Разработка микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар

Чертеж - схема принципиальная.dwg

Конденсатор К10-17а-Н90-0
Система автоматической
Датчик поворота правой фары 1
Датчик поворота левой фары 2
Датчик поворота рулевого колеса
Датчик положения кузова 1
Датчик положения кузова 2
Выключатель освещения
Микросхема Atmega128

Чертеж - схема структурная.dwg

Датчик положения кузова
Датчик угла поворота рулевого колеса
Датчик угла положения кузова
Датчик угла поворота фары
Датчик угла поворота фары
Формирователь входных сигналов
Преобразователь уровня дискретного сигнала
Диагностический разъем
Разъем программирования
Система автоматической
Датчик угла поворота левой фары
Датчик угла поворота правой фары
Сигнал с выключателя

Плакат - отказы и отходы.dwg

А переменные издержки
С постоянные и переменные издержки
В постоянные издержки
Разработка микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар
УДК 621.316.541.1 - 181.48:629.113
и отходов на стадиях жизненного цикла системы
Дерево причин отказов системы
Схема образования и ликвидации основных видов объектов

Плакат - экономика.dwg

А переменные издержки
С постоянные и переменные издержки
В постоянные издержки
прибыли и объема продаж
Определение возможной рыночной цены
Калькуляция полной себестоимости системы
Разработка микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар
УДК 621.316.541.1 - 181.48:629.113

Плакат - алгоритм и чертеж выводов.dwg

Разработка микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар
УДК 621.316.541.1 - 181.48:629.113
Чертеж выводов контроллера Atmega 128
Алгоритм работы системы автоматической регулировки фар

Отзыв.doc

руководителя дипломной работы о работе студента
Тема дипломной работы: “Разработка микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар”
Разработанная дипломная работа соответствует специальности 140607 электрооборудование автомобилей и тракторов.
В дипломной работе система автоматической регулировки фар реализована на базе микроконтроллера Atmega 128В выбраны датчики. Разработана схема стабилизатора напряжения на 5В. Разработанная система позволяет в зависимости от условий движения управлять положением основных фар в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Система может считывать информацию с датчиков скорости автомобиля поворота рулевого колеса положения кузова. Составлены алгоритмы работы системы для различных режимов работы приведена программа для ЭВМ.
Разработаны схемы - структурная электрическая принципиальная микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар на базе микроконтроллера Atmega 128В и чертеж платы.
В экономической части рассчитана себестоимость системы определена розничная цена приводиться калькуляция а также определена точка безубыточности методом CVP-анализа.
В разделе по экологии и безопасности дан системный анализ опасных и вредных факторов разработаны мероприятия по электро и пожарной безопасности. Разработано дерево отказов системы и дано описание причин отказов.
Дипломная работа рекомендуется к защите.
заслуживает квалификации инженер по специальности 140607 электрооборудование автомобилей и тракторов.
Руководитель дипломного проекта

Титульн.docx

“Разработка микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар”
Руководитель дипломной работы:
(должность ученая степень и звание Ф. И. О.)
по безопасности жизнедеятельности
(должность уч. степень ф. и. о. подпись)
по экономике и организации производства:

Рецензия.doc

Рецензия на выпускную квалификационную работу
Уважаемый согласно приказа
(фамилия и.о. рецензента)
Вы назначены рецензентом выпускной квалификационной работы
представленной к защите на квалификационную степень
дипломированный специалист
(указать степень: бакалавр дипломированный специалист магистр)
Тема квалификационной работы:
“Разработка микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар”
Автор работы: студент группы
(группа) (фамилия имя отчество студента)
Направление подготовки:
0607 Электрооборудование автомобилей и тракторов
(указать направление согласно гос. стандарту)
Просим Вас ознакомиться с работой подготовить рецензию
и вернуть её студенту или на выпускающую кафедру в трёхдневный срок.
Уровень соответствия
содержания выпускной квалификационной работы требованиям гос. стандарта
Обоснование актуальности решаемой задачи в контексте современных проблем направления подготовки
Полнота обзора и сопоставительного анализа с известными решениями
Математическая и инженерная обоснованность принятых технических решений
Оригинальность предложенных в работе инженерных решений для поставленной задачи
Глубина проработки инженерных решений
Экспериментальная проверка принятых инженерных решений объяснение полученных результатов
Использование современных инженерных инструментов
Соблюдение требований ГОСТ и нормативных документов
Обоснование экономической целесообразности предложенных инженерных решений
Учет социальных и экологических последствий принятых инженерных решений на общество и природу
Обоснованность выводов предложений и рекомендаций
Качество оформления результатов работы грамотность изложения пояснительной записки
(оценивается работа в целом обязательно включаются замечания по тем пунктам уровень которых оценен как «низкий» или «затрудняюсь ответить»)
Дипломная работа студента по теме “Разработка микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар”
по глубине проработки темы объему и качеству оформления выполнена в соответствии с требованиями предъявляемыми к выпускным квалификационным работам.
В дипломном работе разработаны: схемы структурная и электрическая принципиальная микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар на базе микроконтроллера Atmega 128В выбраны восемь датчиков. Разработан стабилизатор напряжения 5В для обеспечения питания. Составлены алгоритмы работы системы приведены программы для ЭВМ.
В экономической части рассчитана себестоимость системы определена розничная цена приводиться калькуляция а также определена точка безубыточности методом CVP-анализа.
В разделе по экологии и безопасности дан системный анализ опасных и вредных факторов разработаны мероприятия по электро и пожарной безопасности. Разработано дерево отказов системы и дано его описание. Автор показал владение инженерными методами программными средствами и использовал при разработке ЭВМ.
(рекомендуемая оценка прописью)
(фамилии имя отчество студента)
заслуживает квалификации _инженер__ по специальности 140607 электрооборудование автомобилей и тракторов.

Задание.docx

НА ВЫПУСКНУЮ КВАЛИФИКАЦИОННУЮ РАБОТУ
В форме дипломной работы “Разработка микропроцессорной системы управления механической коробкой передач”
Направление (специальность). Электрооборудование автомобилей и тракторов.
Код квалификации 140607.
Степень и квалификация – инженер.
Срок сдачи студентом полностью оформленной выпускной квалификационной работы на кафедру - г.
Исходные данные к выпускной квалификационной работе.
-система должна автоматизировать управление коробкой передач;
-техническая реализация на базе микропроцессора;
-питание от аккумуляторной батареи автомобиля.
Содержание пояснительной записки (перечень вопросов):
) обзор по теме и описание современных коробок передач;
) разработка структурной схемы системы;
) разработка схемы электрической принципиальной системы;
) описание конструкции и выводов микроконтроллера;
) разработка алгоритма работы системы;
) разработка программы;
) технико-экономическое обоснование проекта и расчет годового экономического эффекта;
) безопасность и экологичность проекта.
Перечень графического материала:
- структурная схема формат А1;
- схема электрическая принципиальная системы формат А1;
- чертеж контроллера Atmega128 формат А1;
- алгоритм работы системы формат А1;
- плакат технико-экономических показателей формат А1;
- плакат по безопасности и экологии формат А1.
по безопасности жизнедеятельности
по экономике и организации производства
(должность уч. степень ф. и. о. подпись)
Задание принял к исполнению

