Предметная область: управление электронными устройствами.
Объект проектирования: регулятор освещения с дистанционным управлением.
Регулятор освещения с дистанционным управлением умеет не только включать и выключать освещение, но и регулировать его яркость. Он имеет и дополнительную функцию — программа имитирует присутствие хозяев в квартире, периодически на некоторое время зажигая свет. Регулятор включают последовательно с лампами управляемого им светильника, как обычный выключатель. Подводить к нему еще какие-либо провода не требуется.
Дистанционное управление регулятором возможно с помощью ПДУ любого бытового прибора, причем для управления можно выбрать любые кнопки, не перепрограммируя микроконтроллер регулятора. На команды, подаваемые остальными кнопками или с ПДУ другого типа, регулятор реагировать не будет. Принцип регулирования и выключения света основан на отсечке с помощью симистора VST1. [2]
Пульт ДУ (ПДУ, пульт дистанционного управления; RCU, англ. remote control unit) — электронное устройство для удалённого (дистанционного) управления другим электронным устройством на расстоянии. Существуют как в автономном, так и в (гораздо реже) неавтономном (проводном) вариантах. Конструктивно пульт — обычно небольшая коробка, содержащая в себе электронную схему, кнопки управления и (зачастую) источник автономного питания. ПДУ применяются для дистанционного управления как мобильных объектов (напр., БПЛА), так и аппаратами и механизмами на мобильных объектах (самолёты, космические корабли, суда и т. д.), также управления производственными процессами, системами связи, техникой повышенной опасности. Широко используются для дистанционного управления бытовой электронной аппаратурой (телевизорами, муз. центрами, и пр. аудио-видеотехникой). [3]
Кнопка управления — миниатюрное механическое устройство является, элементом интерфейса человек-машина. [4]
Светой Излучающий Диод - полупроводниковый прибор с р - п-переходом или контактом металл - полупроводник, генерирующий (при прохождении через него электрич. тока) оптич. излучение, к-рое в видимой области воспринимается как одноцветное. Излучение в С. д. обычно возникает в результате спонтанной рекомбинации неосн. неравновесных носителей заряда (электронов и дырок), инжектированных под действием прилож. напряжения в активную область прибора. Цвет излучения определяется как используемым ПП материалом, так и легирующими примесями. Для изготовления С. д. чаще всего применяют кристаллы арсенида галлия GaAs, фосфида галлия GаР и их твёрдые р-ры. В качестве легирующих примесей используются: в GaP - цинк и кислород (красные С. д.) либо азот (зелёные С.д.), в GaAs - кремний либо цинк и теллур (инфракрасные С. д.). Созданы также С. д. голубого и синего цвета свечения (напр., на основе карбида кремния SiC). Яркость излучения С. д. достигает 105 кд/м2; кпд обычно не превышает 40%. С. д. применяются в индикаторных устройствах, системах отображения информации (в технике связи, вычислит., измерит., бытовой технике и др.): С. д. ИК-диапазона перспективен для передачи сигнала. [5]
Печатная плата – рукотворный объект со сложной внутренней структурой, содержащий составные части изделия (электронные компоненты, печатная плата) и созданный для выполнения определенных функций, зависящих от электронных компонентов. [17]
Симистор - полупроводниковый прибор, используемый для коммутации в цепях переменного тока. В электронике рассматривается как управляемый выключатель. [18]
Микроконтроллер (рис 5)- это однокристальный микропроцессор, содержащий на своем кристалле память программ, ОЗУ и периферийные устройства. Предназначен для управления различными электронными устройствами и осуществления взаимодействия между ними в соответствии с заложенной в микроконтроллер программой. [1]
Микропроцессор - (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы. [7]
Микросхема (Интегральная схема) - электронная схема произвольной сложности, изготовленная на полупроводниковом кристалле и помещённая в неразборный корпус. [8]
Полупроводники́ — материалы, которые по своей удельной проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличаются от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и различных видов излучения. [9]
Кристаллы — это твёрдые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников, основанную на их внутренней структуре, то есть на одном из нескольких определённых регулярных расположений составляющих вещество частиц (атомов, молекул, ионов). [10]
ОЗУ – это сверхбыстрая память, в которой временно хранятся данные и команды. [11]
Периферийное устройство - совокупность внешних устройств. [12]
Машинный код - система команд конкретной вычислительной машины, которая интерпретируется непосредственно микропроцессором или микропрограммами данной вычислительной машины. [13]
Контроль — это процесс, обеспечивающий достижение целей организации. Он необходим для обнаружения и разрешения возникающих проблем раньше, чем они станут слишком серьезными, и может также использоваться для стимулирования успешной деятельности. [14]
Контроллер — устройство управления в электронике и вычислительной технике. [15]
Процессор - исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера; отвечает за выполнение операций, заданных программами. [16]
Программа — совокупность данных инструкций, предназначенная для исполнения устройством управления команд, предназначенных для управления ЭВМ и другими устройствами с целью получения определенного результата. [19]
Батарея — группа соединённых источников электрического тока. [20]
Соединительный провод - соединительный проводник, служащий проводящим соединением между источником электрического тока и потребителем, а также между компонентами. [21]
Модуль программы - функционально законченный фрагмент программы, оформленный в виде отдельного файла с исходным кодом или поименованной непрерывной его части (например, Active Oberon), предназначенный для использования в других программа. [22]
Алгоритм — точный набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное время. [23]
Задача — проблемная ситуация с явно заданной целью, которую необходимо достичь. [24]
Внутренняя память - устройство для хранения информации. [25]
