Электронный узел плафона салонного освещения автомобиля

СОДЕРЖАНИЕ Введение 7 1 Аналитический раздел 10 1.1 Анализ технического задания 10 1.2 Источники оптического излучения Ошибка! Закладка не определена. 1.2.1 Методы управления температурой полупроводниковых лазеров Ошибка! Закладка не определена. 1.2.2 Технические решения по управлению температурой полупроводниковых лазеров Ошибка! Закладка не определена. 1.2.3 Классическая схема с измерительным плечом Ошибка! Закладка не определена. 1.2.4 Схема регулирования температуры с использованием реле Ошибка! Закладка не определена. 1.2.5 Применение термоэлектрического преобразователя Пельтье Ошибка! Закладка не определена. 1.3 Управление током накачки полупроводниковых лазеров Ошибка! Закладка не определена. 1.3.1 Источники тока Ошибка! Закладка не определена. 1.3.2 Источники тока с незаземленной нагрузкой Ошибка! Закладка не определена. 1.3.3 Источники тока с заземленной нагрузкой Ошибка! Закладка не определена. 1.3.4 Эталонные источники тока на транзисторах Ошибка! Закладка не определена. 1.4 Обзор микроконтроллеров Ошибка! Закладка не определена. 1.5 Обзор фотоприемника Ошибка! Закладка не определена. 1.5.1 Характеристики фотоприемника Ошибка! Закладка не определена. 1.5.2 Трансимпендансный усилитель Ошибка! Закладка не определена. 1.6 Преобразование сигналов Ошибка! Закладка не определена. 1.6.1 Аналого-цифровые преобразователи Ошибка! Закладка не определена. 1.6.2 Цифро-аналоговые преобразователи Ошибка! Закладка не определена. 1.7 Результаты патентного поиска Ошибка! Закладка не определена. Выводы к главе Ошибка! Закладка не определена. 2 Разработка структурной схемы 23 2.1 Узел микроконтроллера 23 2.2 Узел излучателя 24 2.3 Узел фотоприемника 38 2.4 Описание структурной схемы 38 2.5 Описание работы устройства 40 Выводы к главе 42 3 Разработка и расчет электрических принципиальных схем 43 3.1 Схема узла излучателя 43 3.1.1 Формирователь опорного напряжения 3 В 44 3.1.2 Источник тока накачки лазера 46 3.1.3 Оценка нестабильности тока источника 55 3.1.3 Описание спроектированной схемы источника тока 59 3.1.3 Регулятор температуры 61 3.1.4 Цифро-аналоговый преобразователь 67 3.1.5 Усилитель напряжения встроенного фотодиода 70 3.2 Схема узла фотоприемника 72 3.2.1 Трансимпендансный усилитель 73 3.2.2 Аналого-цифровой преобразователь 77 3.3 Схема узла микроконтроллера 79 3.3.1 Выбор микроконтроллера 79 3.3.2 Интерфейс RS-485 81 3.3.3 Источник опорного напряжения 3 В 81 3.3.4 Источник напряжения 3.3 В 82 3.3.4 Источник напряжения 5 В 83 3.3.5 Понижающий преобразова