Доклад.doc

Уважаемые председатель и члены ГАК вашему вниманию представляется дипломная работа на тему “Разработка микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар” по специальности 140607 Электрооборудование автомобилей и тракторов (слайд 1 автора руководителя).
На безопасность движения в ночное время суток существенное влияние оказывают условия освещенности дороги. Современные адаптивные системы освещения позволяют поворачивать фары только в горизонтальной плоскости. При движении автомобиля по наклонной поверхности на дорогах в горах необходимо поворачивать фары как в горизонтальной так и в вертикальной плоскости. Регулировка фар в горизонтальной и вертикальной плоскостях позволит улучшить освещение трудных дорог в ночное время. Обозначенную проблему позволяют решить современные микроконтроллеры посредством которых выполнять регулировку фар можно автоматически без участия человека.
Целью дипломной работы является разработка такой микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар которая обеспечит адаптацию света фар в соответствии с условиями движения автомобиля к которым следует отнести – скорость движения направление движения положение кузова автомобиля относительно земли.
Для достижения поставленной цели в дипломной работе решены задачи:
– рассмотрены особенности существующих современных систем и проведен их сравнительный анализ в частности Основным устройством микропроцессорной управляющей системы является программируемый однокристальный микроконтроллер построенный на базе современной микропроцессорной техники который обладает развитыми интерфейсами позволяющими осуществлять не только обработку данных но обмен информацией считывание датчиков передачу управляющих сигналов связь с электронным блоком управления автомобиля.
По конструктивному признаку микроконтроллеры можно разделить на:
– однокристальные с фиксированной разрядностью (8 бит 16 бит 32 бит) и определенной системой команд;
– многокристальные (секционные) микроконтроллеры с наращиваемой разрядностью слова и микропрограммным управлением.
В настоящее время контроллеры строятся на основе RISC архитектуры то есть процессоров выполняющих более ограниченный набор команд но с высокой производительностью. Кроме того основным типом в настоящее время являются без аккумуляторные котроллеры в которых операции выполняются над любым регистром общего назначения. В таких контроллерах резко уменьшено число операций пересылки данных что повышает их производительность. С точки зрения организации чтения данных и команд контроллеры строятся по гарвардской архитектуре которая характеризуется наличием отдельный шин данных и команд что также повышает производительность.
Основными характеристиками микроконтроллера являются быстродействие разрядность объем памяти и интерфейсы.
Для хранения промежуточных результатов вычислений используется ОЗУ (оперативно запоминающее устройство). Оперативное запоминающее устройство предназначено для хранения переменной информации оно допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения микроконтроллером вычислительных операций с данными. Это значит что микроконтроллер может выбрать (режим считывания) из ОЗУ код команды и данные а после обработки поместить в ОЗУ (режим записи) полученный результат.
Через датчики осуществляется обратная связь объекта управления с устройством управления. В дипломной работе дан обзор различных датчиков и выбраны датчики для разрабатываемой системы:
– датчик угла поворота рулевого колеса;
– датчики положения кузова;
– датчики углов поворота фар.
В дипломной работе разработана структурная схема ( схема на плакате и на слайде) микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар в составе которой четыре датчика на каждую сторону автомобиля три формирователя входных сигналов микроконтроллер 6 выходных усилителей подключенных к фарам автомобиля два преобразователя уровня дискретного сигнала диагностический разъем.
Особенностью работы системы управления фарами в вертикальном направлении является большое быстродействие системы при неровной дороге.
Формирователи входных сигналов для указанных датчиков представляют собой масштабирующие и буферные усилители согласующие сигналы датчиков по уровню и по мощности с входами микроконтроллера.
Сигналы с формирователей поступают на многоканальный АЦП встроенный в микроконтроллер.
На выходе датчика скорости импульсный сигнал поэтому формирователем для него является масштабирующий усилитель и одновибратор формирующий меандр. Выход данного преобразователя подключается к дискретному порту который может обрабатываться по прерыванию вызванному положительным фронтом.
Дискретными сигналами являются сигналы сигнализации включенного освещения и указателя поворота. Они подаются на дискретные порты и также обрабатываются по прерываниям вызываемым положительным фронтом.
Выходные сигналы подаются на усилители обеспечивающие гальваническую развязку и усиление сигналов с портов микроконтроллера. Сигналы подаваемые для поворота фар являются аналоговыми. Выходы многоканального ЦАП встроенны в микроконтроллер.
Сигналы на включение ламп бокового света являются дискретными поэтому они подаются на выходы дискретного порта.
Для программирования и диагностики системы управления предусмотрены соответствующие разъемы. Для уменьшения числа используемых портов устройства предполагается что диагностика и программирования осуществляются через один порт. Для этого может быть использован параллельный порт.
Система имеет два режима работы и как описывалось ранее определяя скорость (до 50кмч или выше) работает по двум алгоритмам алгоритм представлен на плакате и слайде3. Если при определении скорости автомобиль движется медленнее V 50кмч электроприводы отвечающие за поворот фар не задействуются. Вся работа системы сводится к своевременному включению бокового освещения.
Если при определении скорости автомобиля система зафиксировала движение со скоростью превышающей V > 50кмч система начинает работать с прожекторами фар боковое освещение не активируется.
Первое что система определяет это точная скорость движения автомобиля после чего если она остается выше 50кмч определяется угол поворота рулевого колеса. Далее точно определенные величины поступают на микроконтроллер и обрабатываются им производится расчет угла на который нужно повернуть прожекторы фар:
прожекторы фар поворачиваются в пределах 22 градусов при повороте внутренний прожектор поворачивается максимум на 7·градусов а наружный прожектор на 15·градусов. Вычисленный угол поворота фар подается в виде сигнала на электродвигатели которые поворачивают прожекторы фар на нужный угол
Непрерывно микроконтроллер ведет расчет новых углов на которые нужно повернуть фары ведь движение автомобиля характеризуется постоянным изменением скоростного режима и направления движения. Так же при движении на высокой скорости положение фар меняется быстрее а при более медленном движении поворотный механизм снижает скорость поворота фар микроконтроллер при расчете угла поворота прожекторов фар рассчитывает и скорость поворота фар. В результате световой пучок фар распределяется в соответствии с изменением "сектора обзора" водителя при маневрах на любой скорости.
Сигналы с датчиков проходят следующие этапы предварительной обработки:
– проверка на достоверности;
– дискретная фильтрация;
– проверка на технологические границы.
Проверка на достоверность заключатся в том что скорость изменения сигналов с датчиков не должна превышать известные предельные значения.
Основным узлом устройства который управляет всеми процессами и осуществляет все необходимые вычисления в системе является микроконтроллер (МК). В настоящее время выпускается широкая номенклатура микроконтроллеров различного назначения отличающихся друг от друга архитектурой производительностью разрядностью способами организации внешней шины наборами коммуникационных интерфейсов способностью обрабатывать аналоговые сигналы
Для того чтобы выбрать микроконтроллер способный эффективно выполнять возложенные на него функции сформулированы основные требования к нему которым соответствует микроконтроллер Atmega128. на слайде 4. Контроллер имеет 8 универсальных параллельных портов ввода-вывода. Для каждого порта ввода-вывода в памяти ввода-вывода зарезервировано три ячейки Контроллер обладает 8-разрядным АЦП
Основные электрические характеристики ATmega128 приводятся в Таблица 3.1 и в Таблице 3.2 – Статические характеристики ATmega128 на слайде 4
На слайде 5 показан внешний вид микроконтроллера ATmega128
Для измерения угла поворота рулевого колеса и угла поворота фар можно использовать датчики угла поворота одной из известных фирм Honeywell использующие эффект Холла что обеспечит точность измерений. Один из лучших моделей высокоточного бесконтактного датчика угла поворота датчик RPN1Al12 (слайд6 )
Для измерения угла поворота фар используются тот же датчик RPN1Al12. Он устанавливается к приводам фар непосредственно без редуктора измеряя угол поворота фар от –90 до 90°. В качестве датчиков положения кузова предлагается использовать магнитострикционные датчики измерения поворота фар остается на уровне ±05 %.
Сигнал аналоговых датчиков угла поворота фар и рулевого колеса может изменять значение напряжения как описано выше от 0 до 4.5 Вольт.
Стандартные выходы магнитострикционного датчика представлены на рисунке 3.3 ( слайд 7).
В данном проекте предлагается использовать датчик GSPR представленный на рисунке 3.4.(слайд 8)
В качестве датчика скорости используется штатный автомобильный датчик скорости представленный на рисунке 3.5. .(слайд 9) 8)
В дипломной работе разработана схема электрическая принципиальная устройства управления представлена на рисунке 3.6.(схема на плакате)
Датчик скорости автомобиля подключается через входной делитель собранный на резисторах R1 R2. Для фильтрации высокочастотных помех используется емкость С1. Далее импульсный сигнал следует на формирователь импульсов собранный на микросхеме 133ТЛ1 которая формирует цифровые импульсы поступающие на дискретный вход порта микроконтроллера. Чтобы защитить микросхему от перенапряжения используется диод VD1. Сигналы с выключателей внешнего освещения и указателей поворота подключаются к портам микропроцессора также через делители напряжения R17 R18 и R19 R20 как и делитель R1 R2 они используются для преобразования напряжения на переключателях к уровню ТТЛ (около 5В) для формирования логической «1».
Микросхемы BTS436 служат для коммутации ламп дополнительного бокового освещения. Поскольку ток протекающий через эти лампы достаточно большой порядка 4А можно предположить что ключи BTS436 будут подвергаться нагреву что нежелательно поскольку они находятся в непосредственной близи от микропроцессора устройства. Проблема нагрева решается путем введения дополнительных реле управляемых ключами BTS436. Эти реле К 1.1 и К2.1 коммутируют лампы дополнительного головного освещения однако находится реле должны на отдельной плате чтобы не создавать помех для цифровой части оборудования. Основные электрические параметры микросхемы BTS436 приведены в таблице3.3. (слайд 10)
А в Таблице 3.4 – Основные электрические характеристики микросхемы ТLЕ6209 (слайд 10)
Приемопередатчик CAN реализован на микросхеме ТLЕ6250G и подключен к разъёму CAN XS8 через сопротивление R22 равное 120 Ом.
Питание микросхем представленное наслайде 11 (рисунке 3.7) осуществляется двумя стабилизаторами напряжения. Первый стабилизатор служит для питания основных схем микропроцессора а также управляющих логических цепей микросхем-драйверов управляющих электродвигателями поворота дополнительных фар головного света. Его напряжение стабилизации равно 5Вольт. Второй стабилизатор служит для питания ядра микроконтроллера.
Стабилизатор напряжения на 5В реализован на микросхеме КР142ЕН5Б. Напряжение 2.5В для питания ядра процессора производится с помощью микросхемы КР142ЕН12Б. Обе эти микросхемы представляют собой трехвыводные линейные стабилизаторы напряжения.
В дипломной работе разработана программа ШИМ режима.
В экономической части диплома рассчитаны стоимость материалов и комплектующих 1576790руб.
Составлена калькуляция полной себестоимости системы (плакат по экономике)
Прибыль 70% ×(ОЗ+ДЗ):
Стоимость 1 изделия при изготовлении
В таблице 4.3 представлена калькуляция возможной рыночной цены.
Наименование статьи калькуляции
Стоимость1 изделия при изготовлении
Итого продажная цена без НДС
Полученное расчетное значение рыночной цены (таблица 4.3) соответствует оценкам экспертов составляющее не более 5% от стоимости автомобиля 500тыс.руб. так же структура цены разработки аналогична усредненной по отрасли.
Графический метод дает наглядное представление о CVP-анализе и сводится к построению комплексного графика «затраты – объем производства – прибыль». В экономической части дипломной работы рассмотрены разные способы определения соотношения затрат объема производства и прибыли:
- снизить цену продаж и соответственно увеличить объем реализации;
- увеличить постоянные затраты и увеличить объем;
- пропорционально изменять переменные постоянные затраты и объем выпуска продукции. Иногда анализ соотношения затрат объема производства и прибыли (CVP- анализ Cost-Volume-Profit) трактуют более узко как анализ различные варианты цен на продукцию и получение прибыли а также отыскать наиболее выгодное соотношение между переменными постоянными затратами ценой и объемом производства продукции. Последним способом определена
Критическая точка для которой оптимальными являются объем реализации 50 штук систем при цене 2362584руб производство будет безубыточным.
В разделе безопасность и экологичность дан системный анализ надежности и безопасности автомобильной системы. Разработаны дерево отказов (Плакат) и мероприятия по электро безопасности и пожарной безопасности определены вредные для экологии факторы основным из которых является загрязнение воздуха предложены различные виды устройств для очистки воздуха.
Разработанная в дипломной работе система реализована на комплектующих элементах и составных частях выпускаемых промышленностью.
Научная новизна работы заключается в разработанных алгоритмах работы системы управления положением фар и алгоритма обработки сигналов показаний датчиков в пределах технологических границ которые могут быть использованы при разработке как систем управления фарами так и при разработке аналогичных систем управления.
Доклад окончен. Благодарю за внимание

