Предмет: Электроника. Добавлен: 05.06.2017. Год: 2016. Страниц: 27. Оригинальность по antiplagiat.ru: < 30% |
|
!!!Внимание приложения отсутсвуют!!! Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры (КИПР) Приёмопередатчик на модулях RF 315/433 МГц и Arduino Курсовой проект по дисциплине «Схемо- и системотехника электронных средств» Студент гр.204 ___ «___»___ 2016г. Руководитель Канд. физ.-мат. наук, Доцент кафедры КИПР «___»___ 2016г. Томск 2016 Техническое задание на курсовую работу по дисциплине «Схемо- и системотехника электронных средств» Тема проекта: Приёмопередатчик на модулях RF 315/433 МГц и Arduino Общие требования: Тип источника питания – батарея. Область применения – устройство предназначено для передачи цифровых сигналов. Назначение – предназначен для связи устройств друг с другом. Электрические характеристики передатчика: Входное напряжение - U_вх=3-12 В. Рабочая сила тока - I = 8 мА. Скорость передачи данных – 8 кб/сек. Рабочие температуры – от -20 до +80 градусов. 3. Электрические характеристики приёмника: 1) Входное напряжение - - U_вх=5 В. 2) Рабочая сила тока I = 5,5 мА. 3) Скорость приёма – 8 кб/сек. Условия эксплуатации: Диапазон рабочих температур - T=-20…+80 ?. Влажность воздуха от 30% до 75% Атмосферное давление – p=101кПа. Содержание пояснительной записки: титульный лист, график выполнения работ, техническое задание, содержание, введение, анализ потребностей в разрабатываемом изделии, описание известных схемотехнических решений, выбор и обоснование структурной схемы, расчетная часть, выбор и обоснование номиналов и типов ЭРЭ, схема электрическая структурная, схема электрическая принципиальная, перечень элементов, математическое моделирование устройства, заключение, список используемой литературы, приложения (при необходимости). Оглавление 1 Введение 5 2 Актуальность 7 3 Описание известных схемотехнических решений 8 4 Выбор и обоснование схемы электрической принципиальной 12 5 Перечень элементов 16 6 Чертеж СЭП 18 7 Чертеж СЭП 18 5 Расчетная часть 19 5.1 Расчет h-параметров биполярного транзистора VT1 19 7 Математическое моделирование устройства 22 8 Заключение 24 Список использованной литературы 25 ? 1 Введение Ежедневно миллионы слушателей включают свои радиоприемники, чтобы послушать последние известия или любимую передачу. Донести до нас из студии различные голоса и позволяет радиопередатчик. Радиопередатчик — это сложное радиоэлектронное устройство, преобразующее совместно с антенной звуковые сигналы голоса человека в радиоволны, которые, распространяясь в окружающем нас пространстве на огромные расстояния, улавливаются радиоприемниками слушателей. Основные части любого радиопередатчика — усилитель звуковой частоты, генератор высокочастотных электрических колебаний, модулятор и усилитель мощности. Звуковые сигналы преобразовать непосредственно в радиоволны невозможно. Поэтому сначала с помощью микрофона их преобразуют в низкочастотные (звуковой частоты) электрические колебания. Затем они усиливаются в усилителе звуковой частоты так, чтобы обеспечить нормальную работу других частей радиопередатчика. Одновременно, для того чтобы антенна, подключенная к радиопередатчику, стала источником радиоволн, к ней необходимо подвести высокочастотные (значительно выше звуковой частоты) колебания тока. Источником высокочастотных электрических колебаний в радиопередатчике является генератор (часто называемый задающим генератором). Генератор содержит колебательный контур, в котором с помощью схемы на транзисторах или на радиолампах создаются незатухающие электрические колебания с определенной частотой (см. Колебательный контур). Для того чтобы высокочастотные колебания электрического тока, полученные в задающем генераторе, несли низкочастотную информацию, необходимо на высокочастотные колебания «записать» электрические колебания звуковой частоты, т. е. промодулировать высокочастотные колебания. Устройство, в котором модулируются высокочастотные электрические колебания, называется модулятором. Для радиовещания используют два способа модуляции: амплитудную модуляцию — когда амплитуда высокочастотных колебаний изменяется в такт с колебаниями звуковой частоты; частотную модуляцию — когда в такт с колебаниями звуковой частоты происходит небольшое изменение частоты высокочастотных колебаний (этот процесс называется девиацией частоты).