD дисплеем были представлены японской компанией Seiko в 1973 году.

Светодиоды также широко используются в настольных часах - будильниках с питанием от сети переменного тока.

Стремительный прогресс в области разработки электронных часов, освоение в серийном производстве комплектующих изделий электронной техники новых поколений, применение новых технологических процессов сборки, а также создание современных марганцево-литиевых элементов питания, позволило сконструировать наручные электронные часы со светодиодной индикацией, срок работы которых без замены элемента питания не менее одного года.

Механизм этих часов представляет собой высокотехнологичный монолитный корпус, в который интегрированы электронные компоненты, светодиодная панель и легко заменяемый элемент питания. Использование такого механизма позволило значительно упростить процесс сборки часов и, следовательно, уменьшить их себестоимость.

Рассмотри основные понятия и определения, используемые при разработке данной дипломной работы.

Автоматизированная система (AC) - система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций.

Средством измерения (СИ) называется техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и хранящее единицу физической величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени.

Измерительный преобразователь -- это средство измерения, предназначенное для выработки измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки или хранения, но недоступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Измерительный прибор -- средство измерения, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне.

Измерительная система -- это совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, размещенных в разных точках контролируемого пространства с целью измерения одной или нескольких физических величин, свойственных этому пространству (контролирующие, управляющие системы с ЭВМ).

Время -- форма протекания физических и психических процессов, условие возможности изменения

Счётчик времени - прибор предназначен для измерения интервалов времени и счета количества измеренных сигналов.

Норма энергопотребления -- это научно обоснованное количество энергоресурсов, необходимое и достаточное для обеспечения технологического процесса при заданных параметрах производства и окружающей среды.

Благодаря правильному выбору и подбору типа и вида электронных часов позволяет эффективно использовать энергоресурсы - дополнительная возможность уменьшить затраты на энергопотребление. Современные электронные часы должны поддерживать не только заданный режим, но и максимально эффективно использовать возможности исполнительных систем оповещения.

В настоящее время ведется активная модернизация электронных часов, связанная с повышением количества исполнительных систем. Чем больше исполнительных систем имеют электронные часы, тем важнее для нее выбор критерия, определяющего стратегию оповещения времени.

Например, одним из наиболее важных критериев управления является низкая энергопотребляемость. В данном случае целесообразно использовать электронные часы по той причине, что происходит довольно низкое потребление электроэнергии.

Опыт внедрения электронных часов показывает, что на этапе проектирования системы достаточно сложно выбрать единый критерий управления. Поэтому в системе управления должна существовать возможность оперативно задать критерий во время эксплуатации, причем методы его задания должны в наглядной форме отражать экономические требования, предъявляемые к системе.

1.2 Анализ поставленной задачи

В ходе выполнения дипломной работы необходимо разработать электронные часы.

Необходимо рассмотреть алгоритмы регулирования времени, выбрать базовое схемотехническое решения для выполнения поставленных задач, произвести выбор элементной базы, а также составить комплект документации к устройству: структурную и функциональную схемы устройства, электрическую принципиальную схему, а также чертежи печатной платы.

Разработка устройства должна проходить с использованием микроконтроллеров, применение которых позволит расширить функционал схемы, сделать ее более гибкой в настройке, а также упростить добавление новых функций в уже имеющуюся схему, т.е. рассмотреть возможность дальнейшей модернизации устройства.

Электронные часы -- часы, в которых для отсчёта времени используются периодические колебания электронного генератора, преобразованные в дискретные сигналы, повторяющиеся через 1 с, 1 мин, 1 ч и т. д.; сигналы выводятся на цифровое табло, показывающее текущее время, а в некоторых моделях также число, месяц, год, день недели.

Основа электронных часов -- кварцевый генератор стабилизированных электрических колебаний, с микросхемой, предназначенной для вычисления времени и вывода сигналов на цифровой дисплей. Часы с питанием от сети переменного тока могут не иметь собственного генератора и использовать частоту сети.

Время на дисплее отображается в виде цифр (например: 13:20).

Питание -- от сети переменного тока или химических элементов питания, в том числе миниатюрных (в наручных электронных часах).

Существуют электронные часы, конструктивно объединённые (на базе общей микросхемы) с микрокалькулятором, а также электронные часы-будильник, и другими техническими устройствами.

Некоторые модели наручных кварцевых часов (со стрелками) имеют цифровой дисплей электронных часов (так называемые гибридные часы).

Часы с радиоприемником имеют ручку регулятора громкости, ручку настройки и переключателя диапазонов AMMWFM, который одновременно является выключателем.

Поправка показаний электронных часов, когда часы отстают или спешат, в некоторых часах вносят поправку в показания часов, точность хода самих часов при этом остаётся прежней.

Поправка точности хода электронных часов, когда с поправкой показаний делается и поправка хода часов, то есть меняется или тактовая частота задающего генератора или меняется коэффициент деления счётчика-делителя. Такая коррекция существует лишь в некоторых электронных часах.

Электронные часы могут быть со своим собственным дисплеем (в основном ЖК -- в моделях с автономным питанием от гальванических элементов, или вакуумно-люминесцентный индикатор -- в моделях, питающихся от электросети) или могут выводить данные на экран устройства, в состав которого они входят. В компьютерах электронные часы входят в состав материнской платы и могут настраиваться через BIOS или ОС; для бесперебойной работы в то время, когда компьютер выключен, они используют элемент питания, установленный на материнской плате (батарейка, аккумулятор или ионистор).

Электронные часы также используются в транспортных средствах. Такие часы имеют светящийся дисплей, который видно в любое время суток, и часто питаются от аккумуляторной батареи самого средства передвижения.

1.3 Описание структурной схемы электронных часов

Структурная схема -- это совокупность элементарных звеньев объекта и связей между ними, один из видов графической модели. Под элементарным звеном понимают часть объекта, системы управления и т. д., которая реализует элементарную функцию. Она предназначена для отражения общей структуры устройства, то есть его основных блоков, узлов, частей и главных связей между ними. Из структурной схемы должно быть понятно, зачем нужно данное устройство и что оно делает в основных режимах работы, как взаимодействуют его части.

Структурная схема электронных часов (см. Приложение «Электронные часы» Схема структурная 220301.51 Э1) состоит из следующих частей: источник питания, устройство управления нагревательным элементом, индикатор состояния, датчик температуры, индикатор реальной температуры, устройство сравнения, устройство задания температуры, индикатор заданной температуры, нагревательный элемент.

Источник питания предназначен для подачи питающего напряжения 220В на устройство управления нагревательным элементом. Блок питания преобразует напряжение в + 12В.

Устройство управления нагревательным элементом предназначено для включения и отключения нагревательного элемента, путём преобразования сигнала, поступающего с устройства сравнения.

Индикатор состояния, подключённый к устройству управления нагревательным элементом, отражает состояние нагревательного элемента (включен или отключен).

Датчик температуры является чувствительным элементом, измеряющим температуру пола. Результаты измерения передаются в устройство сравнения и на панель температуры, где отображается реальная температура для визуального слежения [7].

Устройство сравнения предназначено для сравнения реальной температуры пола с температурой, задаваемой пользователем. По результату сравнения подаётся сигнал на устройство управления нагревательным элементом, который либо включит, либо отключит нагревательный элемент.

Устройство задания температуры предназначено для установки пользователем желаемой температуры пола. Результат выбранной температуры отражается на панели температуры.

Нагревательный элемент предназначен для подогрева пола до необходимой температуры.

От источника питания подаётся напряжение на устройство управления нагревательным элементом, который связан с нагревательным элементом и будет включать или отключать его. О состоянии нагревательного элемента нам будет сообщать связанный с устройством управления нагревательного элемента индикатор состояния.

Датчик температуры связан с температурной панелью и устройством сравнения. На температурной панели будет отражаться реальная температура пола. На устройство сравнения будет отправляться температура пола, измеренная датчиком температуры.

Устройство задания температуры связано с температурной панелью и устройством сравнения. На температурной панели так же отразиться реальная температура тёплого пола. На устройство сравнения будут отправляться значения, установленные пользователем.

Устройство сравнения сравнивает полученные результатам от датчика температуры и устройства задания температуры и передаёт их на устройство управления нагревательным элементом, который включит или отключит нагрев пола.

1.4 Описание функциональной схемы электронных часов

Функциональная схема -- документ, разъясняющий процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия или изделия в целом. Функциональная схема является экспликацией отдельных видов процессов, протекающие в целостных функциональных блоках и цепях устройства. Функциональная схема - вид графической модели изделия.

