Рисунок 4. Высота и мощность освещения комнатных растений
Исходные данные:
U= 5 V
I = 0.5 A
P = 400 W
Используя значение тока, можно рассчитать мощность по следующей формуле: P = U · I · N/K, где U - напряжение LED-ленты, I - ток, N - число светодиодов на 1 м, K - количество соединенных друг за другом SMD. В лентах на 12 В это обычно 3 светодиода, а на 24 В - по 6. Количество элементов на метр в большинстве случаев составляет 30 или 60, но также существуют более яркие ленты с числом диодов 120, 180, и 240 шт. на 1 м. От их числа будет зависеть итоговое значение мощности.
P = U · I · N/K N/K = P/(U*I) K = (P/(U*I))/N
400=5*0.5*6/K
К = 26.6 ± = 27
Нам понадобится маломощная лед лента на 27 диодов.
Теперь рассчитаем сопротивление R5 для работы ленты. Для начала посмотрим по таблице зависимости рабочего напряжения светодиода от его цвета значение Uled
Рисунок 5. Таблице зависимости рабочего напряжения светодиода от его цвета
Мы используем светодиоды белого свечения, но для растений так же подходит одновременное использование светодиодов синего и красного свечения.
Возьмем среднее значение Uled для светодиодов белого свечения Uled = 3.5
По формуле R5 = (U- Uled) / I рассчитаем R5
R5 = (U- Uled) / I
R5 = (5- 3.5) / 0.5
R5 = 3 Ом
7.2 Расчет надежности
Надежность-это свойство аппаратуры выполнять все заданные ей функции в определенных условиях эксплуатации в течении заданного времени при сохранении основных параметров пределов установленных техническими условиями.
Целью расчета является определение времени наработки на отказ изделия и вероятности его безотказной работы. Исходными данными для расчета является: схема электрическая принципиальная, описание режимов работы элементов.
Методика расчета:
1 Определяется интенсивность отказов () - соотношение числа отказавших объектов в единицу времени к среднему числу объектов, исправно работающих в данный отрезок времени при условии, что отказавшие объекты не восстанавливаются и не заменяются исправными.
2 Температура окружающей среды ().
3 Определяется коэффициент интенсивности отказов, учитывающий электрический режим (коэффициент нагрузки) и температуру окружающей среды ()
4 Определяется коэффициент () учитывающий влияние механических нагрузок.
5 В зависимости от условий эксплуатации определяется коэффициент эксплуатации ().
6 Определяется интенсивность выхода из строя элемента
(7.1)
7 Определяется интенсивность отказов группы однотипных элементов
(7.2)
8 Определяется среднее время наработки на отказ всего изделия
(7.3)
9 Вероятность безотказной работы
Результаты расчета сводятся в таблицу.
Расчет надежности приведен в таблице 3.
Таблица 3 - Расчет надежности
|
№ п.п. |
Наименование и тип элемента |
N |
Коэффициенты интенсивности отказов |
Интенсивность отказов группы элементов |
||||||
|
1 |
Резистор |
5 |
0,06 |
30 |
2,7 |
0,75 |
1 |
0,12 |
0,6 |
|
|
5 |
Светодиод |
27 |
0,85 |
30 |
2,7 |
0,92 |
1 |
2,11 |
56,97 |
|
|
7 |
Транзистор |
4 |
0,74 |
30 |
2,7 |
0,55 |
1 |
1,09 |
4,36 |
|
|
8 |
Пайка печатного монтажа |
15 |
0,01 |
30 |
2,7 |
1 |
1 |
0,027 |
0,00027 |
Коэффициент использования элемента - 0,7
61,93
Tср = 0,01614
0,36
Данное изделие будет работать девять тысяч часов 1614 с интенсивностью отказа 0,64
Заключение
В результате работы над проектом было исследовано назначение рассматриваемого устройства в соответствии с заданными техническими характеристиками; осуществлен выбор схемы электрической принципиальной изделия; описан принцип действия, произведена разработка инструкции по настройке и регулировке, которая должна содержит необходимый набор контрольно-измерительной аппаратуры, схему ее подключения, порядок проведения технологических операций, необходимую инструкцию по технике безопасности и противопожарной безопасности; выявлены характерные неисправности рассматриваемого изделия, приведены методы их поиска и устранения, на основании чего составлен алгоритм поиска неисправностей с указанием его назначения, правил и порядка составления, в алгоритме приведен необходимый набор контрольно-измерительной аппаратуры, используемой на каждом этапе диагностики; выполнен расчет надежности, в котором определены: среднее время наработки на отказ изделия и вероятность его безотказной работы; произведен электрический расчет.
Устройство контроля работы автоматического освещения комнатных растений целесообразно использовать для промышленных нужд.
Литература
1. Электрорадиоизмерения: учебник/В.И.Неферов, А.С.Сигов, В.К. Битюков, Е.В.Самохина; под ред.А.С.Сигова.-4-е изд., перераб. и доп.-М: Форум: инфра-м, 2017.-383с.-(Средние профессиональное образование ).
2. http://radiostorage.net/?area=news/1670
3. http://elektronchic.ru/elektronika/xarakteristiki-tranzistora.html
4. http://www.radio-magic.ru/beginners/97-harakteristiki-tranzistorov.