Данные — это часть программы, совокупность значений определённых ячеек памяти, преобразование которых осуществляет код. Обладает определёнными функциями: возможность чтения и записи, невозможность исполнения. [26]
Флэш-память – устройство для хранения информации, может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз. [27]
Инструкцией - это любое представление элемента исполнимой программы, такой как байт-код. [28]
Проблемная ситуация –воспринимаемые человекомжизненные обстоятельства, в которых происходитосознание того, что ранее усвоенных знаний оказывается недостаточно для выполнения практического или теоретического задания. [29]
Цель – это чётко описанное желательное состояние, которого необходимо достигнуть. [30]
Жизненные обстоятельства - явление, учитываемое при самоуправлении. [31]
Восприятие человека - познавательный процесс, формирующий субъективную картину мира. [32]
| ЦФ: Управление освещением дистанционно (Регулятор освещения с дистанционным управлением) |
| ОФ1: Дистанционное управление (ПДУ) |
| ОФ2: Управление освещением (печатная плата регулятора) |
| ОФ1: Интерфейс человека с устройством (Кнопки управления) |
| ОФ2: Генерация оптич. Излучения для передачи сигнала. (Излучающий ИК диод) |
| ОФ1: Управление различными электронными устройствами и осуществление взаимодействия между ними в соответствии с заложенной в микроконтроллер программой (Микроконтроллер AT90S2313-4SC) |
| ОФ2: Регулировка яркости и выключение света. (симистор) |
| ОФ1: Исполнение команд (программа) |
| ОФ1: Описание порядка действий для решения задачи за конечное время (алгоритм) |
| ОФ1: Подача электрического тока (Батарея) |
| ОФ2: Соединение источника тока и компонентов (Соединительный Провод) |
| ДФ1: Имитация хозяев в квартире (модуль программы) |
| ОФ1: Достижение цели (задача) |
| ОФ2: представление элемента исполнимой программы (набор инструкций) |
| ОФ2: Определение состояния, которого надо достигнуть (заданная цель) |
| ОФ1: Осознание человеком недостаточности знаний для выполнения задачи ( проблемная ситуация ) |
| ОФ1: Направляет человека ( жизненные обстоятельства ) |
| ОФ2: Формирование субъективной картины мира ( сознание человека ) |
| ОФ2: Выполнение команд программы (контроллер) |
| ОФ2: Исполнение машинных инструкций 4MHz (Процессор) |
| ДФ1: Физическая защита (Корпус) |
| ОФ1: Временное хранение информации 8-Bit (ОЗУ) |
| ОФ2: Постоянное хранение информации 2KB (Флэш-память) |
Рис. 1 ФСА регулятора освещения с дистанционным управлением (Дерево функций).
Литература:
1. Яценков В.С. Микроконтроллеры Microchip. Практическое руководство.- Москва: Горячая линия – Телеком, 2002. – 296 с.: ил.
2. Шахрасманов М. Регулятор освещения с дистанционным управлением // Радио.- 2007.-№2.- С.41-42.
3. Пульт дистанционного управления.
URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ пульт_дистанционного_управления (дата обращения: 03.10.2010).
4. Кнопка (техника). URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ кнопка_(техника) (дата обращения: 03.10.2010).
5. Светой Излучающий Диод — Мир словарей. URL: https://mirslovarei.com/content_bigencpol/svetoj-izluchajushhij-diod-47343.html (дата обращения: 03.10.2010).
6. myROBOT: Components/Всё об ИК-приёмнике "TSOP". URL: https://www.myrobot.ru/wiki/index.php?n=Components.TSOP (дата обращения: 03.10.2010).
7. Микропроцессор. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Микропроцессор (дата обращения: 10.10.2010).
8. Микросхема. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Микросхема (дата обращения: 10.10.2010).
9. Полупроводник. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Полупроводник (дата обращения: 10.10.2010).
10. Кристаллы. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Кристалл (дата обращения: 10.10.2010).
11. Оперативная память. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Оперативная_память (дата обращения: 10.10.2010).
12. Периферия (значения). URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Переферия_(значения) (дата обращения: 10.10.2010).
13. Машинный код. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/машинный_код (дата обращения: 10.10.2010).
14. Контроль. URL: https://www.bibliotekar.ru/biznes-43-2/36.htm (дата обращения: 10.10.2010).
15. Контроллер. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/контроллер (дата обращения: 10.10.2010).
16. Процессор https://ru.wikipedia.org/wiki/процессор (дата обращения: 10.10.2010).
17. Печатная плата https://easyelectronics.ru (дата обращения: 10.10.2010).
18. Симистор. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Симистор (дата обращения: 10.10.2010).
19. Программа URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Программа (дата обращения: 10.10.2010).
20. Батарея URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Батарея(электротехника) (дата обращения: 10.10.2010).
21. Соединительный провод URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Провод(электротехника) (дата обращения: 10.10.2010).
22. Модуль (программирование) URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Модуль(программирование) (дата обращения: 10.10.2010).
23. «Слово „алгоритм“: происхождение и развитие», В. В. Шилов, Журнал «Потенциал» — источник исторических сведений.
24. Фридман Л. М. Основы проблемологии / Серия: Проблемология. М: Синтег, 2001. 228 с.
25. Внутренняя память. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Внутренняя память (дата обращения: 03.12.2010).
26. Данные. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Данные (дата обращения: 03.12.2010).
27. Флэш-память. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Флэш-память (дата обращения: 03.12.2010).
28. Инструкция. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/инструкция (дата обращения: 03.12.2010).
29. Проблемная ситуация. URL: https://mikeprass.ru (дата обращения: 03.12.2010).
30. Цель. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/цель (дата обращения: 03.12.2010).
31. Жизненные обстоятельства. URL: https:// soveticus5.narod.ru (дата обращения: 03.12.2010).
32. Восприятие человека. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/восприятие (дата обращения: 03.12.2010).