Проверка работы устройства в различных климатических условиях

Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»
Создание действующего макета
коммутируемого проводного устройства для
использования в рамках военно-полевых
сборов
Автор: Тищенко Анастасия Леонидовна
«Московский Дипломатический Кадетский Корпус»
Кадетская Школа Интернат - №11
Руководитель: Лавренова Елена Александровна
Преподаватель физики «МДКК» КШИ №11
Тищенко Анастасия Леонидовна «МДКК» КШИ №11
Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»
Цель проекта:
Создание переговорного устройства для использования в военно-полевых
играх в рамках учебной программы МДКК КШИ
Решаемые задачи:
• анализ видов каналов связи, оценка их достоинств и недостатков;
• анализ различных переговорных устройств
• разработка схемы сборки макета простейшего проводного переговорного
устройства
• самостоятельная сборка отдельных компонентов аудиокомплекса, всего
комплекса в целом и проверка правильности и стабильности их работы;
• проверка работы устройства в различных климатических условиях.
Тищенко Анастасия Леонидовна «МДКК» КШИ №11
Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»
Актуальность работы
Проводное переговорное
устройство
Охранная техника
Подземные и
защищенные объекты
Военно-спортивные
и полевые игры
Связь между близко
расположенными
объектами
При разработке данного проекта ставилась задача создать универсальный,
аудиокомплекс, который сможет работать в самых разнообразных условиях:
в доме и на улице,
в переносной аппаратуре
с питанием от аккумуляторов и от сети.
Тищенко Анастасия Леонидовна «МДКК» КШИ №11
Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»
Классификация каналов связи
По помехазащитности
Без помех
С помехами
Каналы связи
По характеру сигнала
По типу
дискретные
Электропроводные
Радио каналы
Кабельные
Рация на основе радио связи
непрерывные
Оптико-волоконные
Телефон на основе оптиковолоконных линий связи
Тищенко Анастасия Леонидовна «МДКК» КШИ №11
Переговорное устройство на основе
электропроводных линий связи
Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»
Модернизация устройства с
использованием методик ТРИЗ
В ходе работы были
систематизированы принципы решения
технических задач, а так же применены
методы устранения технических
противоречий путем разработки,4-х
шагового сокращенного алгоритма на
базе ТРИЗ для построения схемы
технического противоречия,
разрешения противоречия и вывода
наилучшего конечного результата.
Методика ТРИЗ позволила научиться
четко и просто решать задачи
многовариантного выбора.
Тищенко Анастасия Леонидовна «МДКК» КШИ №11
Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»
Модернизация устройства с
использованием методик ТРИЗ
Простейшая
схема усилителя
НЧ
Схема усилителя
с двухтактным каскадом
Эта схема послужила основой для разработки схемы простейшего
коммутируемого переговорного устройства. Рассмотренное нами устройство
- модель переговорного устройства работает только в одном направлении,
т.е. один человек может только говорить, а другой – только слушать.
Тищенко Анастасия Леонидовна «МДКК» КШИ №11
Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»
Принципиальная схема устройства
Принцип действия системной платы :
предварительный
усилитель
Усилители
мощности
Переключатель
развязывающий
конденсатор
развязывающий второй каскад
конденсатор
усиления
динамики
Предварительный усилитель
выполнен на транзисторе VT4. Входной
сигнал поступает на его базу, а
усиленный снимается с коллектора и
через развязывающий конденсатор
С2 поступает на второй каскад
усиления на транзисторе VT3.
Усилитель мощности выполнен на
каскаде VT1, VT2. Через
развязывающий конденсатор С4
усиленный сигнал подаётся на
динамическую головку.
Переключатель SW1 служит для
переключения режимов работы «ПриемПередача».
Тищенко Анастасия Леонидовна «МДКК» КШИ №11
Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»
Сборка устройства
Элементная база
Блок коммутируемого переговорного устройства
•
•
Коммутативное проводное переговорное
устройство в сборе
Плата с одной из динамической головок располагается
на одном пункте связи («основном»), а другая
динамическая головка – на удаленном пункте связи, и
соединяется с основной точкой двухпроводной линией
связи.
