Конструювання радіоелектронної апаратури
Конструювання, виробництво та технічне обслуговування радіотехнічних пристроїв як пріоритетна спеціальність технічного забезпечення сучасного інформаційного проросту. Розробка конструкції дзвінка сенсорного. Електричний розрахунок фрагмента схеми.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | дипломная работа |
Язык | украинский |
Дата добавления | 25.06.2015 |
Размер файла | 397,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Зміст
Вступ
1. Загальний розділ
1.1 Область застосування та призначення
2. Розрахунковий розділ
2.1 Електроконструктивний розрахунок плати друкованої
2.2 Електричний розрахунок фрагмента схеми
2.3 Розрахунок показників надійності
3. Конструкторський розділ
3.1 Опис і обґрунтування конструкції
3.2 Обґрунтування вибору матеріалів та покриттів
3.3 Елементи художнього конструювання
4. Технологічний розділ
4.1 Технологічні процеси виготовлення приладу
4.2 Аналіз технологічності конструкції
4.3 Розробка технологічного процесу складання та монтажу друкованого вузла
4.4 Розробка схеми складання приладу
5. Комп'ютерне моделювання
5.1 Комп'ютерне моделювання схеми електричної принципової
5.2 Моделювання конструкції приладу
6. Економічний розділ
6.1 Розрахунок витрат на виготовлення приладу
6.2 Розрахунок економічної ефективності
7. Розділ з охорони праці
8. Комплект конструкторської документації
Висновки
Перелік джерел
Вступ
"Конструювання, виробництво та технічне обслуговування радіотехнічних пристроїв" - пріоритетна спеціальність технічного забезпечення сучасного інформаційного проросту. Нас, студентів готують для роботи на підприємствах і організаціях, де ведеться конструювання, виробництво, експлуатація, а також обслуговування і ремонт електронної та радіоелектронної апаратури. Під час навчання Ми отримуємо практичні навички по перетворенню електричних схем в реальні конструкції різних електронних приладів, виконувати регулювання, налагоджування засобів обчислювальної техніки, ремонт різноманітної аудіо- і відеоапаратури спеціалізованого та побутового призначення.
В даному дипломному проекті вирішується завдання розробки конструкції дзвінка сенсорного.
Існують такі типи дзвінків:
1) механічні дверні дзвінки - невеликий комірець, що запускає кулачковий механізм, який своїми ударами по невеликому резонатору виробляв звук.
2) електричний дверний дзвінок - це комбінований пристрій, в принцип якого закладена спільна робота механіки та електрики. Електрика в них потрібно тільки для запуску електромагніта, який передає поступальні рухи на спеціальний молоточок, удари якого про резонатор і створюють звук, що сповіщає господарів про прихід гостей.
3) електронні дзвінки для дверей - це останнє досягнення подібної техніки, яке і на сьогоднішній день продовжує вдосконалюватися. у них немає жодної рухомої частини. За отримання звуку в повній мірі відповідає генератор звукової частоти - за певних настройках і використанні сучасних мікросхем такі дзвінки можуть не просто пищати або гудіти, а відтворювати повноцінні мелодії.
1. Загальний розділ
1.1 Область застосування та призначення
Дзвінками обладнають практично кожні вхідні двері квартир, домів, тому для багатьох людей вони є чимось само собою зрозумілим і, як правило, їм не надають великого значення. Але це тільки до пори до часу вічного нічого немає, і все колись виходить з ладу, тобто дзвінки мають великий попит на нашому ринку. радіотехнічний дзвінок сенсорний
Головна особливість пропонованого - його здатність "впізнати" дзвонить ("свій" чи "чужий") і повідомити про це господарям. Гостям для того, щоб подзвонити у двері, досить просто натиснути на кнопку дзвінка. "Свої" ж для того, щоб пристрій розпізнав їх що не сторонні, повинні ввести з розташованого поряд з кнопкою сенсорного пульта відомий їм код і натиснути на кнопку дзвінка.
У першому випадку господарі чують фразу "До вас прийшли гості! ", У другому - повідомлення "Свої, відкрийте двері! " Та 11-секундний музичний фрагмент. Для того щоб дзвінок був добре чутний, динамічна головка підключена через інтегральний підсилювач потужності. Звукове сповіщення про дзвінок супроводжується світловим - протягом декількох секунд після натискання кнопки дзвінка яскраво горить потужний світлодіод.