Диплом.doc

В проекте представлена краткая характеристика микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар. Разработаны функциональная электрическая схемы на базе микроконтроллера Atmega 128 и выбрано оборудование. Рассмотрены вопросы выбора напряжения питания выбора числа и типа датчиков. В экономической части определяется заработная плата персонала себестоимость системы а также определена точка безубыточности методом CVP-анализа. Рассматриваются вопросы по безопасности жизнедеятельности.
Microcontroller control sy Atmega 128 are developed. Power supply as well as sensor system are considered. In an economic part the cost a wage fund of the personnel is defined price system and also calculation point capital by method CVP-analyze. Questions on safety of ability to live are considered.
Обзор по теме и определение структуры системы 8
2 Обзор современных датчиков микроконтроллеров и других устройств 10
3 Определение структуры системы ..18
Алгоритмы работы системы ..21
1 Основной алгоритм работы системы .21
2 Алгоритмы обработки сигналов датчиков 25
3 Алгоритм оценивания скорости по показаниям положений ..26
Разработка схемы электрической принципиальной 30
1 Выбор микроконтроллерного комплекта .30
2 Выбор датчика угла поворота рулевого колеса 38
3 Выбор датчиков углов поворота фар 40
4 Выбор датчиков углов положения кузова 40
5 Выбор датчика скорости 43
6 Синтез принципиальной схемы .44
7 Программа генерации ШИМ сигнала 49
Технико-экономическое обоснование работы 52
1 Анализ соотношения затрат и прибыли 52
2 Графический метод CVP-анализа ..56
Безопасность и экологичность . 59
1 Системный анализ опасных и вредных факторов .59
2 Разработка мероприятий по безопасности ..61
3 Технические мероприятия 63
4 Пожарная безопасность 63
5 Защита окружающей природной среды .66
Список литературы 71
Приложение А. Список используемых сокращений 73
Дипломная работа на тему “Разработка микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар” по специальности 140607 ”Электрооборудование автомобилей и тракторов” выполнена на кафедре электротехники и мехатроники в соответствии с приказом ректора ТТИ ЮФУ № от . .2010г.
В настоящее время все большее внимание производителями автомобилей уделяется обеспечению безопасности движения. Развиваются системы пассивной и активной безопасности системы сигнализации и предупреждения. В последнее время много внимания уделяется новым аспектам безопасности в частности контролю состояния водителя адаптации автомобиля к условиям движения.
На безопасность движения в ночное время суток существенное влияние оказывают условия освещенности дороги. Современные адаптивные системы освещения позволяют поворачивать фары только в горизонтальной плоскости. При движении автомобиля по наклонной поверхности на дорогах в горах необходимо поворачивать фары как в горизонтальной так и в вертикальной плоскости. Современные микроконтроллеры позволяют выполнять регулировку фар автоматически без участия человека.
Тема дипломной работы “Разработка микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар” актуальна и значима для настоящего времени поскольку решает обозначенную проблему.
Объектом исследований является электрооборудование автомобиля.
Предмет исследований микроконтроллерная система автоматической регулировки фар для освещения дорожного полотна движущимся автомобилем.
Целью дипломной работы является разработка такой микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар которая обеспечит адаптацию света фар в соответствии с условиями движения автомобиля к которым следует отнести – скорость движения направление движения положение кузова автомобиля относительно земли.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
– рассмотреть особенности существующих современных систем и провести их сравнительный анализ;
– определить структуру системы в соответствии с заданием;
– разработать общий алгоритм работы системы;
– разработать алгоритмы обработки сигналов датчиков;
– разработать алгоритмы косвенных измерений скорости по положениям кузова автомобиля;
– выбрать базовый микропроцессорный комплект и элементную базу разрабатываемого устройства;
– разработать схему электрическую принципиальную устройства;
– рассчитать соотношения затрат и прибыли;
– выбрать метод для определения безубыточности реализации системы в которой наступает окупаемость издержек и есть прибыль;
– провести системный анализ опасных и вредных;
– определить мероприятия по безопасности;
– разработать дерево отказов.
Научная новизна работы состоит в том что разработаны общий алгоритм работы системы и алгоритмы обработки сигналов показаний датчиков в пределах технологических границ.
Практическая ценность работы состоит в том что разработанная микроконтроллерная система автоматической регулировки фар реализована на комплектующих элементах и составных частях выпускаемых промышленностью.
Методическим обеспечением разработки являются справочники учебная периодическая литература ГОСТ нормативные и законодательные положения интернет ресурсы и другие источники.
Обзор по теме и определение структуры системы
В наше время современный автомобиль представляет собой сложную систему оснащенную электронными и автоматическими системами которые предназначены для улучшения динамики автомобиля его экологичности стабильности движения комфорта водителя и пассажиров безопасности.
Качественное освещение автомобилем дорожного полотна в темное время суток является одним из важнейших требований безопасности и должно соответствовать любой дорожной ситуации. Системы головного освещения автомобилей обязаны учитывать особые режимы освещения в городе на развилках и перекрестках сельской дороги и при разъезде со встречным транспортом и в соответствии с конкретной обстановкой изменять настройку фар чтобы они "прощупывали" будущую траекторию движения автомобиля.
Попытки повернуть фары автомобиля вслед за рулем люди начали предпринимать сразу после появления самих фар. Ведь это удобно – освещать ту часть дороги куда едешь. Однако механическая связь фар и руля не позволяла соотносить угол поворота лучей света со скоростью движения и правила начала века "адаптивный" свет просто запрещали. Попытку возродить идею осуществила Cibie. В 1967г. Французы представили первый механизм динамической регулировки угла наклона фар а через год на Citroen DS начали ставить поворотные фары дальнего света.
Теперь идея поворотного освещения возрождается на новом "электронном" уровне. Самое простое решение – дополнительная "боковая" лампочка которая загорается при повороте руля или включенном "поворотнике" на скорости до 70кмч.
Следующая ступень – действительно поворотные фары. В них прожектор ближнегодальнего света поворачивается с учетом скорости движения и угла поворота рулевого колеса. Поворотные фары с автоматическим управлением имеют режимы ближнего и дальнего света и постоянно корректируют свое положение в зависимости от скорости движения автомобиля. Другими словами при движении на высокой скорости положение фар меняется быстрее а при более медленном движении поворотный механизм снижает скорость поворота фар. В результате световой пучок фар распределяется в соответствии с изменением "сектора обзора" водителя при маневрах на любой скорости. Такими системами оснащаются в наше время большинство автомобилей начиная от престижных и дорогих марок Mercedes BMW Lexus и заканчивая популярными автомобилями Opel.
Подобные системы открывают новую эру в технологии освещения давая возможность использовать различные функции фар и позволяя автоматически регулировать освещение к дорожной ситуации.
Последнее поколение регулируемых фар связано с использованием светодиодных ламп которые включаются группами в зависимости от режима движения автомобиля. Данное направление является наиболее перспективным. Однако поворотные фары также остаются актуальными пока стоимость светодиодных ламп достаточно высока.
Система автоматического управления светом является сегодня одним из важных направлений повышения комфорта и надёжности автомобильных систем. Актуальность данной тематики очевидна поскольку в настоящее время развитие автомобильной бортовой электроники имеет колоссальные масштабы. Главной идеей такого развития является роль человека в управлении агрегатами автомобиля с целью снижения утомляемости водителя повышения комфортабельности и безопасности.
Согласно последним данным федерального бюро статистики Российской Федерации более 40 процентов автомобильных аварий со смертельным исходом происходят ночью несмотря на то что в это время суток загруженность дорог на 80 процентов меньше чем днем. И это неудивительно. Визуально водитель воспринимает 90 процентов всей необходимой дорожной информации. Научные исследования показали что этот показатель снижается до 4-процентного уровня в условиях плохой видимости в ночное время суток. Адаптивная система головного освещения повышает безопасность в условиях плохой видимости особенно осенью и зимой. Таким образом применение новых фар позволяет взгляду водителя точно следовать траектории движения автомобиля в повороте и лучше концентрировать свое внимание на дороге. Поворотные фары с автоматическим управлением улучшают освещение дороги в направлении движения почти на 90 процентов.
Очевидно что существует острая необходимость в создании устройств подобного типа имеющих еще большую эффективность поэтому целью данной работы является создание микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар.
2 Обзор современных датчиков микроконтроллеров и других устройств
Современной тенденцией является использование микроконтроллерной и микропроцессорной техники которая обеспечивает быструю точную и надежную обработку данных и гибкость за счет возможности программирования требуемых операций. Основным устройством микропроцессорной управляющей системы является программируемый однокристальный микроконтроллер построенный на базе современной микропроцессорной техники который обладает развитыми интерфейсами позволяющими осуществлять не только обработку данных но обмен информацией считывание датчиков передачу управляющих сигналов связь с электронным блоком управления автомобиля.
По конструктивному признаку микроконтроллеры можно разделяются на:
– однокристальные с фиксированной разрядностью (8 бит 16 бит 32 бит) и определенной системой команд;
– многокристальные (секционные) микроконтроллеры с наращиваемой разрядностью слова и микропрограммным управлением.
В настоящее время контроллеры строятся на основе RISC архитектуры то есть процессоров выполняющих более ограниченный набор команд но с высокой производительностью. Кроме того основным типом в настоящее время являются без аккумуляторные котроллеры в которых операции выполняются над любым регистром общего назначения. В таких контроллерах резко уменьшено число операций пересылки данных что повышает их производительность. С точки зрения организации чтения данных и команд контроллеры строятся по гарвардской архитектуре которая характеризуется наличием отдельный шин данных и команд что также повышает производительность.
Основными характеристиками микроконтроллера являются быстродействие разрядность объем памяти и интерфейсы.
Быстродействие – это число выполняемых операций в секунду. В настоящее время контроллеры обладают высоким быстродействием достаточным для решения большинства задач автоматизированного управления автомобильными системами.
Разрядность характеризует объём информации который микроконтроллер обрабатывает за одну операцию: 8-разрядный процессор за одну операцию обрабатывает 8 бит информации 32-разрядный – 32 бита. Скорость работы микроконтроллера во многом определяет быстродействие
всей системы. Он выполняет всю обработку поступающих данных и хранящихся в его памяти под управлением программы также хранящейся в памяти.
Внутренняя шина данных соединяет собой основные части микроконтроллера. В микроконтроллерной системе используется три вида шин: данных адресов и управления. Разрядность внутренней шины данных т. е. количество передаваемых по ней одновременно (параллельно) битов числа соответствует разрядности cлов которыми оперирует микроконтроллер. Очевидно что разрядность внутренней и внешней шин данных должна быть одной и той же. У восьмиразрядного микроконтроллера внутренняя шина данных состоит из восьми линий по которым можно передавать последовательно восьмиразрядные слова – байты. Следует иметь ввиду что по шине данных передаются на только обрабатываемые операционным устройством слова но и командная информация. Следовательно недостаточно высокая разрядность шины данных может ограничить состав (сложность) команд и их число. Поэтому разрядность шины данных относят к важным характеристикам микропроцессора – она в большей мере определяет его структуру. Шина данных микроконтроллера работает в режиме двунаправленной передачи то есть по ней можно передавать слова в обоих направлениях но не одновременно.
Для обеспечения работы микроконтроллера необходима программа то есть последовательность команд и данные над которыми процессор производит предписываемые командами операции. Основная память как правило состоит из запоминающих устройств (ЗУ) двух видов оперативного (ОЗУ) и постоянного (ПЗУ).
Рабочая программа должна храниться в постоянном запоминающем устройстве. Постоянное запоминающее устройство содержит информацию которая не должна изменяться в ходе выполнения микроконтроллером программы. Такую информацию составляют стандартные подпрограммы табличные данные коды физических констант и постоянных коэффициентов. Эта информация заносится в ПЗУ предварительно и в ходе работы микроконтроллера может только считываться. Таким образом ПЗУ работает в режимах хранения и считывания. Для того чтобы программу можно было легко модифицировать лучше использовать перепрограммируемые ПЗУ то есть ППЗУ (перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство).
Для хранения промежуточных результатов вычислений используется ОЗУ (оперативно запоминающее устройство). Оперативное запоминающее устройство предназначено для хранения переменной информации оно допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения микроконтроллером вычислительных операций с данными. Это значит что микроконтроллер может выбрать (режим считывания) из ОЗУ код команды и данные и после обработки поместить в ОЗУ (режим записи) полученный результат. Причем возможно размещение в ОЗУ новых данных на местах прежних которые в этом случае перестают существовать. Таким образом ОЗУ может работать в режимах записи считывания и хранения информации.