Конструктивно переговорное устройство выполнено на
печатной плате из фольгированного стеклотекстолита
размерами 34х50 мм.
Тищенко Анастасия Леонидовна «МДКК» КШИ №11
Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»
Проверка работы устройства в различных климатических
условиях
Алгоритм — это конечный набор правил, который определяет последовательность операций для решения конкретного
множества задач и обладает пятью важными чертами: ввод, вывод, эффективность, определённость, конечность .
Первым проводился опыт с
изменением температуры с помощью
бытового обогревателя с шагом 5 °С.
Алгоритм 1:
размещение установки в термокамере
(-10 0С )
использование установки и измерение
параметров устройства, анализ
качества связи
изменение температуры с шагом 50С
до 20 0С
анализ результатов
вывод: Выявлено что при любой
температуре коммутируемое
проводное переговорное устройство
работает без неполадок.
Тищенко Анастасия Леонидовна «МДКК» КШИ №11
Вторым проводился опыт с
изменением влажности в
помещении при помощи
бытового увлажнителя воздуха
Алгоритм 2:
размещение установки на
незначительном расстоянии от
увлажнителя воздуха
использование установки и
измерение параметров
устройства, анализ качества
связи
изменение влажности воздуха в
комнате, где происходил
эксперимент
анализ результатов проведенной
работы
вывод: выявлено что даже в
условиях повышенной
влажности система работает без
неполадок.
Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»
Проверка работы устройства в различных климатических
условиях
Третьим проводился опыт с изменением высоты расположения устройства
относительно уровня земли, (в подвале, на земле и на двадцатом этаже здания).
Алгоритм 3:
размещение установки в подвале (на уровне -10м относительно земли)
использование установки и измерение параметров устройства, анализ качества связи
изменение высоты размещения установки с шагом в 10м
анализ результатов проведенной работы
вывод: качество связи не меняется вне зависимости от высоты размещения установки.
В итоге получаем, что данное коммутируемое проводное переговорное устройство, без
каких либо неполадок прошло испытания в различных климатических условиях:
При различных температурах (-10;0;20 0С)
При различных высотах(-10;0;30 м, относительно уровня земли)
При различной влажности воздуха
Тищенко Анастасия Леонидовна «МДКК» КШИ №11
Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»
Выводы
• Проанализированы основные виды каналов связи, выявлены области, в которых они
используются, а так же их актуальность в наше время;
•Исследованы особенности проводных линий связи на коммутируемом и дуплексном
переговорных устройствах;
•В ходе работы были систематизированы принципы решения технических задач, а так
же применены методы устранения технических противоречий путем разработки, 4-х
шагового алгоритма на базе ТРИЗ. Методика ТРИЗ позволила разрешать такие
конфликтные вопросы: как понижение операций подстроек, повышение стабильности
работы устройства, снижение стоимости устройства, улучшение качества сигнала.
•Разработано коммутируемое проводное устройство из деталей, предложенных набором
МАСТЕР КИТ NF432. Данное проводное устройство рекомендуется для работы под
землей, где не всегда работает радиосвязь.
• Исследованы принципы работы коммутируемого проводного устройства.
Коммутируемое проводное устройство гораздо дешевле и проще в эксплуатации, оно
является более надежным и защищенным от средств подслушивания разговоров;
• Разработанный макет устройства применялся при проведении командно-штабных
учений и полевых сборов в Московском дипломатическом кадетском корпусе №11.
Тищенко Анастасия Леонидовна «МДКК» КШИ №11
Пятнадцатая научная конференция «Шаг в будущее, Москва»
Апробация
Полевые сборы кадетского корпуса
Коммутативное проводное переговорное
устройство в сборе
Тищенко Анастасия Леонидовна «МДКК» КШИ №11