Дзвінок виконаний на п'яти мікросхемах (ISD1416, LM7805, TDA2030, К 561ЛА 7, KP156ИП 2) і транзисторі BD140. Для живлення дзвінка необхідне джерело напруги 12 В. Передбачено резервне енергопостачання від акумуляторної батареї, а постійне від мережі.
В розробленому дзвінку сенсорному використовуються прості радіотехнічні рішення, надійні і водночас ефективні радіоелементи, що забезпечують надійну роботу приладу у всьому діапазоні, забезпечується висока точність приладу, достатній захист від перешкод.
Невеликі розміри приладу і його діапазон роботи дозволяють йому нарівні конкурувати з аналогічними виробами.
Технічні вимоги
напруга мережі, В 220 ± 22;
частота мережі, Гц 50 ±0,1;
струм споживання в черговому режимі, мА 42;
види користувачів, шт 2;
середнє напрацювання на відмову, год. 9000;
діапазон температур, оС 10…+55;
зміна атмосферного тиску, кПа 70;
вологість при температурі 25 оС, % 93;
маса, кг 0,2;
габарити, мм, дЧшЧв 120Ч80Ч60;
– клас електробезпеки II;
– кліматичне виконання УХЛ 1.1.
Опис роботи приладу
В схему дзвінка сенсорного входять формувач визивного імпульсу на D-тригері DD1.1 (одночасно він подавляє "брязкіт" контактів кнопки SB1), одно вібратор на D-тригері DD1.2, ланцюг С 2 R2 установки його у вихідне положення при включенні живлення, логічний елемент ІЛІ на діодах VD3, VD4, пристрій запису/відтворення звукової інформації - спеціалізована мікросхема DD2, підсилювач потужності ЗЧ на мікросхемі DА 1, навантажений роз'ємом XS3 для динамічної головки, електронний ключ на польовому транзисторі VT1 в ланцюзі живлення світлодіода HL1 ("Дзвінок"), дублюючого своїм світінням звуковий сигнал, відтворений мікросхемою DD2, пристрій зрівняння кодів - двійковий чотирьох розрядний компаратор DD3, інтегральний стабілізатор напруги DА 2.
Органи управління дзвінком - перемикач режиму роботи мікросхеми DD2 SB2, визивна кнопка SB1, кнопка включення запису SB3, регулятор рівня записуючого сигналу R5 і сенсорні кнопки SB4…SB7 для введення коду "своїм" відвідувачам.
Незалежно від тривалості натискання на кнопку SB1 мікросхема відробляє повний цикл відтворення одного із двох записаних в неї аудіо фрагментів. При відпусканні кнопки SB1 на інверсному виході (вивід 2) DD1.1 з'являється негативний перепад напруги, проте на стан тригера DD1.2 це не впливає.
Сформований одно вібратором імпульс позитивної полярності подається на затвор польового транзистора VT1 і відкриває його. Опір каналу зменшується (до декількох ом), і включений в стоковий ланцюг над'яскравий світлодіод HL1 починає ярко світити, дублюючи звукове повідомлення, відтворене мікросхемою DD2. Струм через нього (а відповідно, і яскравість) можна регулювати підбором резистора R10.
Якщо гість знає код то він може ввести його через сенсорні кнопки, приклавши до них свої пальці руки, і не забираючи її, натиснути на кнопку SB1. Якщо код в мить натискання SB1 встановлений правильно то дзвінок "впізнає" відвідувача і включає фонограму "Свої, відкрийте двері! "
2. Розрахунковий розділ
2.1 Електроконструктивний розрахунок плати друкованої
Електроконструктивний розрахунок плат друкованих в даному проекті виконаний на основі схеми електричної принципової, технічних вимог по ОСТ 4.ГО.010.030-81, а також з врахуванням місця розміщення в корпусі.
Метою розрахунку є: визначити розміри плат, і мінімальні розмір провідників. Вихідними даними для розрахунку є: схема електрична принципова, перелік елементів, умови експлуатації та установчі розміри радіоелементів.
Виходячи із умов експлуатації та частотного діапазону приймаємо матеріал плати склотекстоліт СФ-1-35-1,5 ГОСТ 10316-78.