К микропроцессору ОЗУ и ПЗУ для передачи данных подключаются через шину данных (ШД). Обращение к ячейкам памяти осуществляется с помощью адресов передаваемых микропроцессором по шине адреса (АД). Для выполнения операций чтения или записи микропроцессор вырабатывает специальные управляющие сигналы (RD WR) выборка ОЗУ или ПЗУ осуществляется микропроцессором с помощью сигналов выборки (CSRAM CSROM) а ЗУ сообщают о своей готовности к выполнению операций записи чтения с помощью сигнала готовности. Такие сигналы объединяются в шину управления (ШУ).
Источником информации для микропроцессора являются датчики позволяющие получать информации о состоянии управляемого объекта а также положении исполнительных устройств Т.е. через датчики осуществляется обратная связь объекта управления с устройством управления. Рассмотрим какие датчики могут быть использованы в системе управления поворотом фар автомобиля.
Датчики системы. Автоматизация различных технологических процессов эффективное управление различными агрегатами машинами механизмами требуют многочисленных измерений разнообразных физических величин.
Датчики (в литературе часто называемые также измерительными преобразователями) или по-другому сенсоры являются элементами многих систем автоматики – с их помощью получают информацию о параметрах контролируемой системы или устройства.
Датчик – это элемент измерительного сигнального регулирующего или управляющего устройства преобразующий контролируемую величину (температуру давление частоту силу света электрическое напряжение ток) в сигнал удобный для измерения передачи хранения обработки регистрации а иногда и для воздействия им на управляемые процессы. Или проще датчик - это устройство преобразующее входное воздействие любой физической величины в сигнал удобный для дальнейшего использования.
Используемые датчики весьма разнообразны и могут быть классифицированы по различным признакам.
В зависимости от вида входной (измеряемой) величины различают датчики:
)механических перемещений (линейных и угловых);
)давления и другие.
По виду выходной величины в которую преобразуется входная величина различают неэлектрические и электрические: датчики постоянного тока (ЗДС или напряжения) датчики амплитуды переменного тока (ЗДС или напряжения) датчики частоты переменного тока (ЗДС или напряжения) датчики сопротивления (активного индуктивного или емкостного) и другие.
Большинство датчиков являются электрическими. Это обусловлено следующими достоинствами электрических измерений:
– электрические величины удобно передавать на расстояние причем передача осуществляется с высокой скоростью;
– электрические величины универсальны в том смысле что любые другие величины могут быть преобразованы в электрические и наоборот;
– они точно преобразуются в цифровой код и позволяют достигнуть высокой точности чувствительности и быстродействия средств измерений.
По принципу действия датчики можно разделить на два класса: генераторные и параметрические (датчики-модуляторы). Генераторные датчики осуществляют непосредственное преобразование входной величины в электрический сигнал.
Параметрические датчики входную величину преобразуют в изменение какого-либо электрического параметра (R L или С) датчика.
Различают три класса датчиков:
– аналоговые датчики т. е. датчики вырабатывающие аналоговый сигнал пропорционально изменению входной величины;
– цифровые датчики генерирующие последовательность импульсов или
– бинарные (двоичные) датчики которые вырабатывают сигнал только двух уровней: "включеновыключено" (иначе говоря О или 1); получили широкое распространение благодаря своей простоте.
Требования предъявляемые к датчикам:
– однозначная зависимость выходной величины от входной; стабильность – характеристик во времени;
– высокая чувствительность;
– малые размеры и масса;
– отсутствие обратного воздействия на контролируемый процесс и на контролируемый параметр;
– работа при различных условиях эксплуатации;
– различные варианты монтажа [5].
Итак датчики служат для преобразования неэлектрических показателей в электрические требуемые параметры.
Для рассматриваемой системы используемыми датчиками являются:
– датчик угла поворота рулевого колеса;
– датчики положения кузова;
– датчики углов поворота фар.
Задача датчиков угла поворота рулевого колеса (ДУПРК) и положения кузова (ДУПК) – измерение точного угла поворота оси привода рулевого механизма и положения кузова в двух осях соответственно. Существует несколько разновидностей таких датчиков: оптические магниторезистивные с использованием специальных потенциометров и другие. Выберем одну из популярных моделей высокоточного бесконтактного датчика угла поворота использующего эффект Холла что гарантирует долгий срок его эксплуатации. Хотя можно использовать любую разновидность датчиков угла поворота главным определяющим фактором является точность измерения и конечно цена.
Датчик угла поворота фары (ДУПФ) служит для обеспечения обратной связи он фиксирует поворот прожектора фары и передаёт информацию об угле поворота фары микроконтроллеру. Датчик полностью идентичен датчику угла поворота рулевого колеса. Датчика угла поворота фары должно быть четыре: по два на каждый поворачивающийся прожектор фары.
Как было сказано для определения угла поворота фар необходимы данные скорости и угла поворота рулевого колеса. Датчики угла поворота фар и рулевого колеса выдают постоянное напряжение зависящее от угла поворота. Для обработки информации от этих датчиков процессором системы необходимо преобразовать аналоговые значения с этих датчиков в цифровые сигналы при помощи АЦП.
Сигнал поступающий с датчика скорости является частотным. На входы микроконтроллера должна поступать информация в виде цифровых кодов поэтому сигнал с датчика необходимо преобразовать в код с помощью преобразователя частота-код.
Амплитуда выходных сигналов датчиков зачастую приблизительно равна напряжению борт сети 12В а это требует преобразования уровня этих сигналов до 5В для чего используются преобразователи уровня сигнала.
Сигналы с органов управления к которым (в нашем случае) относится сигнал с выключателя поворота и выключателя внешнего освещения также имеют напряжение равное напряжению питания борт сети – 12В или 24В. Так как входные сигналы микроконтроллера должны иметь уровни не превышающие напряжения его питания составляющее обычно 5В следовательно необходимо преобразовать уровень сигнала от выключателя указателя поворота в уровень входных – сигналов микроконтроллера. Для этого используется преобразователь уровня дискретного сигнала.
Для микроконтроллера нагрузкой являются устройства потребляющие значительные токи (электродвигатели и осветительные лампы) поэтому необходимо устройство позволяющее подключать нагрузки например коммутационные ключи или твердотельные реле которые управляются сигналами с малыми токами (не более 20мА) а коммутируют на нагрузку сигналы с большими токами (более 05А). Так же им выходным усилителям необходимо напряжение питания бортовой сети автомобиля + 128.
Система управления поворотом фар для обмена данными должна иметь связь с другими электронными блоками автомобиля а так же возможность проведения диагностики системы. Для этого лучше использовать контроллер CAN. CAN – технология получила всемирное признание как очень универсальная эффективная надежная и экономически приемлемая платформа для почти любого типа связи данных в передвижных системах автомобилях техническом оборудовании и индустриальной автоматизации. Передача данных процесса данных ввода-вывода между устройствами распределенной системы - цель системы на основе CAN протокола [2].
Элементы логики имеют напряжение питания равное 5В. Наша система находясь на борту автомобиля питается напряжением борт сети равным 12В. Поэтому для питания системы необходим блок преобразования напряжения который и будет осуществлять питание элементов системы.
3 Определение структуры системы
Все блоки системы рассмотренные в п.1.2 составляют структурную схему разработанной микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар представленную на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Структурная схема устройства микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар
Система содержит два датчика положения кузова назначение которых вырабатывать сигналы пропорциональные отклонению положения кузова от горизонтального положения в двух осях – OX и ОY. Ось OX направлена вдоль продольной оси симметрии автомобиля и характеризует дифферент (угол тангажа) автомобиля. Ось ОY направлена в поперечном направлении и характеризует крен автомобиля в процессе движения. Алгоритмы управления фарами могут потребовать измерения не только положения но и скорости изменения положения автомобиля. В данном проекте будет использоваться алгоритмическое оценивание скоростей по результатам измерения положений.
Вместе с датчиками положения кузова на формирователи входных сигналов подается выход датчика положения рулевого колеса а также датчики углов поворота фар которые могут поворачиваться в горизонтальном и вертикальном направлениях. Особенностью работы системы управления фарами в вертикальном направлении является высокое требуемое быстродействие системы при неровной дороге.
Формирователи входных сигналов для указанных датчиков представляют собой масштабирующие и буферные усилители согласующие сигналы датчиков по уровню и по мощности с входами микроконтроллера.
Сигналы с формирователей поступают на многоканальный АЦП встроенный в микроконтроллер.
Как отмечалось выход датчика скорости представляет собой импульсный сигнал поэтому формирователем для него является масштабирующий усилитель и одно вибратор формирующий меандр. Выход данного преобразователя подключается к дискретному порту который может обрабатываться по прерыванию вызванному положительным фронтом.
Дискретными сигналами являются сигналы сигнализации включенного освещения и указателя поворота. Они подаются на дискретные порты и также обрабатываются по прерываниям вызываемым положительным фронтом.
Выходные сигналы подаются на усилители обеспечивающие гальваническую развязку и усиление сигналов с портов микроконтроллера. Сигналы подаваемые для поворота фар являются аналоговыми поэтому это выходы многоканального ЦАП встроенного в микроконтроллер.
Сигналы на включение ламп бокового света являются дискретными поэтому они подаются на выходы дискретного порта.
Для программирования и диагностики системы управления предусмотрены соответствующие разъемы. Для уменьшения числа используемых портов устройства предполагается что диагностика и программирования осуществляются через один порт. Для этого может быть использован параллельный порт.
Программирование и диагностика системы осуществляется посредством персональной ЭВМ или ноутбука поэтому требуется наличие соответствующего интерфейса. При использовании ноутбука может потребоваться преобразователь работающий с напряжениями последовательного интерфейса 3 В.
Также для осуществления связи с другими блоками управления желательно наличие CAN-интерфейса или соответствующего преобразователя.
Алгоритмы работы системы
1 Основной алгоритм работы системы
Система управления поворотом фар по горизонтали активируется при включении внешнего освещения при T=l То есть при включении ближнегодальнего света и автоматически выходит в режим тестирования тестируется контроллер а так же все датчики и нагрузка системы. При Т=0 система управления поворотом фар не активируется. Результаты тестирования передаются по CAN интерфейсу на информационное табло автомобиля для оповещения водителя. Если какое либо устройство системы неисправно то выводится информация о неисправности системы управления поворотом фар на информационное табло информируя водителя о возникшей неисправности и система не активируется. Фары автомобиля будут обеспечивать освещение сопоставимое со стандартным освещением фарами автомобиля не оборудованного поворотными фарами с автоматическим управлением.
После успешного прохождения тестирования система находится в режиме определения скорости движения автомобиля это определяющий работу системы параметр. Система имеет два режима работы и как описывалось ранее определяя скорость (до 50кмч или выше) работает по двум алгоритмам. Если при определении скорости автомобиль движется медленнее V 50кмч электроприводы отвечающие за поворот фар не задействуются. Вся работа системы сводится к своевременному включению бокового освещения. Включение оптического элемента бокового света происходит как было уже сказано на скорости до 50кмч при включении указателя поворота (Р>0) и при отклонении рулевого колеса (Up>0). Сторона в которую происходит отклонение рулевого колеса должна совпадать со стороной на которой включен указатель поворота Т.е. после опроса датчика Up и расчета угла Up: &Up=Upi-Uрi-1 определяем какую лампу бокового освещения нужно задействовать: левую (Lл) или правую (Lп). Выключение бокового освещения происходит при распрямлении траектории движения автомобиля Т.е. при возврате рулевого колеса в положение прямолинейного движения (Uр=О) или при выключении указателя поворота. Выключение оптического элемента не происходит при сохранении отклонения рулевого колеса при увеличении или уменьшении отклонения рулевого колеса. При уменьшении отклонения рулевого колеса выключение бокового освещения не происходит до того момента пока указатель поворота автоматически не выключится. После выключения лампы бокового освещения система переходит в режим определения скорости движения автомобиля. После чего если скорость менее 50кмч алгоритм работы системы повторяется вновь.
Если при определении скорости автомобиля система зафиксировала движение со скоростью превышающей V > 50кмч система начинает работать с прожекторами фар боковое освещение не активируется.
Первое что система определяет это точная скорость движения автомобиля после чего если она остается выше 50кмч определяется угол поворота рулевого колеса. Далее точно определенные величины поступают на микроконтроллер и обрабатываются им производится расчет угла на который нужно повернуть прожекторы фар:
