Консультант: _________________ (Берёзкин В.А.)
подпись
Проверил: _________________ (Зам. дир. по УПП)
подпись
Воркута
2000 год
Из различных увлечений, пожалуй, наиболее распространённым является радиолюбительство. Многие ещё в школе пытаются собрать простейший радиоприёмник, усилитель для прослушивания грамзаписи или к электрогитаре, электромузыкальный звонок, цветомузыкальную приставку и т.п., не утрачивая интереса к этому и в дальнейшем.
В магазинах по продаже радиоаппаратуры всегда многолюдно. Здесь можно встретить и школьника младших классов, и людей, убелённых сединой.
В чём же секрет массовости, популярности и притягательной силы радиолюбительства? Хотя однозначно и с полной определённостью ответить на этот вопрос трудно, всё же, думается, что основная причина – во всё более широком внедрении радиоэлектроники в самые различные сферы нашей жизни. В связи с этим увеличивается количество книг по радиоэлектронике, советы начинающим радиолюбителям систематически публикуются в журналах «Радиолюбитель», «Радио», «Моделист-конструктор» и др. Однако книг, в которых наиболее полно излагался бы материал по различным вопросам радиолюбительского творчества, всё ещё недостаточно. Это приводит к тому, что начинающие радиолюбители порой не могут справиться даже с элементарными конструкциями, не говоря уже о более сложных.
Практически во всех книгах изложение материала ведётся от простого к сложному, от известного к менее известному. Хотелось бы, чтобы эту последовательность соблюдал в своей практике и начинающий радиолюбитель. Не нужно пренебрегать изучением теоретического материала: не зная принципов работы составных элементов радиоэлектронных устройств, нельзя стать грамотным радиолюбителем-конструктором, а в дальнейшем получить профессию радиоэлектронщика, а так же устроиться на работу в какую-нибудь солидную фирму и продолжать паять и подсказывать подрастающему поколению назначение и принцип работы тех или иных радиоэлементов.
Однако, не смотря на какой-нибудь другой вид деятельности, ни в коем случае не следует забывать, что одной из характернейших особенностей развития науки и техники нашего века является развитие электроники. Без электронных устройств ныне не может существовать ни одна отрасль промышленности, транспорта, связи. Проблемы электроники обсуждаются на представительных и авторских всесоюзных и международных конференциях. Достижения электроники влияют не только на экономическое развитие нашего общества, но и на социальные процессы, распределение рабочей силы, образование, электронные устройства всё шире применяются в быту.
Что же такое электроника? Это отрасль науки и техники, занимающаяся изучением физических основ функционирования, исследованием, разработкой и применением приборов, работа которых основана на протекании электрического тока в твёрдом теле, вакууме и газе. Такими приборами являются полупроводниковые (протекание тока в твёрдом теле), электронные (протекание тока в вакууме) и ионные (протекание тока в газе) приборы. Главное место среди них в настоящее время занимают полупроводниковые приборы. Общим свойством всех названных приборов является то, что они являются существенно нелинейными элементами, нелинейность их вольтамперных характеристик, как правило, является признаком, определяющим важнейшие их свойства.
Промышленная электроника – это часть электроники, занимающаяся применением полупроводниковых, электронных и ионных приборов в промышленности. Несмотря на различие областей применения и многообразие режимов работы промышленных электронных устройств, они строятся на основе общих принципов и состоят из ограниченного числа функциональных узлов – электронных схем – и рассматривает промышленная электроника.
Промышленная электроника делится на две обширные области:
1. Информационная электроника, занимающаяся устройствами для передачи, обработки и отображения информации. Усилители напряжения, генераторов напряжений различной формы, логические схемы, счётчики, индикаторные устройства и дисплеи вычислительных машин – всё это устройства информационной электроники. Характерными чертами современной информационной электроники являются сложность и многообразие решаемых задач, высокое быстродействие и надёжность. Информационная электроника в настоящее время неразрывно связана с применением интегральных микросхем, развитие и совершенствование которых в главной мере определяет уровень развития этой отрасли промышленной техники.