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Черторийский, А.А. Контроль температурных полей и теплофизических параметров мощных транзисторов диламетрическим методом / А.А. Черторийский, В.А. Сергеев // Нано- и микросистемная техника – 2007. – № 10. – С. 41-46. 2. Measuring Thermal Resistance of GaN HEMTs Using Modulation Method / Smirnov V.I., Sergeev V., Gavrikov A., Kulikov A. // IEEE Transactions on Electron Devices – 2020 – Т. 67 – № 10 – С. 4112-4117 DOI:10.1109/TED.2020.3013509 3. Ландсберг, Г. С. Оптика : учебное пособие / Г. С. Ландсберг. — 7-е изд. — Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2017. — 852 с. — ISBN 978-5-9221-1742-5. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/105019 (дата обращения: 20.12.2022). — Режим доступа: для авториз. пользователей. 4. Бутусов М.М., Галкин С.Л., Оробинский С.П. Волоконная оптика и приборостроение - Л.: Машиностроение, 1987. - 328 с. 5. Крылов К.И., Прокопенко В.Т., Митрофанов А.С. Применение лазеров в машиностроении и приборостроении - Л.: Машиностроение,1978.-336 с. 6. LDI-1310-FP-1.25G-10/50 [Электронный ресурс] URL: https://laserscom.com/sites/default/files/pdf/ldi-1310-fp-1.25g-20100_0.pdf (дата обращения 20.12.2022). 7. Черторийский, А. А. Методы и технические средства измерения параметров оптического излучения : учебное пособие / А. А. Черторийский. — Ульяновск : УлГТУ, 2020. — 121 с. — ISBN 978-5-9795-2042-1. 8. Базаров В.К. Полупроводниковые лазеры и их применение – М.: Энергия, 1969. – 56 с. 9. Лазарева Т. Я., Мартемьянов Ю. Ф. Основы теории автоматического управления: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. 352 с. ISBN 5-8265-0149-9 10. Как собрать терморегулятор в домашних условиях. [Электронный ресурс]. Режим доступа свободный: https://samelectrik.ru/kak-sobrat-termoregulyator-v-domashnix-usloviyax.html (дата обращения: 22.12.2022). 11. Основы теоретической электротехники : учебное пособие / Ю. А. Бычков, В. М. Золотницкий, Е. Б. Соловьева [и др.]. — 2-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2022. — 592 с. — ISBN 978-5-8114-0781-1. 12. Ансельм, А. И. Введение в теорию полупроводников : учебное пособие / А. И. Ансельм. — 3-е изд. — Санкт-Петербург : Лань, 2008. — 624 с. — ISBN 978-5-8114-0762-0. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/693 (дата обращения: 22.12.2022). — Режим доступа: для авториз. пользователей. 13. PDI-80-P10-2G-K-RM-B-7-SM3-FA-0.5 [Электронный ресурс] URL: https://laserscom.com/sites/default/files/pdf/pdi-80-p10-2g-k_0.pdf (дата обращения 22.12.2022). 14. Гельман М.М. Аналого-цифровые преобразователи для информационно-измерительных систем /Гельман М.М. .-М.: Изд-во стандартов, 2009 .-317с. 15. Жан М. Рабаи, Ананта Чандракасан, Боривож Николич. Цифровые интегральные схемы. Методология проектирования. — 2-ое изд. — М.: Вильямс, 2007. — 912 с. — ISBN 0-13-090996-3 16. Microchip Technology MCP601 [Электронный ресурс] URL: https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21314g.pdf (дата обращения 22.12.2022) 17. STMicroelectronics BD679A [Электронный ресурс] URL: https://static.chipdip.ru/lib/649/DOC011649090.pdf (дата обращения 22.12.2022) 18. TexasInstruuments DAC7512 [Электронный ресурс] URL: https://static.chipdip.ru/lib/460/DOC012460374.pdf (дата обращения 22.12.2022) 19. Analog Devices AD820 [Электронный ресурс] URL: https://static.chipdip.ru/lib/285/DOC012285056.pdf (дата обращения 22.12.2022) 20. Analog Devices AD7685BRMZ [Электронный ресурс] URL: https://static.chipdip.ru/lib/309/DOC000309909.pdf (дата обращения 22.12.2022) 21. Славгородский А. Микроконтроллеры: статистика запросов на eFind.ru // Компоненты и технологии. - 2019. - №7 22. Texas Instruments SN75176BDR [Электронный ресурс] URL: https://static.chipdip.ru/lib/650/DOC012650982.pdf (дата обращения 22.12.2022) 23. Analog Devices REF193GSZ [Электронный ресурс] URL: https://static.chipdip.ru/lib/039/DOC012039028.pdf (дата обращения 22.12.2022) 24. ON Semiconductor NCP1117ST33 [Электронный ресурс] URL: https://static.chipdip.ru/lib/092/DOC001092286.pdf (дата обращения 22.12.2022) 25. STMicroelectronics L7805ABV [Электронный ресурс] URL: https://static.chipdip.ru/lib/092/DOC001092286.pdf (дата обращения 22.12.2022) 26. TAEJIN TECHNOLOGY LM2596HVGT[Электронный ресурс] URL: https://static.chipdip.ru/lib/138/DOC004138834.pdf (дата обращения 22.12.2022) 27. Лихачева, М. С. Проектирование печатных плат : учебно-методическое пособие / М. С. Лихачева ; RU. — Новосибирск : СибГУТИ, 2022. — 35 с. 28. A. Nizametdinov, A. Chertoriysky and A. Shuravin, "Measurement of micro-deformations using a fiber-optic Fabry-Perot interferometer of low contrast," 2022 VIII International Conference on Information Technology and Nanotechnology (ITNT), 2022, pp. 1-5, doi: 10.1109/ITNT55410.2022.9848668.?

1 Аналитический раздел Задание на выпускную квалификационную работу предполагает разработку электронного узла плафона салонного освещения автомобиля. Выполнение данного задания требует проведение его анализа, в результате которого определяться основные элементы, входящие в состав устройства, а также варианты их технической реализации. 1.1 Анализ технического задания В данной выпускной квалификационной работе разрабатывается электронный узел плафона салонного освещения автомобиля. Предполагается, что данное устройство будет обеспечивать индивидуальное освещение пассажиров, размещаясь на потолке салона автомобиля над каждым из сидений. По алгоритму работы плафон должен обеспечивать возможность ручного управления с помощью сенсорной кнопки, а также автоматического управления по командам от электронного блока управления автомобилем. Таким образом, плафон сам будет включаться и выключаться при открывании и закрывании дверей соответственно, а также позволит водителю осуществлять управление при помощи специальных переключателей. Для того чтобы реализовать подобное взаимодействие в автомобилестроении принято использовать LIN шину. LIN шина – это протокол и физическая линия связи, позволяющие осуществить взаимосвязь между различными электронными системами в автомобиле. Из технического задания следует, что плафон должен обладать светодиодным типом освещения. Таким образо