Напомним что прожекторы фар поворачиваются в пределах 22 градусов при повороте внутренний прожектор. поворачивается максимум на 7·градусов а наружный прожектор на 15·градусов. Вычисленный угол поворота фар подается в виде сигнала на электродвигатели которые поворачивают прожекторы фар на нужный угол: A = Ufg*U. Датчики угла поворота фар следящие на какой угол повернуты фары передают информацию микроконтроллеру об их положении. Таким образом реализуется обратная связь. Микроконтроллер проверяет совпадает ли выданный им углы поворота фар с углами на который фары повернулись и при расчете нового угла поворота прожекторов фар ведется его корректировка с учетом угла на который фары уже были повернуты. Если на микроконтроллер поступает информация что угол поворота фар который зафиксировали датчики угла поворота фар совпадает с углом который микроконтроллер рассчитал ранее привод фар фиксирует их в данном положении пока не поступят указания от микроконтроллера об изменении положения прожекторов фар и повороте их на новые угла. Непрерывно микроконтроллер ведет расчет новых углов на которые нужно повернуть фары ведь движение автомобиля характеризуется постоянным изменением скоростного режима и направления движения. Так же при движении на высокой скорости положение фар меняется быстрее а при более медленном движении поворотный механизм снижает скорость поворота фар микроконтроллер при расчете угла поворота прожекторов фар рассчитывает и скорость поворота фар. В результате световой пучок фар распределяется в соответствии с изменением "сектора обзора" водителя при маневрах на любой скорости.
Если скорость падает и становится меньше V 50кмч так же рулевое колесо находится в около нулевой зоне то система переходит к управлению включением бокового освещения алгоритм управления которым описан выше. Но если системой уже был осуществлен поворот фар на какой либо угол то система не может перейти к управлению включением бокового освещения. Это условие необходимо для того чтоб прожекторы фар после отклонения устанавливались в положение прямолинейного освещения:
То есть если система начинает управление прожекторами фар то она не может перейти в режим управления боковым освещением до того момента пока прожекторы фар не вернутся в начальное положение (0). Если при определении скорости окажется что скорость автомобиля меньше 50кмч. Алгоритм поведения системы описанный выше повторится нужное количество раз чтоб система возвратила фары в начальное положение. После возвращения фар в начальное положение и при отклонении руля близкому к нулевому система переходит снова к определению скорости автомобиля. После чего может начать управление боковым освещением (если скорость будет менее 50кмч) или возвратиться к управлению прожекторами фар (если скорость превысит 50кмч). Алгоритм работы системы описанный выше приведён на рисунке 2.
Рисунок 2 – Алгоритм работы микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар
2 Алгоритмы обработки сигналов датчиков
Сигналы с датчиков проходят следующие этапы предварительной обработки:
– проверка на достоверности;
– дискретная фильтрация;
– проверка на технологические границы.
Проверка на достоверность заключатся в том что скорость изменения сигналов с датчиков не должна превышать известные предельные значения. Данный алгоритм может быть описан следующей последовательностью действий.
Считывается сигнал i-ого датчика Xi(k) где k – текущий дискретный момент времени. Если выполнено условие
то сигнал с датчика считается достоверным. Осуществляется переход на пункт 3 данного алгоритма.
В первый момент времени при k=1 проверка на достоверность не производится т.к. показаний датчиков только один отчет.
Производится увеличение счетчика недостоверных значений сигналов датчиков
Если то выдается сообщение о неисправности датчика и осуществляется переход на конец алгоритма.
Сигнал датчика достоверен поэтому приступаем к дискретной фильтрации. Алгоритм фильтрации осуществляется в соответствии с фильтром низких частот первого порядка который описывается уравнением:
где – постоянная времени фильтра;
Так как уравнение (2.3) реализуется в ЭВМ то его необходимо преобразовать в дискретную форму. Для этого воспользуемся методом интегрирования Эйлера который означает кусочно-постоянную аппроксимацию интегрируемой функции. В этом случает уравнение (2.3) принимает вид:
где – интервал дискретизации.
Алгоритм (2.4) осуществляет сглаживание высокочастотных шумов входных сигналов. Высокочастотными являются шумы полоса пропускания которых выше значения . При этом для различных датчиков постоянные времени могут быть различными.
Проверка на выход за технологические границы означает проверку выхода сигналов датчиков за минимально и максимально допустимые значения. Данная проверка осуществляется в соответствие с выражением
Если выражения (2.5) (2.6) не выполняются то осуществляется выдача соответствующей сигнализации о выходе в недопустимые эксплуатационные режимы.
3 Алгоритм оценивания скорости по показаниям положений
Оценивание скоростей изменения положений осуществляется в соответствии с алгоритмами представленными в [31 32].
В соответствие с работами [31 32] алгоритм оценивания скорости определяется выражением
где – переменные состояния наблюдателей производных ;
– входные сигналы наблюдателей;
– параметры определяемые требованиями к быстродействию и качеству подавления шумов.
Известно что в линейных системах увеличение быстродействия приводит к усилению шумов. В этой связи коэффициенты усиления наблюдателя определяются выражениями [31 32]:
где – положительные постоянные параметры;
– положительно определенные функции;
– входная величина блока наблюдателя;
– положительный постоянный параметр;
– первая переменная блока наблюдателя.
Предположим теперь что на вход наблюдателя действует случайный сигнал имеющий спектральную функцию
где – дисперсия случайного шума;
– время корреляции шума;
В этом случае в области малых отклонений когда величина ошибки оценивания стремится к нулю
получим следующие оценки отношения дисперсий на входе и выходах блока наблюдателя (2.11) (2.12):
где – дисперсии входного и выходного сигналов звена наблюдателя.
Таким образом параметры оценивателя скоростей определяются следующим образом.
Исходными данными являются: время корреляции шума датчиков дисперсия шума датчика ; требуемое соотношение между дисперсиями входного и выходного сигналов .
Рассчитываем коэффициенты усиления наблюдателя. Из определения для величины получаем соотношение между коэффициентами усиления нелинейного РНП
Для задания динамических параметров наблюдателя выбираем настройку на технический оптимум (отсутствие колебаний при максимальном быстродействии) то есть кратные корни:
Приравнивая (2.13) и (2.14) находим:
Подставляем (2.15) и значения времени корреляции шума и требуемого соотношения дисперсий в формулу (2.12). В результате получаем уравнение третьего порядка относительно коэффициента решая которое получаем три корня. Два комплексных корня отбрасываем а оставшийся действительный корень всегда положительный определяет значение коэффициента .
Далее из выражения (2.14) определяем значение .
Коэффициент выбирается исходя из значения дисперсии таким образом что если ошибка оценивания выходной координаты превышает амплитуду шумов то произведение быстро нарастает а в противном случае – убывает.
Пусть нелинейная функция в (2.8) выбрана в виде:
Тогда коэффициент рассчитывается исходя из соотношения:
Коэффициент 3 появился из правила «3 сигма» – амплитуда нормального случайного шума с вероятностью 0996 не превышает трех дисперсий этого шума.
Пусть например заданы следующие исходные данные: ; .
Применяя изложенную методику получаем следующие значения коэффициентов нелинейного РНП: .
Теперь из выражения (2.17) вычисляем:
Разработка схемы электрической принципиальной
1 Выбор микроконтроллерного комплекта
Основным узлом устройства который управляет всеми процессами и осуществляет все необходимые вычисления в системе является микроконтроллер (МК). В настоящее время выпускается широкая номенклатура микроконтроллеров различного назначения отличающихся друг от друга архитектурой производительностью разрядностью способами организации внешней шины наборами коммуникационных интерфейсов способностью обрабатывать аналоговые сигналы и т.д. Многие МК имеют интегрированные в одном с микропроцессором кристалле АЦП контроллеры интерфейсов ПЗУ команд (масочные или перепрограммируемые) ОЗУ данных параллельные порты ввода-вывода.
Для того чтобы выбрать микроконтроллер способный эффективно выполнять возложенные на него функции сформулируем основные требования к нему.
Производительность МК во многом определяется тактовой частотой на которой он работает. Для разрабатываемой системы с учетом возможности наращивания и усложнения алгоритмического и программного обеспечения тактовая частота должна составлять не менее 20 МГц.
Количество аналоговых сигналов исходя из структурной схемы устройства должно быть не менее 5. Погрешность измерения параметров функционирования автомобиля обычно не должна превышать 1 %. Чтобы обеспечить этот показатель разрядность цифрового кода полученная с помощью встроенного АЦП должна быть не менее 10 бит.
В качестве основного коммуникационного интерфейса между электронными блоками управления автомобиля наибольшее распространение получил САN-интерфейс [2]. Для более надежной работы желательно иметь два канала связи по CAN – один основной другой резервный. В этой связи необходимо сопряжения МК с CAN-шиной.
В данном устройстве используем микроконтроллер Atmega128.
В целях достижения максимальной производительности и параллельной работы у AVR-микроконтроллеров используется Гарвардская архитектура с раздельными памятью и шинами программ и данных. Команды в памяти программ выполняются с одноуровневой конвейеризацией. В процессе выполнения одной инструкции следующая команда предварительно считывается из памяти программ. Данная концепция позволяет выполнять одну инструкцию за один машинный цикл. Память программ представляет собой внутрисистемную программируемую флэш-память.
Регистровый файл с быстрым доступом содержит 32 x 8-разрядных рабочих регистров общего назначения с одно тактовым циклом доступа. Благодаря этому достигнута одно тактность работы арифметико-логического устройства (АЛУ).
регистров из 32 могут использоваться как три 16-разр. регистра косвенного адреса для эффективной адресации в пределах памяти данных. Один из этих указателей адреса может также использоваться как указатель адреса для доступа к таблице преобразования во флэш-памяти программ. Данные 16-разр. регистры называются X-регистр Y-регистр и Z-регистр.
АЛУ поддерживает арифметические и логические операции между регистрами а также между константой и регистром. Кроме того АЛУ поддерживает действия с одним регистром. После выполнения арифметической операции регистр статуса обновляется для отображения результата выполнения операции.
AVR-микроконтроллеры поддерживают несколько различных источников прерываний. Все прерывания а также сброс имеют свой индивидуальный вектор в памяти программ. Для каждого прерывания имеется собственный бит разрешения. Кроме того имеется возможность общего разрешения работы прерываний с помощью управления соответствующим битом в статусном регистре. В зависимости от значения программного счетчика прерывания могут быть автоматически отключены если запрограммировать биты защиты загрузочного сектора BLB02 или BLB12.
Имеется два основных типа прерываний. Первый тип прерываний активизируется событием которое приводит к установке флага прерываний. Для данных прерываний программный счетчик изменяется на соответствующий вектор прерывания для выполнения процедуры его обработки и затем аппаратно очищает флаг прерывания. Флаги прерывания также сбрасываются путем записи лог.1 в соответствующий разряд. Если возникает условие прерывания но данное прерывание запрещено то флаг устанавливается и запоминается до разрешения этого прерывания или сбрасывается программно. Аналогично если возникает одно и более условий прерываний при сброшенном флаге общего разрешения прерываний то соответствующий флаг устанавливается и запоминается до возобновления работы прерываний а затем прерывания будут выполнены в соответствии с приоритетом.
Второй тип прерываний активизируется сразу после выполнения условия прерывания. Данные прерывания не обязательно имеют флаги прерываний. Если условие прерывания исчезает до его разрешения то данный запрос игнорируется.
Реакция на отработку запроса на прерывание длится минимум 4 машинных цикла. По истечении этого времени программа продолжает свое выполнение с вектора соответствующего прерывания. Выход из процедуры обработки прерывания требует 4 машинных цикла.
ATmega128 содержит 128 кбайт внутренней внутрисистемной перепрограммируемой флэш-памяти для хранения программы. Для программной защиты флэш-память программ разделена на два сектора: сектор программы начальной загрузки и сектор прикладной программы. Кроме того ATmega128 содержит 4 Кбайт встроенной статической ОЗУ памяти данных и имеется возможность подключения 64 Кбайт внешней статической ОЗУ.
Основным источником синхронизации для ATmega128 является кварцевый генератор подключаемый к входам XTAL1 и XTAL2. Для задания частоты может использоваться либо кварцевый либо керамический резонатор.
ATmega128 имеет возможность реализовать 8 внешних прерываний а также прерывания по таймерам что позволяет использовать его в проектируемой системе. Также можно осуществлять прерывания по завершению преобразования АЦП и по изменению состояния аналогового компаратора.
Контроллер имеет 8 универсальных параллельных портов ввода-вывода. Для каждого порта ввода-вывода в памяти ввода-вывода зарезервировано три ячейки: одна под регистр данных – PORTx другая под регистр направления данных – DDRx и третья под состояние входов порта – PINx. Ячейка хранящая состояние на входах портов доступна только для чтения а регистры данных и направления данных имеют двунаправленный доступ. Кроме того установка бита выключения подтягивающих резисторов PUD регистра SFIOR отключает функцию подтягивания на всех выводах всех портов.
Большинство выводов поддерживают альтернативные функции в дополнение к универсальному цифровому вводу-выводу.
Контроллер обладает 8-разрядным АЦП что делает его пригодным для реализации проектируемой системы. Кроме того он обладает таймерами осуществляющими генерирование ШИМ - сигналов которые требуются для формирования управляющих сигналов на поворотные двигатели фар.
Аналогово-цифровой преобразователь обладает следующими параметрами:
– 10-разрядное разрешение;
– интегральная нелинейность 0.5 младшего разряда;
– абсолютная погрешность ± 2 мл. разр.;
– время преобразования 65 – 260 мкс;
– частота преобразования до 15 тыс. преобразований в 1секунду при максимальном разрешении;
– 8 мультиплексированных однополярных входов;
– 7 дифференциальных входных каналов;