2. Энергетическая электроника (преобразовательная техника), занимающаяся преобразованием одного вида электрической энергии в другой. Почти половина энергии, производимой в России, потребляется в виде постоянного тока или тока нестандартной частоты. Большая часть преобразований электрической энергии в настоящее время выполняется полупроводниковыми преобразователями. Основными видами преобразователей являются выпрямители (преобразование переменного тока в постоянный), инверторы (преобразование постоянного тока в переменный), преобразователи частоты, регулируемые преобразователи постоянного и переменного напряжений.
Развитие электроэнергетики и электротехники тесно связанно с электроникой. Сложность процессов в энергосистемах, высокая скорость их протекания потребовали широкого внедрения для расчёта режимов и управления процессами электронных вычислений машин (ЭВМ), связанных с системой сложными электронными устройствами и снабжённых разными устройствами для отображения информации. Основные процессы производства автоматизируются на основе современных устройств информационной электроники, в которых в последние годы широко применяются интегральные микросхемы и микропроцессоры. Не менее связана с энергетикой и электромеханикой энергетическая электроника. Полупроводниковые преобразователи электрической энергии являются одним из основных нагрузочных элементов сетей, их работа во многом определяет режимы работы сетей. Вентильные преобразователи используются для питания электропроводов и электротехнологических установок, для возбуждения синхронных электрических машин и в схемах частотного пуска гидрогенераторов. На основе полупроводниковых вентильных преобразователей созданы линии электропередач постоянного тока большой мощности и вставки постоянного тока.
Таким образом, электронные устройства являются важными и весьма сложными компонентами энергетических и электромеханических установок и систем, и для их создания необходимо привлекать специалистов в области промышленной электроники, автоматики и вычислительной техники. Однако инженеры, специализирующиеся в области электроэнергетики и электротехники, не могут устранить от решения вопросов, связанных с электроникой. Во-первых, они должны уметь чётко сформулировать задачу для разработчиков электронных схем и представлять те трудности, с которыми может столкнуться разработчик. Не полно заданные требования могут привести к созданию неработоспособного устройства, а неоправданное завышение требований – к повышению стоимости и снижению надёжности электронного оборудования. Для того чтобы говорить с разработчиком электронной аппаратуры на одном языке, надо отчётливо представлять себе, что может выполнить электроника и какой ценой и какими способами это достигается. Последнее необходимо также для квалифицированного выбора оборудования, выпускаемого промышленностью.
Во-вторых, возникает необходимость грамотной эксплуатации электронных устройств. В-третьих, инженеры-электрики принимают активное участие в работах по монтажу и наладке оборудования, в том числе электроники. В-четвёртых, проектирование ряда энергетических установок, в том числе линий передач постоянного тока, требуют совместной работы специалистов по энергетике и преобразовательной технике.
Основными критериями для выбора элементов для построения той или оной схемы является стоимость этого элемента, его габариты, параметры и т.д. В подавляющем большинстве люди привыкли использовать полупроводниковые элементы типа диодов, транзисторов и т.д., поскольку много времени уходило на изучение параметров и принципа работы микросхем и микропроцессоров, но, не смотря на всё это, особенно из-за громоздкой структуры схемы на полупроводниках преимущественное место заняла микропроцессорная и микросхемная технологии.
Благодаря всему этому мы сей час можем представить вашему вниманию схему кодового замка, собранную на микросхемах с немногочисленными полупроводниковыми элементами обвязки. Как вы сможете убедиться ниже, микропроцессорные элементы напрямую зависят от полупроводниковых, не смотря на все достижения науки на сегодняшний день.
Достоинства и недостатки
Мы выбрали именно эту схему кодового замка из-за ряда достоинств и незначительных недостатков:
К достоинствам данной схемы можно отнести:
1. можно менять комбинации примерно каждый день, их хватит примерно на 1,643,835 лет, так как можно реализовать до 6·108 различных комбинаций, состоящих из 8-ми цифр 1…9.
2. достаточно маленькая панель кнопочного управления, состоящая всего из 3-х кнопок, одна для включения питания, вторая для набора цифры, а третья для перехода на следующую цифру кода.
3. легко перепрограммируется посредствам перестановки перемычек.
4. сама схема чуть – чуть больше 2-х спичечных коробков.