Друкований монтаж односторонній. Розрахунок виконується на підставі правил формування виводів для встановлення по заданому кроці координатної сітки, на основі варіантів встановлення радіоелементів згідно ОСТ 4.040.080-81.
Перелік елементів по групах, їх габаритно-установочні розміри та розрахунки зведені в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1 - Габаритно-установочні розміри
Найменування |
Вигляд |
Кількість |
Площа одиниці, мм 2 |
Загальна площа, мм 2 |
|
Резистори |
МЛТ |
20 |
32,5 |
650 |
|
Транзистори |
|
1 |
12 |
12 |
|
Конденсатори |
20 |
32 |
640 |
||
Мікросхеми |
PIC16F628 |
3 |
120 |
360 |
|
|
2 |
80 |
160 |
||
Дросель |
1 |
32,5 |
32,5 |
||
Діоди |
А=3 мм; В=8 мм. |
5 |
24 |
120 |
|
Всього |
1974,5 |
Геометричний розрахунок
Визначаємо площу плати за формулою:
, (2.1)
де Sер - площа радіоелементів;
КС - коефіцієнт заповнення плати 0,45…0,55.
Sпл = 1974,5/0,55=3949 (мм 2)
Всі лінійні розміри елементів плати та габаритні розміри повинні відповідати ГОСТ 25346-82 та ГОСТ 25347-82.
За рахунок розміщення плати в корпусі приймаємо ширину плати 60 мм. Визначаємо довжину плати за формулою:
, (2.2)
де а - ширина плати.
b = 3949/100=39,49 (мм)
Приймаємо розміри плати 100Ч60 мм.2
Тоді розмір вибраної плати:
Sплв= 100Ч60=6000 (мм 2)
В залежності від габаритних розмірів ПД і допустимих відхилень лінійних розмірів елементів друкованого малюнку призначаємо платі перший клас точності за таблицею 12.6.
За густиною ПД поділяють на три класи. В даному випадку вибираємо третій клас точності з великою густиною друкованого малюнку.
Розводка ПД проводиться відповідно до схеми електричної принципової. При розробці друкованого малюнку повинна виконуватися умова:
Sпл ? Sплв (2.3)
3949<6000
Умову виконано.
Виходячи із коштовності і дозволяючої можливості методу, плату виготовити комбінованим способом, методом сіткографії. Із стандартного ряду таблиці 12.10 приймаємо діаметр отворів 0,8 мм при діаметрі виводів елементів 0,8 мм, діаметр отворів 1,2 мм при діаметрі виводів 1 мм.
Допуски відхилень отворів друкованих провідників та контактних площадок від координатної сітки ± 0,1 мм.
Беручи до уваги, що густина струму в друкованому провіднику не більша ніж 0,5 А/мм 2, визначаємо ширину друкованих провідників з таблиці 12.5. Приймаємо мінімальну ширину провідника 0,5 мм при товщині фольги 35 мкм.
В результаті розрахунку приймаємо:
- матеріал плати - склотекстоліт фольгований СФ-1-35-1.5
ГОСТ 10316-78;
- розміри плати - 100Ч60 мм;
- мінімальна ширина провідників - 0,5 мм;
- мінімальна відстань між провідниками - 0,5 мм.
Електричний розрахунок плати друкованої
Максимальний струм, який проходить через провідник 1000 мА.
Визначимо площу поперечного перерізу провідника за формулою:
, (2.4)
де j - густина струму в провіднику 20 (мА/мм 2)
Sпр = 1/20 =0,05 (мм 2)
Визначимо ширину доріжки за формулою:
, (2.5)
де h - товщина фольги h=35 мкм=0,035 мм
Н = 0,05/0,035 = 1,4 (мм)
Приймаємо мінімальну ширину доріжки 1,5 мм.
В залежності від габаритних розмірів плати друкованої і допустимих відхилень лінійних розмірів друкованого малюнку призначаємо платі перший клас точності.
Допуски відхилень отворів друкованих провідників та контактних площадок від координатної сітки 0,1 мм.
На основі проведеного розрахунку площі плати, мінімальної ширини провідників, а також з врахуванням на платі зони бокових крайових полів (не менше 5 мм), та варіанту розміщення плати в корпусі, вибрано оптимальний розмір плати 100Ч60 мм.