– 2 дифференциальных входных канала с опциональным усилением на 10 и 200;
– представление результата с левосторонним или правосторонним выравниванием в 16-разр. слове;
– выборочный внутренний ИОН на 256В;
– режимы одиночного преобразования и автоматического перезапуска;
– прерывание по завершении преобразования АЦП;
– механизм подавления шумов в режиме сна.
АЦП преобразовывает входное аналоговое напряжение в 10-разр. код методом последовательных приближений. Минимальное значение соответствует уровню GND а максимальное уровню AREF минус 1 мл. разр. К выводу AREF опционально может быть подключено напряжение AVCC или внутренний ИОН на 1.22 В путем записи соответствующих значений в биты REFSn в регистр ADMUX. Несмотря на то что ИОН на 2.56 В находится внутри микроконтроллера к его выходу может быть подключен блокировочный конденсатор для снижения чувствительности к шумам т.к. он связан с выводом AREF.
Для связи с САN-шиной используется преобразователь входы которого можно подключить к универсальному синхронному и асинхронному последовательному приемопередатчику (УСАПП) предназначен для организации гибкой последовательной связи.
Отличительные особенности данного приемника следующие.
Полнодуплексная работа (раздельные регистры последовательного приема и передачи).
Асинхронная или синхронная работа.
Ведущее или подчиненное тактирование связи в синхронном режиме работы.
Высокая разрешающая способность генератора скорости связи.
Поддержка формата передаваемых данных с 5 6 7 8 или 9 битами данных и 1 или 2 стоп-битами.
Аппаратная генерация и проверка бита паритета (четностьнечетность).
Определение переполнения данных.
Определение ошибки в структуре посылки.
Фильтрация шума с детектированием ложного старт-бита и цифровым ФНЧ.
Три раздельных прерывания по завершении передачи освобождении регистра передаваемых данных и завершении приема.
Режим многопроцессорной связи.
Режим удвоения скорости связи в асинхронном режиме.
Основные электрические характеристики Atmega 128 представлены в таблице3.1.
Таблица 3.1 – Основные электрические характеристики Atmega 128
Температура хранения
Напряжение на любом выводе по отношению к общему питания кроме RESET
Напряжение на выводе сброса RESET по отношению к общему
Максимальное рабочее напряжение
Постоянный ток через линию ввода-вывода
Постоянный ток через выводы VCC и GND
Статические характеристики микроконтроллеров Atmega 128 представлены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 – Статические характеристики Atmega 128
Входное напряжение низкого уровня
Кроме выводов XTAL1 и RESET
вывод XTAL1 выбрана внешняя синхронизация
Входное напряжение высокого уровня
Кроме выводов XTAL1 RESET
Вывод XTAL1 выбрана внешняя синхронизация
Выходное напряжение низкого уровня (3)(порты ABCD E F G)
IOL = 20 мА VCC = 5В
IOL = 10 мА VCC = 3В
Выходное напряжение высокого уровня (4)(порты ABCD)
IOH = -20 мА VCC = 5В
IOH = -10 мА VCC = 3В
Входной ток утечки через линию ввода-вывода
Vcc = 5.5В лог. 0 (абс. значение)
Vcc = 5.5В лог. 1 (абс. значение)
Сопротивление подтягивающего резистора на входе сброса
Сопротивление подтягивающего резистора на входе PEN
Сопротивление подтягивающего резистора на линиях ввода-вывода
МГц VCC = 3В активный режим (ATmega128L)
МГц VCC = 5В активный режим (ATmega128)
МГц VCC = 3В режим холостого хода (ATmega128L)
МГц VCC = 5В режим холостого хода (ATmega128)
Режим выключения (Power-down)(5)
Стор. таймер включен VCC = 3В
Стор. таймер отключен VCC = 3В
Входное напряжение смещения аналогового компаратора
Входной ток утечки аналогового компаратора
Задержка на инициализацию аналогового компаратора
Задержка распространению сигнала в аналоговом компараторе
Для проекта будет использован промышленный вариант исполнения с напряжением питания 2.7 – 5.5 В. Тип корпуса 64А представлен на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Внешний вид микроконтроллера Atmega 128
2 Выбор датчика угла поворота рулевого колеса
Для измерения угла поворота рулевого колеса и угла поворота фар можно использовать датчики угла поворота одной из известных фирм Honeywell использующие эффект Холла что обеспечит точность измерений. Один из лучших моделей высокоточного бесконтактного датчика угла поворота датчик RPN1Al12 (рисунок 3.2) который представляет собой компактное законченное устройство в герметичном корпусе (IP67) со стандартным разъемным соединителем АМР и крепежными отверстиями разработан специально для автомобильной техники [6][7].
Рисунок 3.2 – Датчик RPNIAl12
Чувствительным элементом датчика является ось вращения диаметром 6 мм выступающая из корпуса на 1О мм. На внутренней стороне осп закреплены 2 постоянных магнита поле которых воздействует на специализированную интегральную матрицу элементов Холла. Ее функция преобразование угла поворота оси в постоянное напряжение.
Дополнительные встроенные схемы обеспечивают линеаризацию выходного сигнала усиление и защиту от короткого замыкания по выходу и от смены полярности по линии питания. Диапазон измерения составляет от -90 до 90° (выходное U = 025 .. .475 В) с точностью ±05 при этом ось свободно вращается в диапазоне 360°. Нелинейность характеристики преобразования не превышает 25° [6 7].
При установке данного датчика его на привод рулевого колеса стоит поставить "повышающий" редуктор отношение диаметров ведущей шестерни (установлена на приводе рулевого колеса) к ведомой шестерни редуктора (приводящей в движение ось датчика) 14. Это необходимо сделать для того чтоб расширить диапазон измерения датчиком угла поворота рулевого колеса. Тогда получим что датчик будет измерять угол от -360 до 360' и свободное вращение получится намного больше угла вращения рулевого колеса (в среднем на автомобиле современном руль перемещается на 3 оборота это от -540 до 540·). Но точность измерения упадет до ±20. Это не будет недостатком т.к. 2° поворота рулевого колеса величина незначительная.
3 Выбор датчиков углов поворота фар
Для измерения угла поворота фар используются тот же датчик RPN1Al12. Он устанавливается к приводам фар непосредственно без редуктора измеряя угол поворота фар от –90 до 90°. Так же точность измерения поворота фар остается на уровне ±05 %.
Сигнал аналоговых датчиков угла поворота фар и рулевого колеса может изменять значение напряжения как описано выше от 0 до 4.5 Вольт.
Это напряжение приходит непосредственно на аналого-цифровой преобразователь встроенный в микропроцессор. Последний имеет вход для опорного напряжения уровень которого должен быть равен максимальному входному напряжению т о есть 4.5В. При присутствии на входе напряжения этого уровня АЦП выдаст на выход наибольшую кодовую комбинацию для текущей разрядности.
4 Выбор датчиков углов положения кузова
В качестве датчиков положения кузова предлагается использовать магнитострикционные датчики применение которых в авто электронике и промышленности обычно связано с предоставляемой ими возможностью детектирования значительных линейных перемещений. Данного типа датчики применяются для контроля подвески (положения кузова и колес) положения педалей акселератора и тормоза сиденья хода линейных двигателей рулевого управления и переключения коробки передач.
Магнитострикция — это свойство некоторых кристаллических обычно ферримагнитных материалов размер и (или) форму при взаимодействии с внешним магнитным полем. Явление изменения размера и формы материала в магнитном поле представляет собой магнитострикционный эффект.
Поскольку приложение магнитного поля вызывает механическое напряжение которое изменяет физические свойства магнитострикционного материала существует и обратный магнитострикционному эффекту называемый эффектом Виллари: приложение внешней силы образующей напряжение в магнитострикционном материале (растяжение кручение изгиб) изменяет магнитные свойства (магнитную проницаемость) материала.
Стандартным выходным форматом сигнала абсолютного положения является пропорциональное аналоговое напряжение но магнитострикционные преобразователи поддерживают многие другие типы выхода: постоянное напряжение постоянный ток ШИМ цифровые импульсы старт-стоп CANbus Profibus SSI HART и другие. Стандартные выходы магнитострикционного датчика представлены на рисунке 3.3.
В данном проекте предлагается использовать датчик GSPR представленный на рисунке 3.4.
Датчик обладает следующими характеристиками:
– выходной сигнал аналоговый от 01 до 49 В;
– статическая характеристика линейная;
– поддержка ШИМ-выхода;
– нелинейность 015 мм;
– повторяемость 25 мкм;
– напряжение питания 5 В;
– потребляемый ток 40 мА;
– рабочая температура от -40 до +75 градусов;
– класс защиты IP40 (по заказу IP67).
Рисунок 3.3 – Стандартные выходные сигналы магнитострикционных датчиков положения
Рисунок 3.4 – Датчик CSPR семейства CSP MTS в металлическом корпусе с классом защиты IP67 для автомобиля
5 Выбор датчика скорости
В качестве датчика скорости используется штатный автомобильный датчик скорости представленный на рисунке 3.5.
Рисунок 3.5 – Датчик скорости автомобиля
Датчик скорости автомобиля (ДСА) сконструирован по принципу эффекта Холла и выдает на контроллер частотно-импульсный сигнал. Частота сигнала прямо пропорциональна скорости движения автомобиля. Контроллер использует этот сигнал для управления работой двигателя на холостом ходу и посредством регулятора холостого хода управляет подачей воздуха в обход дроссельной заслонки. ДСА выдает примерно 6004 импульса на каждый километр пройденного автомобилем пути. По временному интервалу между импульсами контроллер определяет скорость движения автомобиля. Кроме того данный сигнал может использоваться спидометром установленным на панели приборов.
Импульсный датчик скорости подключен к входу таймерасчетчика микропроцессора. Это облегчает программный расчет частоты приходящих с него импульсов.
6 Синтез принципиальной схемы устройства
Датчик скорости автомобиля подключается через входной делитель собранный на резисторах R1 R2. Для фильтрации высокочастотных помех используется емкость С1. Далее импульсный сигнал следует на формирователь импульсов собранный на микросхеме 133ТЛ1 которая формирует цифровые импульсы поступающие на дискретный вход порта микроконтроллера. Чтобы защитить микросхему от перенапряжения используется диод VD1. Принципиальная схема устройства управления представлена на рисунке 3.6.
Сигналы с выключателей внешнего освещения и указателей поворота подключаются к портам микропроцессора также через делители напряжения R17 R18 и R19 R20 как и делитель R1 R2 они используются для преобразования напряжения на переключателях к уровню ТТЛ (около 5В) для формирования логической «1». Сопротивления этих делителей рассчитываются по формулам:
где U1 входное напряжение 12в;
U2 выходное напряжение логического уровня 5В.
Уравнения (3.1) – (3.3) определяют соотношения для расчета трех сопротивлений. Остальные сопротивления вычисляются из требований по ограничению тока.
Максимальный ток входа микропроцессора около 10 мА. Чтобы не перегружать вход микроконтроллера рассчитаем параметры делителя
Рисунок 3.6 – Схема электрическая принципиальная разработанной микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар
напряжения для рабочего тока 5мА. Тогда сопротивления R1 R17 и R19 определяются по формулам:
Соответственно сопротивления R2 R18 и R20 находятся из соотношений (3.1) – (3.3):
Сопротивления выбираются из стандартного ряда. Наиболее близкое значение составляет 34 кОм.
Сигналы с аналоговых датчиков лежат в пределах от 0 до 45 В и от 01 до 49 В т.е. укладываются в требуемых диапазон напряжений. Для согласования по мощности используются усилители на основе операционных усилителей КР572УД1. Коэффициент передачи каждого усилителя равен -1. Исходя из этого требования запишем следующее уравнение для определения сопротивлений R3 R4:
Так как входное сопротивление ОУ по постоянному току велико то для того чтобы входной ток микроконтроллера определялся выходным током усилителя достаточно выполнить соотношение:
где – выходное сопротивление операционного усилителя равное около 1кОм.
Исходя их соотношения (3.11) выберем сопротивление R3:
Тогда сопротивление R4 находится из соотношения (3.10)
Аналогичным образом рассчитываются все резисторы блоков обозначенных на принципиальной схеме Б1.
Разрабатываемое устройство должно иметь возможность программно управлять включением и выключением дополнительных фар головного освещения. Управление производится с помощью микросхем-драйверов BTS436 представляющих собой ключи большой мощности коммутирующие напряжение бортовой сети для включения фар [4]. Эти ключи управляются логическими сигналами от микропроцессора. Для обратной связи в микросхемах BTS436 предусмотрены логические выходы текущего состояния ключа. При неполадках в микросхеме или в управляемом устройстве через эти диагностические выходы микропроцессор сможет распознать эти неполадки и принять соответствующие меры. При этом могут определяться: обрыв нагрузки короткое замыкание на «массу» перегрев ключей.
Микросхемы BTS436 служат для коммутации ламп дополнительного бокового освещения. Поскольку ток протекающий через эти лампы достаточно большой порядка 4А можно предположить что ключи BTS436 будут подвергаться нагреву что нежелательно поскольку они находятся в непосредственной близи от микропроцессора устройства. Проблема нагрева решается путем введения дополнительных реле управляемых ключами BTS436. Эти реле К 1.1 и К2.1 коммутируют лампы дополнительного головного освещения однако находится реле должны на отдельной плате чтобы не создавать помех для цифровой части оборудования. Основные электрические параметры микросхемы BTS436 приведены в таблице3.3.
Таблица 3.3 – Основные электрические характеристики микросхемы ВТS43б
Поворот фар освещения производится электромоторами по команде микропроцессора. Каждый из четырех электромоторов подключен к соответствующей фаре [2]. Микросхема - драйверу ТLЕ6209 - представляет собой мощный ключ управляемые порты контроллера подключенные к таймерам используемым для генерации ШИМ сигналов. Микросхема ТLЕ6209 имеет встроенную тепловую защиту а так же защиту от пониженного и повышенного напряжений выходы микросхемы защищены обратными диодами. Основные электрические параметры микросхемы ТLЕ6209 приведены в таблице 3.4.
Таблица 3.4 – Основные электрические характеристики микросхемы ТLЕ6209
Приемопередатчик CAN реализован на микросхеме ТLЕ6250G и подключен к разъёму CAN XS8 через сопротивление R22 равное 120 Ом.