Функциональная схема электронных часов состоит из следующих элементарных звеньев (см. Приложение «Электронные часы» Схема функциональная 220301.51Э2): резистор (R), реле - узел управления нагревателем (K1), датчик температуры тёплого пола (DA1), дешифратор (DC - DD3, DD4), аналого-цифровой преобразователь (DD1, DD2), светодиод (HL1), LCD дисплей.

Аналоговый сигнал с резистора R поступает в аналого-цифровой преобразователь DD1 и формирует выходной дискретный двоичный код, подаваемый на дешифратор DD4. Дешифратор преобразует двоичный код в семисегментный код для LCD дисплея и на дисплее отражается заданная пользователем температура[4].

Резистор (R) -- пассивный элемент электрических цепей, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления, предназначенный для линейного преобразования токав напряжение инапряжениев ток, ограничения тока, поглощения электрической энергии. В данной схеме переменный резистор служит для определения уровня температуры нагревательного элемента, устанавливаемой пользователем.

Дешифратор (DD3, DD4) -- комбинационная схема, преобразующая n-разрядный двоичный, троичный или k-ичный код в -ичныйодноединичный код, где -- основание системы счисления. Логический сигнал активен на том выходе, порядковый номер которого соответствует двоичному, троичному или k-ичному коду. Дешифраторы являются устройствами, выполняющими двоичные, троичные или k-ичные логические функции (операции).

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП, ADC) -- устройство, преобразующее входнойаналоговый сигналв дискретный код (цифровой сигнал). Обратное преобразование осуществляется при помощи ЦАП (цифро-аналогового преобразователя, DAC). Как правило, АЦП --электронноеустройство, преобразующее напряжениев двоичный цифровой код. Простейшим одноразрядным двоичным АЦП является компаратор[5].

LCD дисплей модуль для Arduino. Модуль используется для преобразования сигналов от контроллеров и датчиков в графическую информацию. Управление LCD 1602 модулем для Arduino осуществляется или от Arduino контроллера, или от другого микропроцессорного управляющего устройства через соответствующие выводы. LCD дисплей с ЖК-дисплеем имеет интерфейс для ввода и вывода информации. Имеет поддержку латиницы и кириллицы (с установкой дополнительных библиотек).

Датчик температуры DA1, являющийся чувствительным элементом, измеряющим температуру пола, выдаёт аналоговый сигнал пропорционально температуре тёплого пола на аналого-цифровой преобразователь DD2. Полученный цифровой код подаётся на дешифратор, который так же преобразует двоичный код в семисегментный код для LCD дисплея и отображается на нём.

Затем, на узел сравнения поступают аналоговые сигналы с резистора R и датчика температуры DA1. В результате сравнения формируется сигнал, подаваемый на реле K1. Реле -- электрическое или электронное устройство (ключ), предназначенное для замыкания и размыкания различных участков электрических цепейпри заданных изменениях электрических или неэлектрических входных воздействий. В данном случае включение или выключение нагревательного элемента тёплого пола.

О состоянии нагревательного элемента показывает светодиод HL1, подключённый в реле K1.

Светодиод или светоизлучающий диод -- полупроводниковый приборс электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучениепри пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

1.5 Выбор элементной базы

Основной особенностью современного этапа развития микропроцессорных систем является завершение перехода от систем, выполненных на основе нескольких больших информационных систем, к однокристальному микроконтроллеру, которые объединяют в одном кристалле все основные элементы микропроцессорных систем: центральный процессор, постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство, порты ввода/вывода, таймеры[8].

Для выполнения дипломного проекта был выбран микроконтроллер фирмы Arduino Mega.

Arduino Mega построена на микроконтроллере ATmega2560 (техническое описание). Плата имеет 54 цифровых входа/выходов (14 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), 16 аналоговых входов, 4 последовательных порта UART, кварцевый генератор 16 МГц, USB коннектор, разъем питания, разъем ICSP и кнопка перезагрузки. Для работы необходимо подключить платформу к компьютеру посредством кабеля USB или подать питание при помощи адаптера AC/DC, или аккумуляторной батареей. Arduino Mega 2560 совместима со всеми платами расширения, разработанными для платформ Uno или Duemilanove.

Характеристики

Микроконтроллер

ATmega2560

Рабочее напряжение

Входное напряжение (рекомендуемое)

7-12В

Входное напряжение (предельное)

6-20В

Цифровые Входы/Выходы

54 (14 из которых могут работать также как выходы ШИМ)

Аналоговые входы

16

Постоянный ток через вход/выход

40 mA

Постоянный ток для вывода 3.3 В

50 mA

Флэш-память

256 KB (из которых 8 КB используются для загрузчика)

ОЗУ

8 KB

Энергонезависимая память

4 KB

Тактовая частота

16 MHz

Arduino Mega может получать питание как через подключение по USB, так и от внешнего источника питания. Источник питания выбирается автоматически.

Внешнее питание (не USB) может подаваться через преобразователь напряжения AC/DC (блок питания) или аккумуляторной батареей. Преобразователь напряжения подключается посредством разъема 2.1 мм с положительным полюсом на центральном контакте. Провода от батареи подключаются к выводам Gnd и Vin разъема питания (POWER).

Платформа может работать при внешнем питании от 6В до 20В. При напряжении питания ниже 7В, вывод 5В может выдавать менее 5В, при этом платформа может работать нестабильно. При использовании напряжения выше 12В регулятор напряжения может перегреться и повредить плату. Рекомендуемый диапазон от 7В до 12В.

Плата Mega2560, в отличие от предыдущих версий плат, не использует FTDI USB микроконтроллер. Для обмена данными по USB используется микроконтроллер Atmega8U2, запрограммированный как конвертер USB-to-serial.

VIN. Вход используется для подачи питания от внешнего источника (в отсутствие 5В от разъема USB или другого регулируемого источника питания). Подача напряжения питания происходит через данный вывод. Если питание подается на разъем 2.1mm, то на этот вход можно запитаться.

5В. Регулируемый источник напряжения, используемый для питания микроконтроллера и компонентов на плате. Питание может подаваться от вывода VIN через регулятор напряжения, или от разъема USB, или другого регулируемого источника напряжения 5В.

3V3. Напряжение на выводе 3.3В генерируемое микросхемой FTDI на платформе. Максимальное потребление тока 50 мА.

GND. Выводы заземления.

Микроконтроллер ATmega2560 имеет: 256 кБ флэш-памяти для хранения кода программы (4 кБ используется для хранения загрузчика), 8 кБ ОЗУ и 4 Кб EEPROM (которая читается и записывается с помощью библиотеки EEPROM).

Каждый из 54 цифровых выводов Mega, используя функции pinMode(), digitalWrite(), и digitalRead(), может настраиваться как вход или выход. Выводы работают при напряжении 5В. Каждый вывод имеет нагрузочный резистор (стандартно отключен) 20-50 кОм и может пропускать до 40 мА. Некоторые выводы имеют особые функции:

Последовательная шина: 0 (RX) и 1 (TX); Последовательная шина 1: 19 (RX) и 18 (TX); Последовательная шина 2: 17 (RX) и 16 (TX); Последовательная шина 3: 15 (RX) и 14 (TX). Выводы используются для получения (RX) и передачи (TX) данных TTL. Выводы 0 и 1 подключены к соответствующим выводам микросхемы последовательной шины ATmega8U2.

Внешнее прерывание: 2 (прерывание 0), 3 (прерывание 1), 18 (прерывание 5), 19 (прерывание 4), 20 (прерывание 3), и 21 (прерывание 2). Данные выводы могут быть сконфигурированы на вызов прерывания либо на младшем значении, либо на переднем или заднем фронте, или при изменении значения. Подробная информация находится в описании функции attachInterrupt().

PWM: 2 до 13 и 44-46. Любой из выводов обеспечивает ШИМ с разрешением 8 бит при помощи функции analogWrite().

SPI: 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS). Посредством данных выводов осуществляется связь SPI, например, используя библиотеку SPI. Также выводы SPI могут быть выведены на блоке ICSP, который совместим с платформами Uno, Duemilanove и Diecimila.

LED: 13. Встроенный светодиод, подключенный к цифровому выводу 13. Если значение на выводе имеет высокий потенциал, то светодиод горит.

I2C: 20 (SDA) и 21 (SCL). Посредством выводов осуществляется связь I2C (TWI). Для создания используется библиотека Wire (информация на сайте Wiring). Расположение выводов на платформе Mega не соответствует расположению Duemilanove или Diecimila.