2.2 Електричний розрахунок фрагмента схеми
Дані для розрахунку стабілізатора напруги на інтегральній мікросхемі:
Вихідні дані:
- значення вхідної напруги Uст вх = 12 В;
- номінальне значення вихідної напруги Uст вих ном= 5 В;
- граничні значення вихідної напруги Uст вих мін= 4,8 В, Uст вих макс= 5,2 В;
- температурна нестабільність вхідної напруги б=0,02 %/°С;
- коефіцієнт пульсацій Кп=0,05.
Рисунок 2.1 - Стабілізатор напруги
Вибираємо мікросхему стабілізатора. При цьому мають виконуватися умови:
U ІМС вих. ? Uст вих.; (2.6)
ІІМС вих. макс ? Ін макс; (2.7)
КІМС ст > Кст. (2.8)
На основі отриманих даних вибираємо мікросхему типу LM317 з наступними параметрами:
- значення вихідної напруги Uст вих ном= 5 В;
- максимальний струм навантаження Ін макс=2,2 А;
- мінімальний струм навантаження Ін мін=1,5 А;
- коефіцієнт стабілізації напруги Кст =0,8.
- коефіцієнт стабілізації напруги Кст =1.
Для якої виконуються умови:
U ІМС вих. =4,5(В) ? Uст вих.=5(В);
ІІМС вих. макс=3(А) ? Ін макс=2,5(А);
КІМС ст.=1 > Кст=0,8
Визначаємо номінальне значення вхідної напруги:
Uст вх ном= Uст вх мін /(1- б) ; (2.9)
Uст вх ном= 8 /(1- 0,02) =8,16(В).
Визначаємо граничні значення коефіцієнта корисної дії:
змакс= Uст вих макс / Uст вх ном; (2.10)
змін= Uст вих мін / Uст вх ном; (2.11)
змакс= 5,2 / 8,16=0,64;
змін= 4,8 / 8,16=0,59.
Визначаємо величини ємності конденсаторів.
Вхідний конденсатор С 1 необхідний для усунення генерації при стрибкоподібному ввімкненні вхідної напруги. Вихідний конденсатор С 2 забезпечує стійку роботу інтегральної схеми стабілізатора при імпульсній зміні струму у навантаженні і знижує рівень пульсації.
Їх величини вибирають виходячи із наступного: С 1>2,2 мкФ для танталових і С 1>8 мкФ для алюмінієвих оксидних конденсаторів.
В результаті проведеного розрахунку інтегрального стабілізатора напруги визначені наступні елементи схеми: мікросхема - Мікросхема LM317 "Analog Device", конденсатор С 1 - К 50-35-25 В-100 мкФ ± 10% 50В ОЖ 0.460.172 ТУ.
2.3 Розрахунок показників надійності
Надійність розробленого приладу аналітично може бути визначена по дійсним параметрам і режимам роботи компонентів схеми.
В даному дипломному проекті розрахунок надійності виконаний попередній, наближений, по середньостатистичним показникам наробки на відмову комплектуючих та з врахуванням очікуваних температурних режимів.
Метою розрахунку є: зробити розрахунок і дати оцінку надійності конструкції.
Вихідні дані для розрахунку:
а) Схема електрична принципова;
б) перелік елементів до схеми електричної принципової;
в) складальне приладу;
г) специфікація до складального креслення;
д) технічні вимоги;
е) норма наробки на відмову для даного типу приладу.
Проводимо вибірку значення інтенсивності відмов радіоелементів і записуємо в таблицю 2.2.
Визначаємо середньостатистичний коефіцієнт навантаження для кожної групи радіоелементів і порівнюємо їх із рекомендованими коефіцієнтами.
По значенню коефіцієнта навантаження вибираємо поправочний коефіцієнт "", який заносимо в таблицю 2.2.
Поправочний коефіцієнт визначається на підставі температурних режимів. Результати вибірки та розрахунку зведені в таблицю 2.2.