Питание микросхем представленное на рисунке 3.7 осуществляется двумя стабилизаторами напряжения. Первый стабилизатор служит для питания основных схем микропроцессора а также управляющих логических цепей микросхем-драйверов управляющих электродвигателями поворота дополнительных фар головного света. Его напряжение стабилизации равно 5Вольт. Второй стабилизатор служит для питания ядра микроконтроллера.
Стабилизатор напряжения на 5В реализован на микросхеме КР142ЕН5Б. Напряжение 2.5В для питания ядра процессора производится с помощью микросхемы КР142ЕН12Б.
Рисунок 3.7 – Схема питания ядра процессора
Обе эти микросхемы представляют собой трехвыводные линейные стабилизаторы напряжения. Последний из них является регулируемым и необходимое напряжение на его выходе задается при помощи регулирующего сопротивления R1.
7 Программа генерации ШИМ сигнала
Пусть необходимо запрограммировать ШИМ сигнал с частотой 40 КГц и скважностью 50 %. Отсчитываемый интервал Tи = 25 мкс. Частота работы контроллера составляет fT = 4МГц. Число отсчитываемых тактов равно
Для программирования ШИМ режима рассмотрим таблицу 3.5 в которой описаны возможные режимы работы таймеров задаваемые в регистрах
управления TCCR1А и TCCR1B. Поведение выходов ШИМ сигнала задается битами COM1xx и COM0xx представленных в таблице 3.6.
Выберем из таблицы 3.5 последний режим а из таблицы3.6 – второй режим. Это означает что в TCCR1A необходимо записать число 83 а в регистр управления TCCR1В 25. При достижении чисел записанных в регистры OCR1A и OCR1В ШИМ будет переключаться на противоположный при этом в OCR1A записано максимального число после которого происходит сброс таймера в ноль. Так как скважность равна 50 % а максимальное число 100 то в регистр OCR1В заносим 50 а в OCR1А – 100.
Пример программы приведен ниже.
.include "m128def.inc
jmp вектор прерывания по включению питания сбросу;
RESET или сбросу от сторожевого таймера;
Таблица 3.5 – Режимы работы таймера 1
ШИМ с коррекцией фазы
Сброс при совпадении
ШИМ с коррекцией фазы и частоты
Таблица 3.6 – Поведение ШИМ выходов
Меняется на противоположный
* Основная программа
ld устанавливаем указатель стека
ldi temp low(RAMEND)
ldi temp 0 настраиваем прот В на выход
ld устанавливаем режим работы таймера
lditemp0 Задаем момент переключения таймера
lditemp0 Задаем момент сброса таймера
m1:; бесконечный цикл
Технико-экономическое обоснование работы
1 Анализ соотношения затрат и прибыли
Предпринимателю в процессе деятельности постоянно приходиться принимать решения о цене по которой изделие будет реализовано о переменных и постоянных издержках о приобретении и использовании ресурсов. Для этого необходимо точно и достоверно определить затраты и прибыль и объем производства.
Все предпринимаемые в условиях рынка управленческие модели основаны на изучении взаимосвязи затрат объема производства и прибыли. Специальный анализ помогает понять взаимоотношения между ценой изделия объемом производства переменными и постоянными издержками. Он позволяет сравнить различные варианты цен на продукцию и получение прибыли а также отыскать наиболее выгодное соотношение между переменными постоянными затратами ценой и объемом производства продукции. Достичь этого можно разными способами:
- снизить цену продаж и соответственно увеличить объем реализации;
- увеличить постоянные затраты и увеличить объем;
- пропорционально изменять переменные постоянные затраты и объем выпуска продукции. Иногда анализ соотношения затрат объема производства и прибыли (CVP- анализ Cost-Volume-Profit) трактуют более узко как анализ критической точки.
Под критической понимается та точка объема производства в которой затраты равны выручке от реализации всей продукции т.е. где нет ни прибыли ни убытков. Эту точку называют также «мертвой» или точкой безубыточности.
Для ее вычисления можно использовать три метода: уравнения маржинальной прибыли и графического изображения.
В качестве исходного уравнения для анализа принимают следующее соотношение выручки издержек и прибыли:
Выручка – переменные затраты – постоянные затраты - прибыль.
Если выручку представить как произведение цены продажи единицы изделия и количества проданных единиц а затраты пересчитать на единицу изделия то в точке критического объема производства будем иметь:
где Qkp – объем производства продукции в критической точке (количество единиц);
Р – цена единицы продукции;
VC – удельные переменные затраты на единицу продукции;
FC – постоянные расходы.
Из формулы (4.1) определяем количество единиц продукции которое необходимо продать чтобы достигнуть критической точки:
Метод маржинальной прибыли представляет собой модификацию метода уравнений.
Маржинальная прибыль – это разность между выручкой от реализации продукции и переменными затратами т.е. это определенная сумма средств необходимая в первую очередь для покрытия постоянных затрат и получения прибыли предприятия. Маржинальную прибыль на единицу изделия можно также представить как разность между ценой реализации единицы товара и удельными переменными расходами. Маржинальная прибыль приходящаяся на единицу продукции представляет вклад каждой проданной единицы в покрытие постоянных затрат.
Преобразование формулы (4.2) раскрывает связь объема продукции и относительного маржинального дохода:
где d – относительный уровень удельных переменных расходов в цене продукта (d = VCP);
(1 - d) – относительная маржинальная прибыль на единицу объема реализации.
В таблице 4.1 представлены материалы и комплектующие для изготовления устройства.
Таблица 4.1 – Материалы и комплектующие микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар
Наименование статьи калькуляции
Комплектующие (предохранитель 1500руб плата5000руб конденсаторы 5х30руб=150 руб резисторы 22х2руб=44 руб разъемы 3х30руб=90руб диоды 3х2=6руб)
Микросхема TLE6250G 5х600руб
Микросхема TL1 8х1200руб
Микросхема BTS436 2х459
Микроконтроллер Atmega
Итого прямые материальные затраты:
Исходя из назначения и области применения разработки определим величину закладываемой прибыли в размере 70 % к сумме основной и дополнительной заработной плате (таблица 4.2).
Величину налога на добавленную стоимость (НДС) определяем как 18 % от продажной цены разработки при продаже.
Так как в стоимость системы входят покупные изделия и по ним платиться НДС фактический НДС к оплате определяем в цене за вычетом уже уплаченного НДС по приобретенным материалам и комплектующим
Таблица 4.2 – Калькуляция полной себестоимости системы
Материалы и оборудование (М)
Основная зарплата (ОЗ)
Дополнительная зарплата (ДЗ) 157%
Социальное страхование (ОЗ+ДЗ)×262%:100%
Накладные расходы 144% (ОЗ+ДЗ)
Прибыль 70% ×(ОЗ+ДЗ):
НДС к оплате 348714-283822(М*18%оплаченныйНДС за материалы) =64892.
НДС (18%* Ц = 348714)
Стоимость 1 изделия при изготовлении
В таблице 4.3 представлена калькуляция возможной рыночной цены.
Таблица 4.3 – Определение возможной рыночной цены
Стоимость1 изделия при изготовлении
Итого продажная цена без НДС
Полученное расчетное значение рыночной цены (таблица 4.3) соответствует оценкам экспертов составляющее не более 5% от стоимости автомобиля 500тыс.руб. так же структура цены разработки аналогична усредненной по отрасли.
2 Графический метод CVP-анализа
Графический метод дает наглядное представление о CVP-анализе и сводится к построению комплексного графика «затраты – объем производства – прибыль».
В прямоугольной системе координат строится график зависимости затрат и дохода от количества единиц произведенной продукции (рисунок 4.1).
Рисунок 4.1 - График затрат прибыли и объема продаж
По вертикали откладываются данные об издержках и доходе по горизонтали - количество единиц продукции. Порядок построения графика следующий:
-чтобы нанести на график линию переменных расходов (vc) выбираем любой объем предположим 100 ед. и находим точку расходов соответствующую этому объему: 2002190100 = 200219тыс. руб (точка А). проводим линию переменных расходов через точки 0 и А;
-чтобы нанести линию постоянных расходов (тс) отметим на оси ординат точку соответствующую 200 тыс. руб. (точка В) а от точки А вверх отложим 200 тыс. руб. (точка С). Используя точки В и С проводим линию расходов параллельно линии переменных расходов. Линия ВС показывает общую сумму затрат.
Чтобы нанести на график линию выручки (TR) возьмем тот же условный объем продаж (100 ед.). Отметим точку Д полученную от умножения цены единицы продукции на объем (2362584руб 100шт = 23625 тыс. руб). Проводим линию выручки через точки 0 и Д.
Критическая точка (точка перелома) образуется в месте пересечения линии выручки ОД и линии валовых (совокупных) издержек ВС. В точке критического объема производства К нет прибыли и нет убытка.
Слева от критической точки заштрихована область чистых убытков которая образуется в результате превышения величины постоянных издержек над величиной маржинальной прибыли. Справа от нее заштрихована область чистых прибылей. Для каждого значения Q (количества единиц продукции) чистая прибыль определяется как разность между величиной маржинальной прибыли и постоянных издержек.
Проекция точки К на ось абсцисс дает критический объем производства в физических единицах измерения (50 шт.). Проекция точки К на ось ординат дает критический объем производства в стоимостном измерении (12 млн. руб).
Приведенная графическая зависимость затрат прибыли и объема продаж позволяет сделать важные для предприятия выводы:
)предприятие может получить прибыль (выручка за минусом постоянных и переменных издержек) лишь при условии реализации продукции большего объема чем критическая точка К=50 штук;
) точка К находящаяся на пересечении кривой валовых издержек и кривой выручки от реализации называется критической точкой при переходе через которую наступает окупаемость всех издержек и предприятие начинает получать прибыль;
) точка пересечения кривой постоянных издержек и кривой маржинального дохода показывает тот объем производства после прохождения которого наступает окупаемость постоянных затрат;
) с повышением цен на производимую продукцию минимальный объем производства который соответствует критической точке уменьшается а при снижении цены — возрастает;
)с увеличением постоянных расходов минимальный объем производства соответствующий точке безубыточности повышается;
)сохранение безубыточного объема производства при росте переменных расходов возможно при прочих равных условиях за счет увеличения минимального объема производства.
При проведении CVP-анализа условно принимается целый ряд допусков которые ограничивают точность и надежность результатов анализа: объем производства равен объему продаж; цена за единицу продаваемого товара а также доли переменных и постоянных издержек остаются неизменными; производится единственный вид изделия.
В заключении следует отметить что СVР - анализ (анализ критической точки) отражает взаимосвязь затрат объёма производства и прибыли позволяющий сравнить различные варианты цен на продукцию и получение прибыли. Так же анализ критической точки может быть использован для определения объёма реализации необходимого для получения нужной величины прибыли.
Безопасность и экологичность
1 Системный анализ опасных и вредных факторов
Изготовление автомобильной системы адаптивного света производится в лаборатории и охватывает многие виды производства применяемые в радиопромышленности:
)производство печатных плат;
)сборно-монтажные работы;
Проанализируем причины отказа в работе автомобильной системы адаптивного света фар и построим дерево отказов (рисунок 5.1) Разрабатываемое устройство должно быть надежным устройством с гарантийным сроком 5 лет. Рассматриваемое дерево отказов представляет собой три блока причин отказа с учетом элементов стабилизатора напряжения и микросхем.
Рассмотрим три блока причин отказа:
)нет напряжения питания;
)повреждение платы устройства;
)сбой в работе микроконтроллера.
Он подразделяется на две ветви:
Первый блок причин отказа - нет напряжения питания – если:
- оборваны провода (механическое термическое или химическое воздействие на проводку);
- сгорел предохранитель( неисправен стабилизатор напряжения короткое замыкание);
Второй блок причин отказа - повреждение платы устройства– если:
- наблюдается старения элементов;
- перегрев элементов из-за нарушения теплового режима или механического воздействия;
Третий блок причин отказа - сбой в работе микроконтроллера – если:
Рисунок 5.1 – Дерево причин отказов системы
- механическое воздействие или поломка микроконтроллера по причине:
а) подано напряжение более 5В:
б) неправильно функционирует или подобран стабилизатор;
в) короткое замыкание:
- при повреждении изоляции (в результате старения оборудования);
- коррозии окисления деталей;
- выработке рабочего ресурса;
- при скачке напряжения.
Дерево причин отказов показывает необходимость профилактического осмотра и тестирования микроконтроллерной системы автоматической
2 Разработка мероприятий по повышению безопасности
Организационные мероприятия. Персонал для работы над сборкой монтажом и наладкой блока управления готовится специально. К работе могут быть допущены лица достигшие 18-летнего возраста прошедшие медицинскую комиссию и имеющие удостоверение на право производства работ. Для персонала непосредственно работающего в электроустановках производится повторная проверка знаний раз в год.
Для безопасности работ в электроустановках осуществляются организационные мероприятия. Организационными мероприятиями являются:
- допуск рабочих квалификационная группа которых не ниже 3;
- инструктаж по технике безопасности;
- оформление перерывов в работе переводов на другое рабочее место окончания работы.
Гигиенические мероприятия. На рабочих местах большое значение отводится созданию комфортных условий труда которые обеспечиваются параметрами микроклимата и степенью запыленности воздуха.
Местная вытяжная вентиляция предназначена для удаления воздуха непосредственно от мест образования или выхода вредных выделений приточная – для подачи воздуха на определенные рабочие места или участки
Светотехнические условия являются важнейшим фактором при работах требующих зрительного напряжения. Выполняемые в лаборатории работы относятся к III разряду зрительных работ (размер объекта 2-4 мм). Согласно требованиям СНиП 23-05-95 необходимая освещенность рабочего места для III разряда зрительных работ должна составлять не менее 300 лк. При работе в дневное время суток используется естественное боковое освещение то есть через свето проёмы (окна) в наружных стенах. Свет в лаборатории проникает через оконные проемы общей площадью 6м2. В
В вечернее время используется система общего искусственного освещения состоящая из шести светильников типа ШОД с лампами ЛБ-80 и ЛДЦ-80 размещенных в два ряда группами по четыре лампы на высоте 35 м от пола.