На платформе Mega2560 имеется 16 аналоговых входов, каждый разрешением 10 бит (т.е. может принимать 1024 различных значения). Стандартно выводы имеют диапазон измерения до 5В относительно земли, тем не менее имеется возможность изменить верхний предел посредством вывода AREF и функции analogReference().

Дополнительная пара выводов платформы:

AREF. Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с функцией analogReference().

Reset. Низкий уровень сигнала на выводе перезагружает микроконтроллер. Обычно применяется для подключения кнопки перезагрузки на плате расширения, закрывающей доступ к кнопке на самой плате Arduino.

На платформе Arduino Mega2560 установлено несколько устройств для осуществления связи с компьютером, другими устройствами Arduino или микроконтроллерами. ATmega2560 поддерживает 4 порта последовательной передачи данных UART для TTL. Установленная на плате микросхема ATmega8U2 направляет один из интерфейсов через USB, предоставляя виртуальный COM порт программам на компьютере (машинам под упровлением Windows для корректной работы с виртуальным COM портом необоходим.inf файл, системы на базе OSX и Линукс, автоматически распознаю COM порт). Утилита мониторинга последовательной шины (Serial Monitor) среды разработки Arduino позволяет посылать и получать текстовые данные при подключении к платформе. Светодиоды RX и TX на платформе будут мигать при передаче данных через микросхему ATmega8U2 и USB подключение (но не при использовании последовательной передачи через выводы 0 и 1).

Библиотекой SoftwareSerial возможно создать последовательную передачу данных через любой из цифровых выводов Mega2560.

ATmega2560 поддерживает интерфейсы I2C (TWI) и SPI. В Arduino включена библиотека Wire для удобства использования шины I2C. Более подробная информация находится на сайте Wiring. Для связи по SPI, используется библиотека SPI.

Платформа программируется посредством среды разработки Arduino. Подробная информация находится в справочнике и инструкциях.

Микроконтроллер ATmega2560 поставляется с записанным загрузчиком, облегчающим запись новых программ без использования внешних программаторов. Связь осуществляется оригинальным протоколом STK500.

Имеется возможность не использовать загрузчик и запрограммировать микроконтроллер через выводы блока ICSP (внутрисхемное программирование). Подробная информация находится в данной инструкции.

Код прошивки для контроллера ATmega8U2 доступен для свободного скачивания. Контроллер ATmega8U2 имеет собственный DFU загрузчик, который может быть активирован замыканием джампера на обратной стороне платы (рядом с картой Италии) и перезагрузкой контроллера. Для записи новой прошивки возможно использовать Atmel's FLIP (под Windows) или DFU программатор (на Mac OSX или Linux). Также можно переписать прошивку внешним программатором, используя ISP вход.

Mega разработана таким образом, чтобы перед записью нового кода перезагрузка осуществлялась самой программой, а не нажатием кнопки на платформе. Одна из линий ATmega8U2, управляющих потоком данных (DTR), подключена к выводу перезагрузки микроконтроллера ATmega2560 через конденсатор 100 нФ. Активация данной линии, т.е. подача сигнала низкого уровня, перезагружает микроконтроллер. Программа Arduino, используя данную функцию, загружает код одним нажатием кнопки Upload в самой среде программирования. Подача сигнала низкого уровня по линии DTR скоординирована с началом записи кода, что сокращает таймаут загрузчика.

Функция имеет еще одно применение. Перезагрузка Mega2560 происходит каждый раз при подключении к программе Arduino на компьютере с ОС Mac X или Linux (через USB). Следующие полсекунды после перезагрузки работает загрузчик. Во время программирования происходит задержка нескольких первых байтов кода во избежание получения платформой некорректных данных (всех, кроме кода новой программы). Если производится разовая отладка скетча, записанного в платформу, или ввод каких-либо других данных при первом запуске, необходимо убедиться, что программа на компьютере ожидает в течение секунды перед передачей данных.

На Mega2560 имеется возможность отключить линию автоматической перезагрузки разрывом соответствующей линии. Контакты микросхем с обоих концов линии затем могут быть соединены с целью восстановления. Линия маркирована «RESET-EN». Отключить автоматическую перезагрузку также возможно подключив резистор 110Ом между источником 5В и данной линией.

В Arduino Mega2560 встроена перезагружаемая плавкая вставка, защищающая порт USB компьютера от токов короткого замыкания и сверхтоков. Хотя практически все компьютеры имеют подобную защиту, тем не менее, данный предохранитель обеспечивает дополнительный барьер. Предохранитель автоматически прерывает обмен данных при прохождении тока более 500 мА через USB порт.

Длинна и ширина печатной платы Mega2560 составляют 10,2 и 5.3 см соответственно. Разъем USB и силовой разъем выходят за границы данных размеров. Три отверстия в плате позволяют закрепить ее на поверхности. Расстояние между цифровыми выводами 7 и 8 равняется 0,4 см, хотя между другими выводами оно составляет 0,25 см.

Arduino Mega2560 совместима со всеми платами расширения, разработанными для платформ Uno, Duemilanove или Diecimila. Расположение выводов 0 - 13 (и примыкающих AREF и GND), аналоговых входов 0 - 5, силового разъема, блока ICSP, порта последовательной передачи UART (выводы 0 и 1) и внешнего прерывания 0 и 1 (выводы 2 и 3) на Mega соответствует расположению на вышеприведенных платформах. Связь SPI может осуществляться через блок ICSP, как на платформах Duemilanove / Diecimila, так и на Mega2560. Однако расположение выводов (20 и 21) связи I2C на платформе Mega не соответствуют расположению тех же выводов (аналоговые входы 4 и 5) на Duemilanove / Diecimila.

1.6 Описание принципиальной схемы автоматического терморегулятора тёплого пола

Принципиальная схема устройства (см. Приложение «Электронные часы» Схема принципиальная 220301.51Э3) раскрывает основные особенности схемотехнического построения разрабатываемого устройства. Принципиальная электрическая схема автоматизации- это проектный документ, определяющий полный состав электрической части и связей между ее элементами, а также дающий детальное представление о принципах работы системы.

Принципиальные схемы служат основанием для разработки других чертежей, а также используются при наладке и эксплуатации систем автоматизации. Они разрабатываются в соответствии с техническим заданием и на основании решений, принятых в функциональной схеме автоматизации. На чертежах принципиальных электрических схем должны изображаться элементные схемы управления.

Устройство выполнено на микроконтроллере Arduino Mega. Применение микроконтроллера позволяет создать терморегулятор для контроля и управления автоматической системы «Тёплый пол». Микроконтроллер позволяет сократить набор применяемых элементов и упростить задачу сборки и монтажа устройства, обеспечивая надёжный запуск контроллера и достигая необходимых результатов. Микроконтроллер повышает вероятность отсутствия сбоев и ошибок в работе[6].

Управление электронными часами производит микроконтроллер, согласно загруженной в него микропрограмме. Применение микроконтроллера позволило существенно сократить количество элементов, используемых при создании электрической принципиальной схемы, так же большая часть функций выполняется программно при помощи микроконтроллера. Также использование микроконтроллера позволяет легко модернизировать устройство, добавить в него новых функций, «обучить» новому алгоритму работы. Все это становится возможным при изменении управляющей микропрограммы, находящейся в памяти микроконтроллера.

В схеме устройства присутствует переменный резистор R4, при помощи которого пользователь может изменять температуры нагрева пола в большую или меньшую сторону.

Резисторы R1-R3 - ограничивают ток, протекающий по данному участку цепи, таким образом, предотвращая перегрузку портов микроконтроллера, которые не способны выдавать большой выходной ток.

Напряжение питания микроконтроллера составляет 12 В. Микроконтроллер может работать с напряжением до 20 В, но для стабильной работы и во избежание перебоев и сгорания элементов был выбран оптимальный вариант питания 12 В.

Диод VD2 - выполняет функцию защиты системы от подачи обратного напряжения.

Датчик температуры DS18B20, на схеме указанный DA1 -является чувствительным элементом, измеряющим температуру пола.

Светодиод VD1 - служит для визуального слежения о состоянии работы устройства (включено или отключено).

Реле К1 - служит для замыкания или размыкания отдельных участков цепей, в данной схеме для включения или отключения нагревательного элемента.

LCD дисплей - служит для визуального слежения заданной и реальной температуры и контроля температуры пользователем.

Транзистор VT1 - в данной схеме служит ключом для пропускания 12В на реле К1, а управление базой производиться через Arduino.

