Разработка универсального электротехнического измерительного прибора для лабораторных работ
Введение
Электротехнические измерительные приборы служат для измерения электрических величин таких как: напряжение, сила тока, сопротивление и другие. В зависимости от назначения электроизмерительные приборы подразделяют на амперметры, вольтметры, ваттметры, омметры, осциллографы и другие. Для разработки собственных устройств и ремонта техники требуется множество электроизмерительных приборов. Но использовать это множество не вполне удобно если использовать для каждой физической величины свой прибор. Также иногда нужно провести измерения не на своём рабочем месте, например, когда демонтаж устройства невозможен из-за разных причин для установления неисправностей не все электроизмерительные приборы приспособлены для работы в полевых условиях
Также электротехнические измерительные приборы используются в качестве лабораторного оборудования в средних профессиональны учебных заведениях на парах по таким специальностям как например 09.02.01 “Компьютерные системы и комплексы”.
Содержание
Введение 6
Глава 1. Проектирование устройства 8
1.1. Анализ предметной области универсального измерительного прибора 8
1.2. Описание требований к разрабатываемому прибору 12
1.3. Анализ аналогов универсального измерительного прибора 14
1.4. Описание проекта универсального измерительного прибора 17
1.5. Выбор аппаратных средств и программного обеспечения для реализации прибора 21
1.5.1. Описание аппаратных средств 21
1.5.2. Описание программного обеспечения 25
Глава 2. Реализация устройства 31
2.1. Структурная схема универсального электротехнического измерительного прибора 31
2.2. Сборка устройства 31
2.2.1. Проектирование принципиальной схемы 32
2.2.2. Разводка печатной платы 32
2.2.3. Проектирование корпуса устройства 34
2.3. Программирование устройства 35
2.4. Проверка и тестирование устройства на наличие ошибок 43
2.5. Разработка сопроводительной документации для пользователей 45
Глава 3. Технико-экономическое обоснование 46
Глава 4. Техника безопасности 52
4.1. Техника безопасности при пайке устройства 52
4.2. Техника безопасности при работе универсального измерительного прибора 53
Список литературы 57
Приложение 1 58
Приложение 2 62
Приложение 3 64
Приложение 4 77
Список литературы
1. ГОСТ 7.32-2017 СИБИД. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления (с Поправками), ГОСТ от 24 октября 2017 года №7.32-2017 (cntd.ru)
2. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85) Единая система программной документации (ЕСПД). Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Обозначения условные и правила выполнения, ГОСТ от 26 декабря 1990 года №19.701-90 (cntd.ru)
3. ГОСТ Р 55491-2013 Платы печатные. Правила восстановления и ремонта, ГОСТ Р от 28 июня 2013 года №55491-2013 (cntd.ru)
4. ГОСТ 29137-91 Формовка выводов и установка изделий электронной техники на печатные платы. Общие требования и нормы конструирования, ГОСТ от 28 ноября 1991 года №29137-91 (cntd.ru)
5. Онлайн-инструмент по создание схем и печатных плат EasyEDA. https://easyeda.com/ru
6. Программа для виртуального моделирования электрических цепей, схем и электронного оборудования Fritzing. https://fritzing.org/
7. Схема автоматизированного проектирования AutodeskFusion 360. https://www.autodesk.com/products/fusion-360/overview?term=1-YEAR
8. AD9833 datasheet [Электронный ресурс] https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ad9833.pdf
9. ESP8266-01 datasheet [Электронный ресурс] https://www.microchip.ua/wireless/esp01.pdf
10. ILI948 datasheet [Электронный ресурс] https://www.waveshare.com/w/upload/7/78/ILI9486_Datasheet.pdf
11. Библиотека для дисплея на драйвере ILI9486 [Электронный ресурс] https://github.com/RobertoBenjami/stm32_graphics_display_drivers
12. Библиотека для генератора сигнала AD9833 [Электронный ресурс] https://github.com/Bardia-Afshar/AD9833-STM32
В режиме мультиметра можно измерить напряжение, силу тока, сопротивление, проверить диоды, прозвонить цепь на обрыв, проверить ёмкость конденсаторов. Выбор измеряемой величины осуществляется с помощью долго нажатия на кнопку. При тестировании участка цепи или компонента измеряемая величина будет отображаться на дисплее. Также при проверке диода и проверки целостности цепи будет звуковая индикации для более наглядного результата измерений. При помощи тактовых возможна заморозка данных на дисплее для последующего просмотра. Возможен ручной выбор диапазона измерений, который быстрее показывает результат измерений, его можно использовать если известно заранее какой должен быть результата.