Проектирование системы управления жалюзи для регулирования внутреннего освещения жилого помещения

ВВЕДЕНИЕ 6
1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ 7
1.1. Классификация и основные функции систем автоматического управления освещением 7
1.2. Датчики, используемые в системах управления освещением 10
1.3. Управление жалюзи 21
1.4. Технико-экономическое обоснование темы проекта 28
1.5. Цели и задачи проекта 29
1.6. Техническое задание 30
2. РАСЧЁТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 31
2.1. Описание установки 31
2.2. Выбор схемы редуктора 35
2.3. Расчет электродвигателя 37
2.4. Расчет параметров передачи 40
2.4.1. Расчет частоты вращения и угловых скоростей валов 40
2.4.2. Расчет вращающих моментов на валах 40
2.4.3. Выбор материала червяка и червячного колеса 41
2.4.4. Предварительный расчет червячной передачи 41
2.4.5. Расчет геометрических размеров и параметров передачи 43
2.4.6. Проверочный расчет червячной передачи 46
2.4.7. Расчет валов 48
2.4.8. Расчет и выбор подшипников 49
3. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 51
3.1. Структурная схема 51
3.2.Составление передаточных функций системы 52
3.3.Исследование линейной САУ с помощью программных пакетов MathCAD и MATLAB/Simulink
3.4. Корректировка САУ
3.5 Исследование устойчивости САУ
3.5.1 Исследование системы на устойчивость методом Гурвица
3.5.2.Исследование устойчивости системы методом Найквиста
3.5.3.Определение запасов устойчивости по диаграммам Боде
3.6. Построение частотных характеристик системы
4. РАЗРАБОТКА ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА ATMEGA8 65
4.1. Функциональная схема устройства 65
4.2. Выбор компонентов принципиальной схемы 66
4.2.1. Выбор микроконтроллера 66
4.2.2. Выбор драйвера двигателя 67
4.2.3. Выбор формирователя импульсов симистора 71
4.2.4. Выбор датчика освещённости 72
4.2.5. Выбор датчика угла поворота 73
4.2.6. Выбор индикатора 74
4.2.8. Выбор стабилитрона 76
4.2.9. Выбор стабилитрона для питания симистора и защиты формирователя импульсов 77
4.2.10. Выбор транзистора 78
4.2.11. Выбор блока...

Естественное и искусственное освещение в жизни человека играет немаловажную роль. Не секрет, что восемьдесят процентов информации человек воспринимает именно посредством органов зрения. Безопасность и здоровье, условия труда в большой степени зависят от освещенности рабочих мест и помещений. Неудовлетворительное освещение утомляет не только зрение, но и вызывает утомление организма в целом, может стать причиной травматизма. Поэтому очень важно правильно организовать и сбалансировать управление как искусственным, так и естественным освещением в помещении.
Контроль освещения – одна из важнейших функций системы управления. С помощью системы управления освещением можно регулировать уровни освещенности в помещении в зависимости от сезона года и времени суток, экономя электроэнергию и продлевая срок службы оборудования.
Автоматическое регулирование освещенности – важная составляющая систем поддержания оптимального микроклимата, позволяющая значительно повысить уровень комфорта и самочувствия человека и экономию электроэнергии.
Система управления освещением не является полной без возможности контролировать моторизированные жалюзи и шторы. Они выполняют важную роль в формировании правильного освещения и помогают создать комфортные условия для жизни и работы.
Цель дипломного проекта – разработка автоматической системы управления жалюзи для регулирования внутреннего освещения жилого помещения.

Технико-экономическое обоснование темы проекта

В настоящее время на рынке предлагается широкий выбор различных автоматических систем освещения жилых помещений. Наибольшее распространение получили системы на основе датчиков освещенности, поскольку позволяют работать не только в ключевом режиме (включить-выключить), но и регулировать уровень освещенности как помещения целиком, так и отдельных его участков.
Существенным недостатком предлагаемых решений по-прежнему остается достаточно высокая цена.
Ставится задача проектирования системы автоматического регулирования освещения в помещении, имеющей навесной модуль, прикрепляемый к карнизу жалюзи. Закрытие и открытие жалюзи осуществляется с помощью системы круглозубых звёздочек, протягивающих шариколенту. Данное устройство может использоваться в больничных палатах с лежачими больными, в теплицах, и других местах, где необходимо стабильное освещение без участия человека.
Устройство легко устанавливать на карниз без каких-либо изменений конструкции стандартных бытовых жалюзи. Модуль имеет небольшую массу, что не приводит к деформации карниза.
По предварительным оценкам внедрение такой автоматической системы позволило бы сэкономить приблизительно 15-20% потребляемой электроэнергии за счёт более рационального использования внешних источников света.
Это говорит о том, что данный проект имеет право на жизнь, и его актуальность не вызывает сомнений.

В результате выполнения дипломного проекта была разработана система управления жалюзи со следующими техническими характеристиками и условиями работы:
1) напряжение питания: 220 В;
2) угол поворота ламели: 0° - 90°;
3) время поворота полос (из положения закрыто в положение открыто и обратно) – не более 2 с;
4) коэффициент перерегулирования при типовом воздействии в виде единичного импульса - ;
5) время протекания переходного процесса t