1.7 Инструкция пользователю

Электронные часы, должны оповещать пользователя о настоящем времени и обеспечивать визуальное оповещение реального времени.

В связи с этим для обеспечения корректной работы макета необходимо выполнить ряд предписаний:

1. Работа часов должна производиться в помещениях, отвечающих следующим требованиям:

- с низким уровнем запылённости;

- с низким уровнем влажности воздуха.

2. Электрическое питание модели датчика осуществляется постоянным напряжением величиной от 5 до 12В.

3. Устройство работает в режиме с постоянным питанием от электросети.

4. Настройка часов производиться автоматически с помощью задаваемой программы.

5. При работе с моделью необходимо аккуратное и бережное отношение и недопущение его механических повреждений.

электронный часы микроконтроллер

1.8 Листинг программы

#include<LiquidCrystal.h>

#include <OneWire.h>

OneWireds(10); // Подключаем датчик к 8 цифровому пину

LiquidCrystallcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); //Подключаем LCD

void setup(void)

{

pinMode(A0,INPUT);

pinMode(7, OUTPUT);

Serial.begin(9600);// Связь с ПК

lcd.begin(16, 2); //16 знаков, 2 строки

lcd.print('Temperature:'); //Печатаем верхнюю строку LCD

}

void loop(void)

{

bytei;

bytetype_s;

byte data[12];

byteaddr[8];

floatcelsius, fahrenheit;

inttemp_r;

// Ищем адрес датчика

if (!ds.search(addr))

{

Serial.println('No more addresses.');

Serial.println();

ds.reset_search();

delay(250);

return;

}

// Проверяем не было ли помех при передаче

if (OneWire::crc8(addr, 7)!= addr[7])

{

Serial.println('CRC is not valid!');

return;

}

Serial.println();

// Определяем серию датчика

switch (addr[0])

{

case 0x10:

Serial.println(' Chip = DS18S20');

type_s = 1;

break;

case 0x28:

Serial.println(' Chip = DS18B20');

type_s = 0;

break;

case 0x22:

Serial.println(' Chip = DS1822');

type_s = 0;

break;

default:

Serial.println('Device is not a DS18x20 family device.');

return;

}

ds.reset();

ds.select(addr); // Выбираем адрес

ds.write(0x44, 1); // Производим замер, в режиме паразитного питания

delay(1000);

ds.reset();

ds.select(addr);

ds.write(0xBE); // Считываем оперативную память датчика

for(i = 0; i < 9; i++)

{

data[i] = ds.read(); // Заполняем массив считанными данными

} // Данные о температуре содержатся в первых двух байтах, переведем их в одно значение и преобразуем в шестнадцатиразрядное число

int16_t raw = (data[1] << 8) | data[0]; // Переводим температуру в шкалы по Цельсию и Фаренгейту

if (type_s)

{

raw = raw << 3;

}

if (data[7] == 0x10)

{

raw = (raw & 0xFFF0) + 12 - data[6];

} else {

bytecfg = (data[4] & 0x60);

if (cfg == 0x00)

raw = raw << 3;

else if (cfg == 0x20)

raw = raw << 2;

else if (cfg == 0x40)

raw = raw << 1;

}

celsius = (float)raw / 16.0;

temp_r = analogRead(A0) / 51+20;

if (celsius>temp_r)

{

digitalWrite(7, HIGH);

}

else

{

digitalWrite(7, LOW);

}

Serial.print('Temp = '); //ПишемвПКинформацию

Serial.print(celsius);

Serial.print(' C, ');

Serial.print(fahrenheit);

Serial.println(' Т');

lcd.setCursor(0, 1); //Пишем в LCD на 2 строке

lcd.print('C:');

lcd.setCursor(2, 1);

lcd.print(celsius); //Цельсии

lcd.setCursor(8, 1);

lcd.print('Т:');

lcd.setCursor(10, 1);

lcd.print(temp_r); // Задаваемаятемпература

}

2. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчёт затрат на проектирование и внедрение продукта

Исчисление себестоимости единицы продукции по элементам называется калькуляцией. В основе калькуляции себестоимости лежит учет эксплуатационных расходов предприятия по элементам и статьям затрат. Планирование, учет и калькуляция себестоимости продукции на предприятиях радиотехнической промышленности осуществляется в соответствии с отраслевыми нормативами, которые устанавливают признаки классификации и состав затрат, включаемых в себестоимость радиотехнической продукции, производиться[3]:

- по природе затрат;

- по видам продукции, работ и услуг;

- по видам расходов

- по месту возникновения затрат;

- по способу отнесения затрат на единицу продукции.

Все затраты, включаемые в себестоимость, делятся на следующие группы:

- затраты промыслового труда (сырья, материал и т.д.)

- затраты живого труда (заработная плата)

Группировка затрат по видам продукции, работ и услуг важно для определения фактической себестоимости изделия. По видам расходов различают статьи калькуляции.

К статьям калькуляции относятся затраты на:

- сырье и материалы;

- покупные комплектующие и полуфабрикаты;

- основную з/п производственных рабочих;

- содержание и эксплуатацию оборудования.

При единичном производстве меняется метод нормативной калькуляции, как системы техноэкономических норм и нормативов материальной, трудовых и денежных ресурсов. Основными показателями являются нормирование расхода комплектующих, основных материалов на единицу продукции.

В структуре капитальных вложений, связанных с автоматизацией управления, выделяют капитальные вложения на разработку проекта автоматизации (затраты на проектирование) и капитальные вложения на реализацию проекта (затраты на внедрение), по формуле

К= Кп + Кр, (1)

где

Кп- капитальные вложения на проектирование;

Кр- капитальные вложения на реализацию проекта.

2.2 Расчёт капитальных вложений на проектирование

Капитальные вложения на проектирование аппаратных средств определяются путем составления смет расходов и включают следующие элементы: стоимость материалов, заработную плату основную и дополнительную с отчислениями в соцстрахование инженерно-технического персонала, непосредственно занятого разработкой проекта; оплату услуг сторонним организациям, если проектирование производится с привлечением сторонних организаций; накладные расходы отдела проектирования. Таким образом, капитальные вложения на проектирование определяются по формуле:

Кп = Км + Кпр + Кс + Кн, (2)

где

Кп - капитальные вложения на проектирование,

Км - стоимость материалов,

Кпр- заработная плата инженерно-технического персонала,

Кс - оплатауслуг сторонним организациям,

Кн - накладные расходы отдела проектирования.

2.3 Затраты на материалы

Определим смету затрат и рассчитаем стоимость материалов Км, пошедших на разработку аппаратных средств. В них входят: носители информации (бумага, Flash - накопитель) и быстроизнашивающиеся предметы труда (ручка, картридж для принтера, клей, резинка). Смета затрат на материалы представлена в таблице 1.

Таблица 1.Смета затрат на материалы

Материал

Цена за единицу, руб.

Количество, шт.

Сумма, Руб.

Flash-накопитель

85

1

85

Бумага

0.3

85

25.5

Услуги печати

0.5

85

42.5

Ручка

3

1

3

Итого

156

к = 1,1 - коэффициент, учитывающий транспортные расходы, которые составляют 10 % стоимости материалов; Стоимость материалов с учетом транспортных расходов составляет Рм.т. = 1.1 • 156 = 171.6

2.4 Расчёт эксплуатационных затрат

Затраты на реализацию. Определим капитальные затраты на реализацию электронного датчика микроклимата. Затраты на покупку комплектующих изделий сведем в таблице 2

Таблица 2. Затраты на покупку комплектующих изделий

Материал

Цена за единицу, руб.

Количество, шт.

Сумма, руб.

Семисегментный индикатор с общим анодом

50

4

200

Резистор 230 кОм

0.3

4

1.2

Резистор 4.7 кОм

0.3

12

3.6

Светоизлучающий диод

2

1

2

Транзистор ВС547

2

4

8

МикроконтроллерArduino Mega

135

1

135

Плата Breadboard

85

2

170

Блок питания на 12В

100

1

100

Итого

619.8

Стоимость комплектующих с учетом транспортных расходов составляет: Рк.т. = 1.1 • 619.8 = 681.78 руб.

Затраты на оплату труда

Проектируемое устройство изготавливается в единичном экземпляре в лабораторных условиях. Вся работа выполняется рабочим-монтажником 2-го разряда, сдельная часовая тарифная ставка, которого равна 29 руб/ч.