л Поскольку любой радиопередатчик формирует радиоволны только одной частоты, то в эфире, не мешая друг другу, одновременно могут работать тысячи радиопередатчиков, позволяя обеспечивать связь с любыми объектами на земле, на воде, в воздухе и космическом пространстве. В данном проекте я использую систему модулей приёма-передачи RF 315/433 МГц и микроконтроллеры Arduino. Целью курсового проектирования является закрепление теоретических знаний и приобретение навыка самостоятельной работы по анализу структурной и принципиальной электрических схем устройства. В задачи курсового проектирования входит овладения основными современными методами расчета и моделирования электронных средств, а так же приобретение практических навыков работы с технической документацией и справочной литературой. ? 2 Актуальность В настоящий момент модули RF 315/433 МГц имеют широкую область применения, так же, PF модули являются очень полезными элементами, которые вместе с Arduino позволяют передавать данные от передатчика к приемнику без проводов. На бытовом уровне радиомодули широко применяются в автомобильных сигнализациях, противоугонных системах и решениях типа «умный дом». В промышленности они незаменимы в беспроводных системах учета расхода ресурсов, POS терминалах, промышленной телеметрии, беспроводных датчиках температуры и влажности и т.д. В среде Arduino для этого есть специальная библиотека с примерами программ для работы с такими радиомодулями. Данные модули отлично подойдут для реализации проектов с дистанционным управлением и небольшим объемом передаваемых данных. Радиус действия таких модулей порядка 150 метров. Данные датчики не используют какие либо протоколы передачи данных, все что поступает на вход data in передатчика передается приемнику. И приемник и передатчик имеют 4 вывода - земля,питание,антенна и данные. Для того чтобы посмотреть что приходит в приемник его можно подключить к com порту компьютера. И посмотреть данные через программы мониторинга порта, можно использовать тернинал порта среды Arduino. При подключении в терминале будет непрерывный поток данных, среди которого появляются те данные что мы шлем в передатчик. ? 3 Описание известных схемотехнических решений Радиомодуль - RAM01 Радиомодуль RAM01 построен по схеме обработки сигнала с низкой промежуточной частотой. К необходимому минимуму сведено использование дополнительных внешних компонентов. Схемотехника данных устройств позволяет заменить традиционные суперрегенеративные и супергетеродинные приемники, при этом можно выбрать нужную рабочую частоту логическими сигналами или обычными перемычками. Кроме того, имеется возможность производить фильтрацию данных и восстановление частоты, а также распознавать шаблоны принимаемых данных и читать данные во всех регистрах. Рисунок 3.1 – Радиомодуль RAM01 Основные параметры радиомодуля RAM01: чувствительность: –110 дБм; программируемая полоса пропускания: 85–340 кГц; входное сопротивление приемника: 50 Ом; программируемый битрейт: до 40 кбит/с; FIFO-буфер: 64 бит; напряжение питания: 2,2–3,8 В; ток потребления в рабочем режиме: 9,6 мА 500-мВт модуль - RFM12BP Развитием линейки трансиверов является модуль RFM12BP с повышенной выходной мощностью в 500 мВт и с высокой чувствительностью приемного тракта 118 дБм. Модуль RFM12BP рассчитан для работы в паре с модулем ЧМ-трансивера RFM12. В диапазоне 433 МГц, при такой конфигурации, удается достичь устойчивой связи на расстоянии до 3000 м при прямой видимости. Рисунок 3.2 – Радиомодуль RFM12BP... ? 8 Заключение В ходе выполнения курсового проекта была разработана схема модулей приёма и передачи RF 315/433 МГц работающих на Arduino. А также, были освоены навыки расчёта элементной базы (т.е. навыки схемо- и системотехники). Был выполнен анализ потребности к разрабатываемому устройству и были выбраны типы и номиналы ЭРЭ. Список использованной литературы 1. Лаврентьев Б.Ф. Схемотехника электронных средств. / Уч. пособ. 2010. 2. Герасимов В.В. Интегральные усилители низкой частоты /2003. 3. Батушев В.А. «Электронные приборы» - г Москва: Высшая школа, 1969.-530 с. 4. ОС ТУСУР 01-2013. Общие требования и правила оформления. – Томск: Томск.гос.ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2013. – 53 стр. 5. Расчет электронных схем. Примеры и задачи. [Электронный ресурс]. –: news/raschjet-eljektr nnykh-skhjem-primjery i-zadachi poljezno-dlja-podgot vki-k-ekzamjenu-/ (дата обращения: 24.10.2015) 6. Опадчий Ю.Ф. Глудков О.П. Гуров А.И. «Аналоговая и цифровая схемотехника» - Москва.: Горячая линия – Телеком, 2000. – 768с. 7. Трутко А.Ф. Методы расчета транзисторов /1971 – 272 с. 8. Хоровиц П. Хилл.У. «Искусство схемотехники» - г Москва: Мир, 1993.-400 с. 9. Нефедов В.И. Основы радиоэлектроники и связи / В.И. Нефедов. – М.: Высш.шк., 2002 – 510 с 10. Горошко Д.Л., Гудаков Г.А. «Электроника» - г Москва: ВГУЭС, 2014.-3с. ? |
|
Перейти к полному тексту работы |