Так как работы производятся в основном в светлое время суток то рассмотрим естественное освещение помещения лаборатории.
Естественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности (КЕО) (е) который представляет собой отношение освещенности естественным светом какой-нибудь точки внутри помещения к значению наружной освещенности горизонтальной поверхности освещаемой светом полностью открытого небосвода и выражается в процентах:
е = (ЕвнЕнар)*100 %;
где Евн – освещенность какой-либо точки внутри помещения;
Енар – освещенность точки вне помещения.
Чтобы снизить утомление глаз рекомендуется после каждого часа работы делать десятиминутный перерыв.
3 Технические мероприятия
Существенным фактором предотвращения несчастных случаев является соблюдение правил электробезопасности. Для этого необходимо:
- применение пониженного напряжения (12-24)В;
- применение защитного заземления до 4Ом.
В электроустановках напряжением до 1000 В. в сети с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом. По периметру всей лаборатории проходит шина общего заземления посредством подключения к которой производится заземление всех корпусов приборов.
Для контроля изоляции в лаборатории применяют специализированные омметры типа М1101 и МС-06. При допуске персонала в лабораторию с ним должен быть проведен инструктаж по технике безопасности в котором необходимо тщательным образом предупредить о возможных причинах поражения электрическим током. При обслуживании электронных систем используют только специальные электрозащитные инструменты и приборы.
Для защиты от поражения электрическим током лаборатория оборудована контурным заземлением и устройством защитного отключения от сети. Для защиты от коррозии резьбовые соединения в цепях заземления нужно покрывать вазелином.
4 Пожарная безопасность
В процессе работы с устройством существует опасность возникновения пожара. Причины пожара могут быть электрического и неэлектрического характера. К причинам электрического характера относятся:
)искрение в электрических устройствах;
)токи коротких замыканий нагревающие проводники до высокой температуры при которой может возникнуть воспламенение их изоляции а также значительные электрические перегрузки проводов и обмоток электрических приборов;
)плохие контакты в местах соединения проводов когда вследствие большого переходного сопротивления выделяется большое количество тепла;
)электрическая дуга возникающая в результате ошибочных операций.
Вследствие того что блок управления - это низковольтный прибор то возникновение опасности пожара электрического характера непосредственно из-за этого прибора практически исключены. Однако не стоит забывать что генератор работает только в системе с телевизионным приёмником который может стать источником пожара.
Причинами пожаров неэлектрического характера могут быть:
)неисправность отопительных приборов и нарушение режимов их работы;
)неисправность производственного оборудования и нарушение технологического процесса в результате которого возможно выделение горючих газов паров пли пыли в воздушную среду;
)курение в пожароопасных помещениях;
)самовоспламенение некоторых материалов.
Защита сети от короткого замыкания обеспечивается реле и установочными автоматами. Необходимо также предусмотреть выключатели для отключения питания всех приборов в лаборатории. При перегрузке наиболее эффективными являются автоматические схемы защиты теплое реле и плавкие предохранители.
Технологические операции (например пайка лужение горячим припоем обжигание концов монтажного провода) проводятся с использованием ЛВЖ (этилового спирта ацетона скипидара) и при повышенной температуре.
Электрические паяльники должны обеспечиваться специальными термостойкими подставками. Обжигание изоляции концов проводов должно производиться в несгораемом вытяжном шкафу. ЛВЖ следует хранить в посуде с герметичными крышками (пробками). Посуду открывают только в момент пользования. Количество ЛВЖ не должно превышать суточную потребность. Вентиляция рабочего места позволяет уменьшить концентрацию в воздухе легковоспламеняющихся веществ.
Вентиляционная система должна иметь устройства преграждающие при возникновении пожара возможность распространения огня из одного этажа в другой или из одного помещения в другое.
В лаборатории должна быть вывешена табличка с указанием фамилий и должности лиц ответственных за пожарную безопасность Данное помещение по пожарной опасности согласно СНиП 2.09.02-85 должно иметь категорию В- производства связанные с обработкой несгораемых веществ. Степень огнестойкости основных строительных конструкций по СНиП 21 – 01 – 97 равна 3.
В случае возникновения пожара в лаборатории должны быть средства связи. Весь пожарный инвентарь противопожарное оборудование и первичные средства пожаротушения должны содержаться в исправном состоянии находиться на видном месте и к ним в любое время суток должен быть обеспечен беспрепятственный доступ. Все стационарные и переносные средства пожаротушения должны периодически проверяться .
Для тушения пожара в лаборатории имеется огнетушитель ОУ-2 ТУ27-4563-79 который предназначен для тушения небольших очагов пожара. Огнетушители подвергаются периодической проверке и перезарядке. При возникновении пожара в необходимо немедленно выключить электропитание лаборатории рубильником и воспользоваться огнетушителем.
При возникновении пожара необходимо также осуществить эвакуацию из опасной зоны работающего персонала по плану эвакуации. Время эвакуации людей определяется по формуле
где - расстояние до ближайшего выхода из помещения; - скорость движения людей ( мс).
Так как эвакуация людей связана с выносом ценных приборов и документов то время эвакуации увеличивается в несколько раз.
При изготовлении печатных плат для травления используют сильнодействующие ядовитые вещества (хлорное железо).. Покрытие печатных плат различными лаками приводит к выделению в атмосферу вредных веществ.
Основным загрязнением при этом производстве являются пары свинца выделяющиеся при пайке деталей. Предельно допустимая концентрация паров свинца в воздухе рабочей зоны не должна превышать 001 мгм3. Для уменьшения этого фактора используем припой ПОС-60 который содержит 60 % олова остальные 40% свинец.
Вода используемая для промывки плат после травления собирается в контейнеры и раз в неделю отвозится на утилизатор.
Так как почти все рассмотренные технологические процессы связаны с загрязнением атмосферы различными отходами производства (пыли летучие вещества) то целесообразно рассмотреть способы защиты атмосферы от промышленных отходов.
5 Защита окружающей природной среды
Радикальное решение проблемы защиты биосферы может быть достигнуто повсеместным применением безотходных технологий.
Безотходные производства в общем плане предусматривают полную комплексную переработку сырья и отсутствие всяких отходов в замкнутой технологической цепи. В экологическом отношении в таких производствах должны отсутствовать вредные для природы отходы загрязняющие окружающую среду. Таким образом экологически безотходные технологии следует рассматривать только как часть безотходных технологий вообще.
Существуют три основных направления создания безотходных (или малоотходных):
-разработка принципиально новых технологических схем и методов промышленного производства исключающих выбросы в окружающую среду;
-создание замкнутых технологических схем с многократным использованием воды и технологических газов;
-создание замкнутых технологических схем с переработкой отходов производства которые рассматриваются как вторичные материальные ресурсы и организация на этой основе безотходных территориально-промышленных комплексов с замкнутой структурой потоков сырья и отходов внутри комплекса.
Для очистки воздуха от пыли и других аэрозолей применяются сухие и электрические пылеуловители а также аппараты мокрой очистки.
Пылеуловители различных типов в том числе и электрофильтры применяют при повышенных концентрациях примесей в воздухе. Фильтры используются для тонкой очистки воздуха с концентрацией примесей меньше 100 мгм3 . Если требуется тонкая очистка воздуха при высоких начальных концентрациях примесей то очистку ведут в системе последовательно соединенных пылеуловителей и фильтра.
К сухим пылеуловителям относятся все аппараты в которых отделение частиц примесей от воздушного потока происходит механическим путем за счет сил гравитации инерции.
Аппараты мокрой очистки газов имеют широкое распространение так как характеризуются высокой эффективностью очистки от мелкодисперсной пыли с диаметром больше либо равным 0.3-1 мкм а также возможностью очистки от пыли и взрывоопасных газов.
Электрическая очистка- один из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли. Этот метод основан на использовании ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда передаче зарядов ионов частицам и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах.
В настоящее время нашли широкое применение фильтры из пенополиуретана и электроциклоны представляющие собой обычные циклоны собой обычные циклоны у которых вместо внутренней части выхлопной трубы установлен цилиндр иглами. На цилиндр подается высокое напряжение а корпус электроциклона заземляется.
В дипломной работе на тему “Разработка микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар” разработано устройство на базе микроконтроллера Atmega 128 в соответствии с требованиями задания.
Микроконтроллер Atmega 128 позволяет при максимальной производительности обеспечивать параллельную работу разных датчиков. Команды в памяти программ выполняются с одноуровневой конвейеризацией. В процессе выполнения одной инструкции следующая команда предварительно считывается из памяти программ. Данная концепция позволяет выполнять одну инструкцию за один машинный цикл. Память программ представляет собой внутри системно программируемую флэш-память.
Решены вопросы выбора датчиков исполнительных механизмов и напряжения питания. Датчик угла поворота RPN1Al12 представляет собой компактное законченное устройство в герметичном корпусе (IP67) со стандартным разъемным соединителем АМР и крепежными отверстиями разработан специально для автомобильной техники. Сигналы с датчиков проходят следующие этапы предварительной обработки:
Питание микросхем осуществляется двумя стабилизаторами напряжения. Первый стабилизатор служит для питания основных схем микропроцессора а также управляющих логических цепей микросхем-драйверов управляющих электродвигателями поворота дополнительных фар головного света. Его напряжение стабилизации равно 5Вольт. Второй стабилизатор служит для питания ядра микроконтроллера. Стабилизатор напряжения на 5В реализован на микросхеме КР142ЕН5Б.
Разработаны схемы электрическая принципиальная чертеж алгоритмы управления системой автоматической регулировки фар программы.
В экономической части дипломной работы рассмотрены разные способы определения соотношения затрат объема производства и прибыли:
- пропорционально изменять переменные постоянные затраты и объем выпуска продукции. Иногда анализ соотношения затрат объема производства и прибыли (CVP- анализ Cost-Volume-Profit) трактуют более узко как анализ различные варианты цен на продукцию и получение прибыли а также отыскать наиболее выгодное соотношение между переменными постоянными затратами ценой и объемом производства продукции. Последним способом определена
критическая точка для которой оптимальными являются объем реализации 50 штук систем при цене 2362584руб производство будет безубыточным. Рассчитана себестоимость системы составлена калькуляция.
В разделе безопасность и экологичность дан системный анализ надежности и безопасности автомобильной системы. Разработаны дерево отказов и мероприятия по электробезопасности и пожарной безопасности определены вредные для экологии факторы основным из которых является загрязнение воздуха предложены различные виды устройств для очистки воздуха.
Разработанная в дипломной работе система реализована на комплектующих элементах и составных частях выпускаемых промышленностью.
Научная новизна работы заключается в разработанных алгоритмах работы системы управления положением фар и алгоритма обработки сигналов показаний датчиков в пределах технологических границ которые могут быть использованы при разработке как систем управления фарами так и при разработке аналогичных систем управления.
Иванов В.Н. Все об активной и пассивной безопасности автомобиля. Издательство АСТ. 2005. С. 176
Автомобильный справочник. Перевод с англ. – М.:Издательство «За рулем» 2000. – 896 с.
Соснин Д. А. Автотроника. Электрооборудование и системы бортовой автоматики современных легковых автомобилей. СОЛОН-Р 2003.–272 с.
Обзор систем безопасности. За рулем Ростов на Дону. №3(35) 2003.
Цифровые интегральные микросхемы: Справ. М. И. Богданович И. Н. Грель В. А. Прохоренко В. В. Шалимов. - Мн.: Беларусь 1991.- 493с.
Дж. Фрайден. Современные датчики. Справочник. Москва:Техносфера. 200. – 592 с.
А.Н.Крошкин К.Р.Заргарьян С.В.Олейник. Новое поколение датчиков – оптимальное сочетание цены и качества. Автоматизация в промышленности. № 6 2006 с.59-63.
Герконовые реле импортные.
Кохц Д. Измерение управление и регулирование с помощью PIC микроконтроллеров. МК-Пресс 2006. – 300 с.
Предко М. Справочник по PIC-микроконтроллерам. ДМК Додека 2006. – 512 с.
Королев Н.К. ATMEL: микроконтроллеры для автопрома. Компоненты и технологии. №7 2008.
Гребнев В.В. 16-разрядные микроконтроллеры с Flash-памятью и функцией DSP фирмы INFINEON (семейство XC166). РадиоСофт 2008. -184 с.
Методические указания по выполнению технико-экономического обоснования разработок квалификационных работ. Маркетинговый подход. – Таганрог: Изд-во ТРТУ 2005. – 36 с.
Медведев М.Ю. Структура и алгоритмическое обеспечение нелинейного наблюдателя производных в условиях действия случайных шумов Известия ЮФУ. Технические науки. № 12. 2008. С. 20 – 25.
Пшихопов В.Х. Медведев М.Ю. Оценивание и управление в сложных динамических системах. – М.: Физматлит 2009. С. 295.
Magnetostrictive Position Sensors Enter the Automotive Market. Russell Jesse MTS Systems Corp. Sensors Dec. 2001.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ДУПК – датчик угла положения кузова
ДУПРК – датчик угла поворота рулевого колеса
ДУПФ – датчик угла положения фары
ЗУ – запоминающее устройство
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство
ППЗУ – перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство
ШУ – шина управления