Для расчета зарплаты по монтажу и сборке учитывается сдельно-премиальная система оплаты труда, т.к. на эти операции установлены производственные расценки для расчета зарплаты по наладке и регулировке используем повременную оплату труда регулировщика, часовая ставка которого составляет 31 руб/ч.

Рабочее время изготовителя подразделяется на выполнение заданных операций.

Подготовительно-заключительное время - это время, необходимое для ознакомления с работой, подготовки и завершению поставленной производственной задачей.

Время на отдых и личные надобности - перерывы в течение смены для отдыха, время, затраченное на личные и естественные надобности.

К нормируемым затратам рабочего времени относятся подготовительно-заключительное, оперативное время обслуживания рабочего места.

Сдельная зарплата, за работу, выполненную монтажником 2-го разряда определяется по формуле:

(3)

где -суммарноевремя на выполнение операций с учетом времени на личные нужды и отдых, и время на подготовку и заключение операций;

Ci - часовая тарифная ставка операции.

Таблица 3.Затраты на оплату труда

Вид работы

Разряд

Время выполнения, ч

Часовая тарифная ставка, руб/ч

З/п, руб.

Монтаж

2

2

29

58

Сборка

2

2

31

62

Регулировка

2

1

31

31

Итого:

151

Оплата сторонним организациям и накладные расходы

Затраты на оплату работ сторонним организациям не производились поэтому коэффициент Кс равен нулю.

Накладные расходы (Кн) на разработку берутся в размере 45 % от основной заработной платы разработчиков аппаратных средств для покрытия административно-хозяйственныхи других, не предусмотренных расходов

Кн =руб. (4)

Общая величина капитальных вложений

Полная себестоимость изделия, изготовленного в единичном экземпляре в лабораторных условиях, представляет собой сумму всех производственных затрат, зарплаты и всех видов отчислений.

Расходы на производство по статьям затрат сведены в таблице 4.

Таблица 4. Капитальные вложения

Статьи

Сумма, руб.

Материалы и покупные полуфабрикаты

171.6

Комплектующие изделия

681.78

Основная заработная плата

151

Накладные расходы

67.95

Итого

1072.33

Таким образом затраты на изготовления устройства составили примерно 1072.33руб.

2.5 Расчёт на проектирование и внедрение продукта

Экономическая эффективность -- результативность экономической системы, выражающаяся в отношении полезных конечных результатов ее функционирования к затраченным ресурсам. Складывается как интегральный показатель эффективности на разных уровнях экономической системы и является итоговой характеристикой функционирования национальной экономики.

Годовой экономический эффект рассчитывают по формуле (5):

Эс=Этр-Ен*Кн-Сфэ, (5)

где Эс - годовой экономический эффект;

Этр - годовая экономия от применения внедрения задачи;

Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности (Ен=0,15);

Кн - единовременные затраты связанные с внедрением задачи равны стоимости затраты на реализацию + зарплата рабочему-монтажнику.

Коэффициент доходности от внедрения программного средства вычисляется по формуле (6):

Ерс = Эс/Кн, (6)

внедрение программного обеспечения экономически эффективно, так как Ерс>Ен.

Исходя из всех вычислений ясно, что внедрение и использование данного программного средства является целесообразным с экономической точки зрения.

3. ОХРАНА ТРУДА.ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ЭЛЕКТРОНЕНЫХ УСТРОЙСТВ

3.1 Потенциально опасные и вредные производственные факторы

Важным моментом в комплексе мероприятий направленных на совершенствование условий труда являются мероприятия по охране труда. Этим вопросам с каждым годом уделяется все большее внимание, т.к. забота о здоровье человека стала не только делом государственной важности, но и элементом конкуренции работодателей в вопросе привлечения кадров. Для успешного воплощения в жизнь всех мероприятий по охране труда необходимы знания в области физиологии труда, которые позволяют правильно организовать процесс трудовой деятельности человека.

В данном разделе дипломной работы освещаются основные вопросы техники безопасности и экологии труда. В качестве примера оптимального рабочего места программиста приводится анализ характеристик помещения и расчет искусственного освещения.

Имеющийся в настоящее время комплекс разработанных организационных мероприятий и технических средств защиты, накопленный опыт работы ряда вычислительных центров (далее ВЦ) показывает, что имеется возможность добиться значительно больших успехов в деле устранения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов.

Опасным называется производственный фактор, воздействие которого на работающего человека в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья. Если же производственный фактор приводит к заболеванию или снижению трудоспособности, то его считают вредным. В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный производственный фактор может стать опасным. Опасные и вредные производственные факторы подразделяются на четыре группы: физические, химические, биологические и психофизические.

Состояние условий труда работников ВЦ и его безопасности, на сегодняшний день, еще не удовлетворяют современным требованиям. Работники ВЦ сталкиваются с воздействием таких физически опасных и вредных производственных факторов, как повышенный уровень шума, повышенная температура внешней среды, отсутствие или недостаточная освещенность рабочей зоны, электрический ток, статическое электричество и другие.

Многие сотрудники ВЦ связаны с воздействием таких психофизических факторов, как умственное перенапряжение, перенапряжение зрительных и слуховых анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки. Воздействие указанных неблагоприятных факторов приводит к снижению работоспособности, вызванное развивающимся утомлением. Появление и развитие утомления связано с изменениями, возникающими во время работы в центральной нервной системе, с тормозными процессами в коре головного мозга.

Медицинские обследования работников ВЦ показали, что помимо снижения производительности труда высокие уровни шума приводят к ухудшению слуха. Длительное нахождение человека в зоне комбинированного воздействия различных неблагоприятных факторов может привести к профессиональному заболеванию. Анализ травматизма среди работников ВЦ показывает, что в основном несчастные случаи происходят от воздействия физически опасных производственных факторов при выполнении сотрудниками несвойственных им работ.

3.2 Описание рабочего места программиста

Проектирование рабочих мест, снабженных видеотерминалами, относится к числу важных проблем эргономического проектирования в области вычислительной техники[1].

Рабочее место и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет также характер работы. В частности, при организации рабочего места программиста должны быть соблюдены следующие основные условия: оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места и достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения.

Эргономическими аспектами проектирования видеотерминальных рабочих мест, в частности, являются: высота рабочей поверхности, размеры пространства для ног, требования к расположению документов на рабочем месте (наличие и размеры подставки для документов, возможность различного размещения документов, расстояние от глаз пользователя до экрана, документа, клавиатуры и т.д.), характеристики рабочего кресла, требования к поверхности рабочего стола, регулируемость элементов рабочего места.

Главными элементами рабочего места программиста являются стол и кресло. Основным рабочим положением является положение сидя.

Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление программиста. Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов, средств труда и документации. То, что требуется для выполнения работ чаще, расположено в зоне легкой досягаемости рабочего пространства.

Моторное поле - пространство рабочего места, в котором могут осуществляться двигательные действия человека.

Максимальная зона досягаемости рук - это часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе.

Оптимальная зона - часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой в точке локтя и с относительно неподвижным плечом.

Рисунок. Зоны досягаемости рук в горизонтальной плоскости

Большое значение придается характеристикам рабочего кресла. Так, рекомендуемая высота сиденья над уровнем пола находится в пределах 420-550мм. Поверхность сиденья мягкая, передний край закругленный, а угол наклона спинки - регулируемый.

Необходимо предусматривать при проектировании возможность различного размещения документов: сбоку от видеотерминала, между монитором и клавиатурой и т.п. Кроме того, в случаях, когда видеотерминал имеет низкое качество изображения, например, заметны мелькания, расстояние от глаз до экрана делают больше (около 700мм), чем расстояние от глаза до документа (300-450мм). Вообще при высоком качестве изображения на видеотерминале расстояние от глаз пользователя до экрана, документа и клавиатуры может быть равным.

Положение экрана определяется:

расстоянием считывания (0,6…0,7м);

углом считывания, направлением взгляда на 20 ниже горизонтали к центру экрана, причем экран перпендикулярен этому направлению.

Должна также предусматриваться возможность регулирования экрана:

по высоте + 3 см;

по наклону от - 10до + 20 относительно вертикали;

в левом и правом направлениях.

Большое значение также придается правильной рабочей позе пользователя. При неудобной рабочей позе могут появиться боли в мышцах, суставах и сухожилиях. Требования к рабочей позе пользователя видеотерминала следующие:

голова не должна быть наклонена более чем на 20,

плечи должны быть расслаблены,

локти - под углом 80…100,

предплечья и кисти рук - в горизонтальном положении.