Таблиця 2.2 - Результати вибірки інтенсивності відмов та розрахунку
Номер типу елементу |
Найменування елементів |
Кількість, штук ni |
Інтенсивність відмов oiЧ10-6, 1/год. |
Поправочний коефіцієнт i |
Добуток, oiЧіЧ ЧniЧ10-6 |
|
1 |
Конденсатори |
21 |
0,6 |
0,49 |
6,174 |
|
2 |
Резистори |
30 |
0,5 |
0,35 |
5,25 |
|
3 |
Мікросхема |
6 |
0,5 |
0,81 |
2,43 |
|
4 |
Транзистор |
2 |
0,55 |
0,45 |
0,495 |
|
5 |
Світлодіод |
1 |
0,35 |
0,85 |
0,297 |
|
6 |
Шнур мережевий |
1 |
0,52 |
0,75 |
0,39 |
|
7 |
Роз'єм |
2 |
0,4 |
0,69 |
0,552 |
|
8 |
Перемикач |
2 |
0,3 |
0,7 |
0,42 |
|
9 |
Дросель |
1 |
0,6 |
0,55 |
0,33 |
|
10 |
Кнопка |
7 |
0,2 |
0,4 |
0,56 |
|
11 |
Діоди |
7 |
0,4 |
0,79 |
2,212 |
|
12 |
Вставка плавка |
1 |
0,15 |
0,3 |
0,045 |
|
13 |
Трансформатор |
1 |
0,6 |
0,55 |
0,33 |
|
14 |
Батарея акумуляторна |
1 |
0,15 |
0,45 |
0,067 |
|
15 |
Гвинт |
12 |
0,02 |
0,52 |
0,124 |
|
16 |
Плата друкована |
2 |
0,1 |
0,1 |
0,02 |
|
17 |
Пайка з'єднувальна |
225 |
0,004 |
1 |
0,9 |
|
18 |
Основа |
1 |
0,1 |
1 |
0,1 |
|
19 |
Кришка |
1 |
0,1 |
1 |
0,1 |
|
20 |
Провід з'єднувальний |
1 |
0,001 |
1 |
0,001 |
|
21 |
Міст діодний |
1 |
0,4 |
0,79 |
0,316 |
|
22 |
Клеми батареї |
1 |
0,02 |
0,52 |
0,010 |
|
Всього |
23,385 |
Визначення середньої наробки на відмову
, (2.11)
де Тср - середня наробка на відмову;
- інтенсивність відмов;
(год.)
Визначаємо ймовірність безвідмовної роботи за формулою
Визначаємо ймовірність безвідмовної роботи за формулою
P(t)=e-лсум Ч t (2.12)
P(1000)=e-23,38Ч1000Ч10 =0,97
P(2000)=e-23,38Ч5000Ч10= 0,951
P(5000)=e-23,38Ч10000Ч10=0,902
P(15000)=e-23,38Ч20000Ч10=0,86
P(20000)=e-23,38Ч25000Ч10=0,832
Будуємо графік залежності P(t)=e-лсум Ч t
Рисунок 2.2 - Графік залежності ймовірності безвідмовної роботи P(t)
В результаті розрахунку надійності було визначено, що наробка на відмову складає 20400 годин при рівні ймовірності 0,8.
3. Конструкторський розділ
3.1 Опис і обґрунтування конструкції
Конструкція дзвінка складається з основи (поз. 6) і кришки (поз. 4).
На передній панелі встановлено: кнопки 1…4 (поз. 18) та кнопка виклику (поз. 17). На бічній панелі розташований роз'єм (поз. 22) та шнур мережевий (поз. 10), що кріпиться до корпусу з втулкою (поз. 3).
На панелі задній встановлено: перемикач (поз. 16), кнопка ЗАПИС (поз. 17), роз'єм (поз. 20), кришка акумулятора (поз. 5)
Плата дзвінка (поз. 1) кріпиться до основи вертикально. Плата живлення (поз. 2) кріпиться вертикально за допомогою стійок в панелі та чотирьох гвинтів на кожну з плат.
Кришка кріпиться до основи за допомогою чотирьох гвинтів.
Розглянувши конструкцію даного приладу, можна зробити висновок, що вона є простою в користуванні, і забезпечує легкий доступ до елементів плати, що робить її ремонтопридатною.
Деталі конструкції виготовляються прогресивними методами.
3.2 Обґрунтування вибору матеріалів та покриттів
Основним конструктивним матеріалом термостата є полістирол ПСМ-151 "С" ГОСТ 20282-86. З цього матеріалу виготовлено передню і задню панелі. Деталі конструкції виготовлені методом лиття під тиском. Даний матеріал володіє необхідною міцністю.
