Дипломный проект - Проектирование автоматического блока управления двухзонной климатической установки на базе микроконтроллера PIC16F87

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы решались следующие научные задачи:
- автоматизация управления и регулирования систем отопления, кондиционирования и вентиляции воздуха в салоне автомобиля;
- разделение климатической установки с автоматическим регулированием на две рабочие зоны - водителя и переднего пассажира;
- реализация в климат-контроле режима автоматического обогрева стекол при их запотевании; - реализация режима автоматической рециркуляции воздуха внутри салона автомобиля в случае загрязненности наружного воздуха.
Актуальность темы дипломного проекта состоит в реализации климатической установки с двухзонным автоматическим управлением и регулированием.
Новизна дипломного проекта заключается в разработке конструкции электронного блока управления двухзонной климатической установки.

Содержание
Введение
1 Климатические установки автомобилей
1.1 Значение климатических условий для водителей
1.2 Системы климат-контроля
1.3 Управление климатической установкой
1.4 Выводы по разделу
2 Разработка структурной схемы двухзонной климатической установки
2.1 Предпосылки к разработке структурной схемы двухзонной климатической установки
2.2 Выбор номенклатуры и типа датчиков
2.2.1 Выбор датчиков температуры
2.2.2 Выбор психрометрического датчика
2.2.3 Выбор датчика инфракрасного излучения
2.2.4 Выбор сенсора качества воздуха
2.2.5 Дополнительные сигналы для терморегулирования
2.3 Выбор исполнительных механизмов
2.3.1 Исполнительные электродвигатели заслонок
2.3.2 Приточный вентилятор
2.3.3 Блок управления вентилятором системы охлаждения ДВС
2.3.4 Датчик температуры испарителя
2.3.5 Выключатель по температуре охлаждающей жидкости
2.3.6 Датчик высокого давления
2.4 Блок управления климатической установки
2.5 Структурная схема двухзонной климатической установки
2.6 Выводы по разделу
3 Разработка принципиальных электрических схем блока и панели управления
3.1 Предпосылки к разработке принципиальных электрических схем блока и панели управления
3.2 Выбор элементов и разработка принципиальной электрической схемы блока управления
3.3 Выбор элементов и разработка принципиальной электрической схемы панели управления
3.4 Выводы по разделу
4 Конструкторско-технологическая часть
4.1 Технические требования к печатным платам
4.2 Методы изготовления печатных плат
4.3 Технология изготовления печатных плат электронного блока и панели управления
4.4 Выводы по разделу
5 Технико-экономическое обоснование проекта
5.1 Экономические показатели оценки конструкторской части
5.2 Расчет затрат на изготовление печатных плат блока управления
5.3 Расчет фонда заработной платы производственных рабочих
5.4 Составление калькуляции себестоимости
5.5 Выводы по разделу
6. Безопасность и экологичность проектных решений
6.1 Общие положения охраны труда
6.2 Безопасность технологических процессов
6.2.1 Требования безопасности к проектированию и эксплуатации блока управления
6.2.2 Требования безопасности к эксплуатации двухзонной климатической установки
6.2.3 Расчет воздухообмена при пайке схем печатных плат
6.2.4 Электробезопасность
6.2.5 Пожарная безопасность
6.3 Экологическая безопасность
6.4 Выводы по разделу
Заключение
Список литературы

Исходные данные к проекту: Тип системы кондиционирования – штатная автомобильная с встроенным блоком управления. Диапазон регулируемых температур – 16-29º С, диапазон влажности - 50...80%. Источник обогрева салона автомобиля – радиатор системы отопления салона. Переключение контура циркулирования воздуха салона автомобиля в зависимости от загрязненности наружного воздуха. Локальная автомобильная сеть обмена данными – CAN-шина.

Конструкция АБУ размещается на двух печатных платах размерами 200×127,5 и 230×100 мм. Материалом для изготовления печатной платы служит фольгированный стеклотекстолит СФ2-50, плотностью 1,44 г/см3 и толщиной 1,5 мм.

Заключение
В представленной выпускной квалификационной работе спроектирован автоматический блок управления двухзонной климатической установки, принимающий сигналы от датчиков и формирующий управляющие воздействия на исполнительные устройства. Блок управления выполнен как единое целое с панелью управления.
Разработана структурная схема двухзонной климатической установки, включающая информационные датчики, исполнительные механизмы, блок управления и источник питания. Произведен выбор номенклатуры и типов датчиков, исполнительных электродвигателей заслонок и приточного вентилятора. Питание узлов двухзонной климатической установки осуществляется от бортовой сети автотранспортного средства с использованием преобразователя-стабилизатора напряжения.
Разработаны принципиальные электрические схемы БУ и панели управления на базе микроконтроллера PIC16F877. Для связи БУ и ПУ спроектирована шина последовательного ввода/вывода, работающая в синхронном режиме.
В блоке управления реализованы режимы автоматического обогрева стекол при их запотевании и автоматической рециркуляции воздуха внутри салона автомобиля в случае загрязненности наружного воздуха.
В климатической установке коммутация исполнительных устройств осуществлена с помощью электронных ключей на основе биполярных транзисторов.
Спроектированы печатные платы блока и панели управления.
Проведено технико-экономическое обоснование блока управления двухзонной климатической установки.
Разработаны мероприятия по безопасности и экологичности проектных решений.