Причина неправильной позы пользователей обусловлена следующими факторами: нет хорошей подставки для документов, клавиатура находится слишком высоко, а документы - низко, некуда положить руки и кисти, недостаточно пространство для ног.

В целях преодоления указанных недостатков даются общие рекомендации: лучше передвижная клавиатура; должны быть предусмотрены специальные приспособления для регулирования высоты стола, клавиатуры и экрана, а также подставка для рук[2].

Существенное значение для производительной и качественной работы на компьютере имеют размеры знаков, плотность их размещения, контраст и соотношение яркостей символов и фона экрана. Если расстояние от глаз оператора до экрана дисплея составляет 60…80 см, то высота знака должна быть не менее 3мм, оптимальное соотношение ширины и высоты знака составляет 3:4, а расстояние между знаками - 15…20% их высоты. Соотношение яркости фона экрана и символов - от 1:2 до 1:15.

Во время пользования компьютером медики советуют устанавливать монитор на расстоянии 50-60 см от глаз. Специалисты также считают, что верхняя часть видеодисплея должна быть на уровне глаз или чуть ниже. Когда человек смотрит прямо перед собой, его глаза открываются шире, чем, когда он смотрит вниз. За счет этого площадь обзора значительно увеличивается, вызывая обезвоживание глаз. К тому же если экран установлен высоко, а глаза широко открыты, нарушается функция моргания. Это значит, что глаза не закрываются полностью, не омываются слезной жидкостью, не получают достаточного увлажнения, что приводит к их быстрой утомляемости.

Создание благоприятных условий труда и правильное эстетическое оформление рабочих мест на производстве имеет большое значение, как для облегчения труда, так и для повышения его привлекательности, положительно влияющей на производительность труда.

3.3 Меры предосторожности при работе с паяльником

Общие требования

К выполнению работ по пайке паяльником допускаются работники в возрасте не моложе 18 лет, прошедшие обучение, инструктаж и проверку знаний по охране труда, освоившие безопасные методы и приемы выполнения работ, методы и приемы правильного обращения с приспособлениями, инструментами и грузами, а также должны иметь II группу по электробезопасности. При возникновении аварийной ситуации, либо проблемы при работе с паяльником, работник обязан сообщить об этом вышестоящему начальнику. Так же при пайке необходимо учесть то, что на работника, занятого пайкой могут воздействовать следующие опасные и вредные производственные факторы:

повышенная загазованность воздуха рабочей зоны парами вредных химических веществ;

повышенная температура поверхности изделия, оборудования, инструмента и расплавов припоев;

повышенная температура воздуха рабочей зоны;

вероятность возникновения пожара;

вероятность попадания брызг припоев и флюсов;

Каждый работник, занятый работой с паяльником должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты органов дыхания. Рабочее место каждого работника должно быть оснащено системой вентиляции воздуха, работа которой должна сопровождаться световой иили звуковой индикацией, и включаться до начала работ, а выключаться после завершения работ. Зонты стационарных воздухоотводов на гибкой основе и иметь возможность перемещаться в зависимости от места пайки.

Каждый паяльник должен проходить обязательную проверку не реже указанных в паспортной документации сроков и соответствовать классу помещения и разряду работника. Кабель паяльника должен быть хорошо изолирован, не иметь механических повреждений и возможности контакта с горячими деталями. В случае обнаружения подобных повреждений необходимо сообщить вышестоящему начальству.

Для местного освещения рабочего места работника, необходимо применять светильник с непрозрачным плафоном и располагать так, чтобы свет от светильника не попадал в поле зрения работника. Светильник местного освещения должен быть закреплён на гибкой стойке для удобного расположения, не зависимо от места пайки. Проводка к светильнику должна проводиться только внутри стойки. Открытый тип проводки не допускается.

В местах приготовления флюсов должны быть:

водопроводный кран с раковиной;

жидкости, нейтрализующие флюсовые кислоты;

жидкости, имеющие в своём составе хлористые иили фторовые соединения, для удаления флюсов с кожи человека при попадании;

Во избежание поражения электрическим током на участках работы с паяльником, должны быть вывешены предупредительные плакаты и знаки безопасности, а возле каждого рабочего места должна быть деревянная решётка с диэлектрическим ковриком. Каждое рабочее место должно легко поддаваться чистке, быть гладким и легко обмываемым. Вышедшие из строя материалы должны быть помещены в специальную ёмкость и удаляться по мере накопления в строго отведённое место.

В случае возникновения ситуации, угрожающей здоровью работника, или лиц его окружения, работник обязан сообщить своего вышестоящего руководителя. Каждый работник должен быть обучен приёмам оказания первой помощи и в случае возникновения непредвиденной или чрезвычайной ситуации обязан оказать таковую лицам, нуждающимся в ней. В случае нарушения правил распорядка дня, пунктов трудового договора иили трудового договора работник несёт ответственность в соответствии с законодательством ПМР.

Требования охраны труда перед началом работы

Для начала работы необходимо привести в порядок рабочее место, освободить подход к нему и надеть средства индивидуальной защиты. Перед началом работы с паяльником необходимо.

- проверить его на соответствие классу защиты от поражения электрическим током;

- проверить внешним осмотром техническое состояние кабеля и штепсельной вилки, целостность защитного кожуха и изоляции рукоятки;

- проверить на работоспособность встроенных в его конструкцию отсосов;

- проверить на работоспособность механизированную подачу припоя в случаях ее установки в паяльнике.

Необходимо проверить исправность работы вентиляции и местного освещения. Убедиться, что напряжение для местного освещения не превышает 50 В. Так же необходимо проверить наличие и исправность:

- ограждений и предохранительных приспособлений;

- токоведущих частей электрической аппаратуры (пускателей, трансформаторов, кнопок и других частей);

- заземляющих устройств;

- средств пожаротушения.

Требования охраны труда во время работы

При выполнении работ с паяльником необходимо содержать рабочее место в порядке, не создавать нагромождений, чётко соблюдать инструкцию и последовательность выполнения действий при пайке. Паяльник, находящийся в рабочем состоянии устанавливать под вытяжным зонтом на огнезащитной подставке, исключающей его падение. Нагретые изделия так же помещать под вытяжным зонтом. При пайке крупных изделий необходимо пользоваться паяльником со встроенным воздухоотводом.

Для фиксации, перемещения, удержания, удаление лишнего припой либо и флюса необходимо применять специализированные инструменты, так как:

щипцы;

пинцеты;

плоскогубцы;

напильник бархатный;

В случае пайки в замкнутом объёме, работу необходимо выполнять бригадой из 2-х человек, один из которых находится внутри замкнутого объёма и выполняет пайку, а другой следит за соблюдением правильности технологического процесса, с напряжением не выше 12 В и с постоянно работающей вытяжной и приточной вентиляцией. Помимо средств индивидуальной защиты на работнике, находящимся внутри замкнутого объёма должно быть надето:

защитные каски (полиэтиленовые, текстолитовые или винипластовые),

электрозащитные средства (диэлектрические перчатки, галоши, коврики)

предохранительный пояс с канатом, конец которого должен находиться у наблюдающего вне замкнутого объема.Пайку малогабаритных изделий в виде штепсельных разъемов, наконечников, клемм и других аналогичных изделий производить, закрепляя их в специальных приспособлениях, указанных в технологической документации (зажимы, струбцины и другие приспособления).

Требования охраны труда в аварийных ситуациях

В случае возникновения аварийной ситуации необходимо незамедлительно оповестить об этом непосредственного или вышестоящего руководителя. В случае травмирования работника необходимо незамедлительно оказать ему первую помощь. При поражении электрическим током необходимо принять меры по скорейшему освобождению пострадавшего от его действия. В случае возникновения возгорания необходимо:

- прекратить работу;

- отключить электрооборудование;

- сообщить непосредственному или вышестоящему руководителю о пожаре;

- сообщить о пожаре в пожарную охрану;

- принять по возможности меры по эвакуации работников, тушению пожара и сохранности материальных ценностей.

Требования охраны труда по окончании работы

При завершении работ необходимо отключить всё электрооборудование (паяльник, пульты питания, освещение (местное, общее)), отключить местную вытяжную вентиляцию, привести в порядок рабочее место. Все используемые приспособления и инструменты сложить в инструментальный ящик, а спец. одежду, средства индивидуальной защиты повесить в специально предназначенное место. Неизрасходованные флюсы и припои убрать в вытяжные шкафы, или специально предназначенные кладовые. В завершении тщательно вымыть руки и лицо тёплой, проточной водой с мылом, а при возможности принять душ.