В наш час полістирол достатньо дешевий і конструктивний, виготовлені з нього деталі мають невелику вагу.
Для виготовлення друкованої плати використовується склотекстоліт фольгований СФ-1-35-1,5 ГОСТ 10316-78. Цей матеріал добре обробляється, піддається штампуванню, теплостійкий, що робить плату ремонтопридатною, дешевий та володіє необхідними частотними характеристиками.
Для пайки використовують припій ПОС-61 ГОСТ 21930-76. Можливе використання і іншого припою з температурою плавлення не вищою 230 оС.
Для знежирення використовується флюс ФКПС ОСТ 441-76. Для лакування плати використовується лак типу УР-231 ТУ 610-863-84.
Обрані матеріали є екологічно безпечними і не створюють шкідливих впливів навіть при тривалому використанні.
3.3 Елементи художнього конструювання
Завдання художнього конструювання полягає в узгодженні естетичних, ергономічних та функціональних показників приладу.
Завдання ергономіки полягає в розгляданні людини як машини в умовах її нормального функціонування, тобто придатність її антропометричних показників до керування даним типом приладу.
Функціональність являється основною метою конструювання приладу, тому від неї в першу чергу залежить дизайн.
Отже зовнішній вигляд, механічні і ергономічні показники відіграють важливу роль при проектуванні приладу. Форма приладу відповідає всім вимогам, які пред'являються до такого виду апаратури.
Прилад переносний, приймаємо його форму прямокутною.
Така форма приладу, поєднано з компоновкою передньої панелі й загальним кольоровим рішенням, створює геометричну стійкість приладу.
Компоновка передньої панелі, її кольорове оформлення створюють зручність у користуванні. Органи керування мають однозначне маркування.
Маркувальні написи на передній панелі виконані білим кольором. Колір панелі передньої - чорний.
Загальні художні та конструктивні вимоги виконані.
4. Технологічний розділ
4.1 Технологічні процеси виготовлення приладу
Методи організації виробництва залежать від його типу спеціалізації. По степені спеціалізації та формам організації виробничого процесу прийнято розрізняти одиничне, серійне та масове виробництво.
Даний прилад підлягає серійному виробництву. Для серійного виробництва характерно виготовлення продукції серіями або партіями, періодично повторюючи через певні проміжки часу.
В залежності від кількості виробів в серії та частоти повторення в партії на протязі року розрізняють: малосерійне, серійне і багатосерійне виробництво.
Переваги серійного виробництва перед одиночним заключається в тому, що в серійному виробництві існує більш глибоке розподілення праці, спеціалізація робочих місць, краще використовується обладнання, вища продуктивність праці, нижча собівартість продукції, яка випускається.
Технологічний процес виготовлення радіоапаратури являє собою комплекс дій виконавців та обладнання по перетворенню вихідних матеріалів та комплектуючих елементів в готовий виріб. Розробка технологічного процесу проводиться для виробів відпрацьованих на технологічність.
Типовий технологічний процес - це процес виготовлення групи виробів із загальними конструктивними і технологічними признаками.
Технологічні процеси виготовлення приладу
Так, як матеріал деталей корпусу полістирол, то вони виготовляються прогресивними методами формоутворення. Плати виготовляються хімічним методом, який полягає у вирубці плат, свердлінні та металізації отворів, нанесенні малюнку друкованих провідників методом фотолітографії та травленням.
Встановлення та підготовка електро - та радіо компонентів виконується автоматично.
Електричний монтаж елементів - методом пайки хвилею.
Після виготовлення плат і їх налагодження, встановлення в корпус виконується вручну.
Складання приладу виконується в ручну дотримуючись послідовності згідно схеми складання.
Всі складально-монтажні та налагоджувальні роботи проводяться згідно технологічної документації.
Після виготовлення приладу та технічного контролю його встановлюють в тару і транспортними партіями відвозять на склад готової продукції. Зі складу готові вироби розповсюджуються оптовими партіями замовникам.
4.2 Аналіз технологічності конструкції
Завдання для розрахунку
Метою розрахунку є оцінка технологічності конструкції по комплексному показнику технологічності.
