1.2 Условия эксплуатации регулятора мощности

Регулятор мощности во время эксплуатации может подвергаться воздействию климатических, физических нагрузок. Такие факторы сокращают срок службы устройства, а некоторые могут быть критическими, выводя регулятор мощности из строя. К таким факторам относятся:

• механические – удары, вибрации, ускорения и т.п.;

• климатические – температура, влажность, атмосферное давление, солнечное излучение, движение пыли и т.п.;

• радиационные – уровень радиации, и т.п.

Из этого следует, что условия эксплуатации регулятора мощности должны быть довольно широки.

Регулятор мощности должен стабильно работать при воздействии следующих климатических факторов:

• относительная влажность воздуха 50 ÷ 90 %;

• температура - 10 ÷ 45 ⁰С;

• атмосферное давление 700 ÷800 мм. рт. ст.

Регулятор мощности будет выполнен в качестве переносного блока, поэтому он должен выдерживать следующие физические факторы:

• механический удар до 1000 Дж;

• ударный импульс до 10 мс;

• вибрации до 6 ÷ 10 Гц.

Регулятор мощности должен быть защищен от:

• уровня радиации 30÷ 40 мкР/час;

• α – частицы до 0,7мкР;

• β – частицы до 0,8 мкР;

• γ – частицы до 0,4 мкР;

• уровня воздействия электромагнитного поля – 20 мкВт/см².

Концентрация пыли, в промышленных помещениях – 1,0÷2,0 г/м³. Следовательно регулятор мощности должен выдерживать запыленность помещения в указанном диапазоне.

Не соблюдение данных требований эксплуатации может привести прибор в неисправное состояние, к его неправильной работе и сбоям. А так же может полностью вывести его из строя время.

Принципиальная схема регулятора мощности приведена в Прил.1 [1]

2. Элементная база регулятора мощности

2.1 Микросхемы

2.1.1 Микросхема at89c2051

В регуляторе мощности применяется две микросхемы – основная микросхема это микроконтроллер типа AT89C2051 фирмы ATMEL и микросхема стабилизатора U2 типа 7805. Микроконтроллер не требует активного охлаждения.

Рассмотрим микросхему AT89C2051 – она является основой регулятора мощности. Она устанавливается на панельке.

Назначение выводов микроконтроллера AT89C2051:

• VCC –используется для питания микроконтроллера;

• RXD и TXD – соответственно вход и выход последовательного канала. Встроенный последовательный канал микросхемы AT89С2051 имеет несколько режимов работы. Один из этих режимов совместим с последовательным портом персонального компьютера (RS-232). Это позволяет создавать на таком микроконтроллере различные микропроцессорные устройства, управляемые от компьютера по последовательному каналу;

• INT0 и INT1 – два входа внешних прерываний. При помощи этих входов сигналы от любых внешних устройств в микропроцессорной системе (клавиш, датчиков и т. п.) могут обрабатываться контроллером в режиме прерывания;

• T0 и T1 – входы управления внутренними счетчиками/таймерами. Вход T0 управляет таймером T0, а вход T1 – таймером T1 соответственно. В разных режимах работы таймеров входы управляют им по разному. В режиме отсчета времени таймер считает импульсы внутреннего генератора. Вход управления при этом служит для разрешения счета. Есть сигнал на входе управления – таймер считает, нет сигнала – счет приостановлен. В режиме счетчика внешних импульсов таймер ведет подсчет внешних импульсов, поступающих на этот самый вход управления;

• порты P1 и P3. Это два восьмиразрядных порта ввода/вывода. Они имеют названия P1 и P3 потому, что в микросхеме – оригинале (MCS-51) имелось четыре порта ввода/вывода. Поставив перед собой задачу, сократить количество выводов до 20, конструкторы были вынуждены сократить количество портов ввода/вывода. В связи с этим были исключены порты P0 и P2. Кроме того, порт P3 теперь не полный. Линия P3.6 не выходит не на один из внешних выводов микросхемы и используется, как вход для сигнала от встроенного аналогового компаратора.

• выводы XTAL1 иXTAL2 предназначены для подключения кварцевого резонатора;

 Остальные выводы микросхемы – это разряды портов ввода/вывода (P1 и P3). Каждый из этих выводов является одновременно и входом и выходом. При этом многие выводы выполняют сразу несколько функций.

Основные электрические параметры микроконтроллера AT89C2051 представлены в табл. 2.1.

Основные электрические параметры микроконтроллера AT89C2051

Таблица 2.1

Название параметра	Значение
Рабочее напряжение, В	2,7 ÷6
Напряжение стирания и программирования Flash памяти, В	12
Максимальный выходной ток, мА	25
Напряжение между любым выводом и GND, В	-1 ÷ + 7
Рабочая частота, МГц	12

Конструктивные размеры микросхемы микроконтроллера AT89C2051

Конструктивные размеры микросхемы микроконтроллера AT89C2051 приведена на рис. 2.1.

Рис.2.1.