3.4 Микроклимат

Параметры микроклимата могут меняться в широких пределах, в то время как необходимым условием жизнедеятельности человека является поддержание постоянства температуры тела благодаря терморегуляции, т.е. способности организма регулировать отдачу тепла в окружающую среду. Принцип нормирования микроклимата - создание оптимальных условий для теплообмена тела человека с окружающей средой.

Вычислительная техника является источником существенных тепловыделений, что может привести к повышению температуры и снижению относительной влажности в помещении. В санитарных нормах СН-245-71 установлены величины параметров микроклимата, создающие комфортные условия. Эти нормы устанавливаются в зависимости от времени года, характера трудового процесса и характера производственного помещения.

Таблица 5. Параметры микроклимата для помещений, где установлены компьютеры

Период года

Параметр микроклимата

Величина

Холодный

Температура воздуха в помещении Относительная влажность

Скорость движения воздуха

22…24°С

40…60%

до 0,1м/с

Теплый

Температура воздуха в помещении Относительная влажность

Скорость движения воздуха

23…25°С

40…60%

0,1…0,2м/с

Для обеспечения комфортных условий используются как организационные методы (рациональная организация проведения работ в

Объем помещений, в которых размещены работники вычислительных центров, не должен быть меньше 19,5м3/человека с учетом максимального числа одновременно работающих в смену.

Таблица 6. Нормы подачи свежего воздуха в помещения, где расположены компьютеры

Характеристика помещения

Объемный расход подаваемого в помещение свежего воздуха, м3 /на одного человека в час

Объем до 20м3 на человека

20…40м3 на человека

Более 40м3 на человека

Не менее 30

Не менее 20

Естественная вентиляция

Для обеспечения комфортных условий используются как организационные методы (рациональная организация проведения работ в зависимости от времени года и суток, чередование труда и отдыха), так и технические средства (вентиляция, кондиционирование воздуха, отопительная система).

3.5 Освещенность

Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомляемость, способствует повышению производительности труда, благотворно влияет на производственную среду, оказывая положительное психологическое воздействие на работающего, повышает безопасность труда и снижает травматизм.

Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, приводит к наступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочем месте может создавать резкие тени, блики, дезориентировать работающего. Все эти причины могут привести к несчастному случаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен правильный расчет освещенности.

Существует три вида освещения - естественное,искусственное и совмещенное (естественное и искусственное вместе).

Естественное освещение - освещение помещений дневным светом, проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях помещений. Естественное освещение характеризуется тем, что меняется в широких пределах в зависимости от времени дня, времени года, характера области и ряда других факторов.

Искусственное освещение - применяетсяпри работе в темное время суток и днем, когда не удается обеспечить нормированные значения коэффициента естественного освещения (пасмурная погода, короткий световой день). Освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным, называется совмещенным освещением.

Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное. Рабочее освещение, в свою очередь, может быть общим или комбинированным.

Общее - освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно или применительно к расположению оборудования.

Комбинированное - освещение, при котором к общему добавляется местное освещение.

Согласно СНиП II-4-79 в помещениях вычислительных центров необходимо применить систему комбинированного освещения.

При выполнении работ категории высокой зрительной точности (наименьший размер объекта различения 0,3…0,5мм) величина коэффициента естественного освещения (КЕО) должна быть не ниже 1,5%, а при зрительной работе средней точности (наименьший размер объекта различения 0,5…1,0мм) КЕО должен быть не ниже 1,0%. В качестве источников искусственного освещения обычно используются люминесцентные лампы типа ЛБ или ДРЛ, которые попарно объединяются в светильники, которые должны располагаться над рабочими поверхностями равномерно.

Требования к освещенности в помещениях, где установлены компьютеры, следующие: при выполнении зрительныхработ высокой точности общая освещенность должна составлять 300лк, а комбинированная - 750лк; аналогичные требования при выполнении работ средней точности - 200 и 300лк соответственно.

Кроме того, все поле зрения должно быть освещено достаточно равномерно - это основное гигиеническое требование. Иными словами, степень освещения помещения и яркость экрана компьютера должны быть примерно одинаковыми, т.к. яркий свет в районе периферийного зрения значительно увеличивает напряженность глаз и, как следствие, приводит к их быстрой утомляемости.

Расчет освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определению необходимого числа светильников, их типа и размещения. Исходя из этого, рассчитаем параметры искусственного освещения.

Обычно искусственное освещение выполняется посредством электрических источников света двух видов: ламп накаливания и люминесцентных ламп. Будем использовать люминесцентные лампы, которые по сравнению с лампами накаливания имеют ряд существенных преимуществ:

по спектральному составу света они близки к дневному, естественному свету;

обладают более высоким КПД (в 1,5-2 раза выше, чем КПД ламп накаливания);

обладают повышенной светоотдачей (в 3-4 раза выше, чем у ламп накаливания);

более длительный срок службы.

Расчет освещения производится для комнаты площадью 15м2, ширина которой 5м, высота - 3 м. Воспользуемся методом светового потока.

Для определения количества светильников определим световой поток, падающий на поверхность по формуле:

, где (7)

F - рассчитываемый световой поток, Лм;

Е - нормированная минимальная освещенность, Лк (определяется по таблице). Работу программиста, в соответствии с этой таблицей, можно отнести к разряду точных работ, следовательно, минимальная освещенность будет Е = 300Лк;

S - площадь освещаемого помещения (в нашем случае S = 15м2);

Z - отношение средней освещенности к минимальной (обычно принимается равным 1,1…1,2, пусть Z = 1,1);

К - коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока лампы в результате загрязнения светильников в процессе эксплуатации (его значение зависит от типа помещения и характера проводимых в нем работ и в нашем случае К= 1,5);

N - коэффициент использования, (выражается отношением светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в долях единицы; зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемых коэффициентами отражения от стен (РС) и потолка (РП)), значение коэффициентов РС и РП были указаны выше: РС=40%, РП=60%. Значение n определим по таблице коэффициентов использования различных светильников. Для этого вычислим индекс помещения по формуле:

, где (8)

S - площадь помещения, S = 15 м2;

H - расчетная высота подвеса, h = 2.92 м;

A - ширина помещения, А = 3 м;

В - длина помещениях, В = 5 м.

Подставив значения получим:

Зная индекс помещения I, по таблице 7 находимn = 0,22

Подставим все значения в формулу для определения светового потока F:

Для освещения выбираем люминесцентные лампы типа ЛБ40-1, световой поток которых F = 4320 Лк.

Рассчитаем необходимое количество ламп по формуле:

(9)

N- определяемоечисло ламп;

F- световойпоток, F = 33750 Лм;

Fл - световой потоклампы, Fл = 4320 Лм.

При выборе осветительных приборов используем светильники типа ОД. Каждый светильник комплектуется двумя лампами.

Электромагнитное излучение

Большинство ученых считают, что как кратковременное, так и длительное воздействие всех видов излучения от экрана монитора не опасно для здоровья персонала, обслуживающего компьютеры. Однако исчерпывающих данных относительно опасности воздействия излучения от мониторов на работающих с компьютерами не существует и исследования в этом направлении продолжаются.

Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений от монитора компьютера представлены в таблице 7.

Максимальный уровень рентгеновского излучения на рабочем месте оператора компьютера обычно не превышает 10мкбэр/ч, а интенсивность ультрафиолетового и инфракрасного излучений от экрана монитора лежит в пределах 10…100мВт/м2.

Таблица 7.Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений (в соответствии с СанПиНом 2.2.2.542-96)

Наименование параметра

Допустимые значения

Напряженность электрической составляющей электромагнитного поля на расстоянии 50см от поверхности видеомонитора

10В/м

Напряженность магнитной составляющей электромагнитного

поля на расстоянии 50см от поверхности видеомонитора

0,3А/м

Напряженность электростатического поля не должна превышать:

для взрослых пользователей

для детей дошкольных учреждений и учащихся

средних специальных и высших учебных заведений

20кВ/м

15кВ/м

Для снижения воздействия этих видов излучения рекомендуется применять мониторы с пониженным уровнем излучения (MPR-II, TCO-92, TCO-99), устанавливать защитные экраны, а также соблюдать регламентированные режимы труда и отдыха.

Обеспечение электробезопасности

Сила тока - основной фактор, обусловливающий степень поражения. Она пропорциональна напряжению (U) и обратно пропорциональна сопротивлению цепи (R), т. е.

I = U/R (10)

Средства и способы защиты человека от поражения электрическим током сводятся к следующему:

уменьшению рабочего напряжения электроустановок;

выравниванию потенциалов (заземление, зануление);

электрическому разделению цепей высоких и низких напряжений;

увеличению сопротивления изоляции токоведущих частей (рабочей, усиленной, дополнительной, двойной и т. п.);

применению устройств защитного отключения и средств коллективной защиты (оградительных, блокировочных, сигнализирующих устройств, знаков безопасности и т. п.), а также изолирующих средств защиты.

Напряжение до 42В переменного и 110В постоянного тока не вызывает поражающих факторовпри относительно непродолжительном воздействии. Поэтому везде, где это возможно, кроме случаев, специально оговоренных в правилах, следует применять электроустановки с рабочим напряжением, не превышающим приведенных значений, без дополнительных средств защиты.

Однако при повышении мощности электроустановок с низким рабочим напряжением возрастают потребляемые ими токи, а, следовательно, увеличиваются сечение проводников, габариты, потери энергии, и стоимость электроустановок. Самыми экономичными считаются электроустановки с напряжением 220...380 В. Такие напряжения опасны для жизни человека, что вызывает необходимость применения дополнительных защитных средств (защитные заземление и зануление).

Защитное заземление - преднамеренноесоединение металлических нетоковедущих частей электроустановки с землей. Электрическое сопротивление такого соединения должно быть минимальным (не более 4 Ом для сетей с напряжением до 1000 В и не более 10 Ом для остальных). При этом корпус электроустановки и обслуживающий ее персонал будут находиться под равными, близкими к нулю, потенциалами даже при пробое изоляции и замыкании фаз на корпус. Различают два типа заземлений: выносное и контурное.

Выносное заземление - характеризуетсятем, что его заземлитель (элемент заземляющего устройства, непосредственно контактирующий с землей) вынесен за пределы площадки, на которой установлено оборудование. Таким способом пользуются для заземления оборудования механических и сборочных цехов.

Контурное заземление - состоитиз нескольких соединенных заземлителей, размещенных по контуру площадки с защищаемым оборудованием. Такой тип заземления применяют в установках выше 1000 В.

Зануление - преднамеренноеэлектрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Оно считается основным средством обеспечения электробезопасности в трехфазных сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 В.

В сети с занулением следует различать нулевые защитный и рабочий проводники. Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части потребителей (приемников) электрической энергии с заземленной нейтралью источника тока. Нулевой рабочий проводник используют для питания током электроприемников и тоже соединяют с заземленной нейтралью, но через предохранитель.

К устройствам защитного отключения относятся приборы, обеспечивающие автоматическое отключение электроустановок при возникновении опасности поражения током. Они состоят из датчиков, преобразователей и исполнительных органов. Разработаны устройства, реагирующие на напряжение корпуса относительно земли и на перекос фаз в аварийных ситуациях.

Изолирующие средства защиты предназначены для изоляции человека от частей электроустановок, находящихся под напряжением. Различают основные и дополнительные изолирующие средства.

Основными изолирующими средствами для обслуживания электроустановок напряжением до 1000 В служат: изолирующие штанги, изолирующие и измерительные клещи, указатели напряжения, диэлектрические перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими ручками, средства для ремонтных работ под напряжением (изолирующие лестницы, площадки и др.).

Дополнительными изолирующими средствами являются: диэлектрические галоши, коврики, изолирующие подставки.

Все изолирующие средства защиты, кроме штанг, предназначенных для наложения временных заземлений, ковриков и подставок, должны подвергаться электрическим испытаниям после изготовления и периодически в процессе эксплуатации.

Оказание первой доврачебной помощи при поражении электрическим током

Спасение жизни человека, пораженного электрическим током, во многом зависит от быстроты и правильности действий, оказывающих ему помощь лиц. Доврачебную помощь нужно начать оказывать немедленно, по возможности на месте происшествия, одновременно вызвав медицинскую помощь.

Прежде всего, нужно как можно скорее освободить пострадавшего от действия электрического тока. Если нельзя отключить электроустановку от сети, то следует сразу же приступить к освобождению пострадавшего от токоведущих частей, используя при этом изолирующие предметы. Если он находится на высоте, то необходимо предотвратить возможность его травмирования при падении.

Освобождая человека от напряжения до 220 В, следует воспользоваться канатом, палкой, доской и другим сухим предметом, не проводящим ток. Пострадавшего можно оттянуть за сухую одежду. При оттискивании его за ноги не следует касаться обуви или одежды без изоляции своих рук, так как обувь и одежда могут быть сырыми и проводить электрический ток. Чтобы изолировать руки, нужно воспользоваться диэлектрическими перчатками, а при их отсутствии обмотать руку любой сухой материей. При этом рекомендуется действовать одной рукой.

От токоведущих частей напряжением свыше 220 В пострадавшего следует освобождать с помощью штанги или изолирующих клещей, рассчитанных на соответствующее напряжение. При этом надевают диэлектрические перчатки и боты. Важно помнить об опасности шагового напряжения, когда провод лежит на земле.

Если нельзя быстро отключить питание линии электропередачи, то нужно замкнуть провода накоротко, набросив на них гибкий провод достаточного сечения. Один конец последнего предварительно заземляют (присоединяют к металлической опоре, заземляющему спуску и др.). Если пострадавший касается одного провода, то достаточно заземлить только этот провод. Доврачебная помощь после освобождения пострадавшего зависит от его состояния. Если он в сознании, то нужно обеспечить ему на некоторое время полный покой, не разрешая ему двигаться до прибытия врача.

Если пострадавший дышит очень редко и судорожно, но прощупывается пульс, надо сразу же делать искусственное дыхание по способу 'изо рта в рот' или 'изо рта в нос'. При отсутствии дыхания и пульса, расширенных зрачках и нарастающей синюшности кожи и слизистых оболочек нужно делать искусственное дыхание и непрямой (наружный) массаж сердца. Оказывать помощь нужно до прибытия врача. Известны случаи, когда искусственное дыхание и массаж сердца, проводимые непрерывно в течение 3...4 ч, возвращали пострадавших к жизни.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения дипломного проекта было разработано устройство - «электронные часы». Для разработки данного устройства, основанного на счётчике времени, была проанализирована литература по основам промышленной электроники, изучены основные типы контроллеров, используемые в иных устройствах подобного типа, и принципы их функционирования. Разработаны структурная, функциональная и принципиальная электрические схемы. Электронные часы имеют программное управление, что позволяет полностью исключить участие человека в управлении им.

Для управления электронными часами используется микроконтроллер, с заранее заданным алгоритмом. Программа формирует управляющий сигнал, который передаётся на устройства через порты микроконтроллера.

Разработанный макет может найти широкое применение в разработках электронных часов, применяемых в видеомагнитофонах, компьютерах, сотовых телефонах, мультиварках и т.д., так как прост в исполнении и эксплуатации, а также не требует больших материальных затрат.

В работе исследованы вопросы экономической эффективности и затраты на реализацию данного устройства. Выполнен расчет затрат на проектирование и внедрение продукта.

В последнем разделе дипломнойработы освещаются основные вопросы техники безопасности и экологии труда. В качестве примера оптимального рабочего места программиста приводится анализ характеристик помещения и расчет искусственного освещения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Безопасность жизнедеятельности. Под ред. Л.А. Муравья. - 2-е изд. переработано и дополнено - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. - 431 с.

2. Безопасность жизнедеятельности: учебное пособие для вузов Н.П. Кукин, В.Л. Лапин, Н.Л. Пономарёв. - 2-е изд. исп. и доп. М.: Высшая школа, 2001. - 319 с.

3. Горчакова Л. И., Лопатин М. В. Экономические расчёты в дипломных проектах по техническим специальностям. Изд-во СПбГПУ, 2003. 28с.

4. Клюева А. С. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования. Справочное пособие. 2-е издание. Москва Энергоавтомиздат 1989г.

5. Мухин В. С., Саков И. А. Приборы контроля и средства автоматики тепловых процессоров. Москва.

6. Сольницев Р. И. Автоматизация проектирования систем автоматического управления. Москва «Высшая школа» 1991 г.

7. Технология пайки монтажных соединений в приборостроении Апухтин Г.И. - 128 с.

8. http://arduino.ru/Hardware/ArduinoBoardUno - документация для микроконтроллера ArduinoUno.

9. http://arduino.ru/Reference - программирование микроконтроллера ArduinoUno.

10. http://centro-pol.ru/termoregulyator-dlya-teplogo-pola.html - виды терморегуляторов для системы «Тёплый пол».

ref.by 2006—2019
contextus@mail.ru