Дані для розрахунку
а) складальне креслення приладу;
б) специфікація до складального креслення приладу;
в) перелік елементів до схеми електричної принципової.
Умови розрахунку
Тип виробів - електронні.
Тип виробництва - серійне виробництво.
Розрахунок
Заповнюємо таблицю початкових даних (таблиця 4.1) для розрахунку часткових показників технологічності.
Таблиця 4.1 - Початкові дані
Найменування даних |
Умовні позначення |
Початкові данні |
|
Число мікросхем |
Німс |
6 |
|
Загальне число мікросхем і радіоелементів |
Німс+Нере |
95 |
|
Число монтажних з'єднань |
Нм |
241 |
|
Число монтажних з'єднань, які здійснюють автоматизованими та механізованими способами |
Нам |
180 |
|
Загальне число радіоелементів |
Нере |
95 |
|
Число радіоелементів, підготовка і монтаж яких здійснюється автоматичним способом |
Нмпере |
84 |
|
Число операцій контролю та настройки, які виконуються автоматизованим та механізованим способами |
Нмкн |
3 |
|
Загальне число операцій контролю та настройки |
Нкм |
4 |
|
Число типорозмірів радіоелементів |
Нтотере |
8 |
|
Число типорозмірів оригінальних радіоелементів |
Нере |
0 |
|
Число деталей |
Д |
4 |
|
Число деталей, які одержані прогресивними методами формоутворення |
Дпр |
4 |
Визначаємо числове значення відносних часткових показників технологічності:
а) коефіцієнт використання мікросхем:
(4.1)
б) коефіцієнт автоматизації та механізації монтажу:
(4.2)
в) коефіцієнт автоматизації та механізації підготовки ЕРЕ:
(4.3)
г) коефіцієнт автоматизації та механізації операцій контролю:
(4.4)
д) коефіцієнт повторюваності ЕРЕ:
(4.5)
е) коефіцієнт застосування ЕРЕ:
(4.6)
ж) коефіцієнт прогресивного формоутворення деталей:
(4.7)
Дані показники мають найбільший вплив на технологічність конструкції блоків. Склад показників, їх послідовність по ваговій значимості приведені в таблиці 4.2
Таблиця 4.2 - Значення відносних часткових показників технологічності
Розрахункова формула Кі |
Розрахунок Кі |
і |
КіЧі |
|
|
6/95=0,063 |
1,00 |
0,063 |
|
|
180/241=0,74 |
1,00 |
0,74 |
|
|
84/95=0,884 |
0,65 |
0,57 |
|
|
3/4=0,75 |
0,50 |
0,375 |
|
|
1-(8/64)=0,85 |
0,31 |
0,26 |
|
|
1-(0/68)=1 |
0,18 |
0,18 |
|
|
4/4 |
0,11 |
0,11 |
Визначаємо числове значення комплексного показника технологічності приладу. Він визначається на основі відносних часткових показників по формулі:
, (4.8)
де Кі - величина числового показника;
і - коефіцієнт вагової значимості показника.
К=2,298/3,65=0,629
Оцінюємо рівень технологічності конструкції, який згідно ГОСТ 14.201-83 оцінюється по відношенню досягнутого комплексного показника К до нормативного Кн, це відношення має задовольняти умови:
K/Kн=0,629/0,55=1,14
Умова виконана.
Розрахунок показав, що прилад є технологічним. Рівень технологічності конструкції становить 0,629, що на 14% більше від нормативного.
4.3 Розробка технологічного процесу складання та монтажу друкованого вузла
Особливістю технології виробництва радіоапаратури є велика кількість технологічних процесів. Технологічний процес виготовлення радіоапаратури складається з операцій по виготовленню деталей, складанню вузлів та виробів, їх електричному монтажу, регулюванню та випробуванню.
Технологічний процес при поточному виробництві представляє собою багатократне чергування збірних, електромонтажних, регулювальних та дослідних операцій.
У відповідності з ЄСКД (ГОСТ 3.1407-71) для складальних та електромонтажних робіт застосовують таку технологічну документацію, як маршрутні карти. Маршрутна карта технологічного процесу для збірних та електромонтажних робіт призначена для опису технологічного процесу складальних та електромонтажних робіт по операціям в технологічній послідовності. Також маршрутна карта несе інформацію про базове обладнання. Пристосування та інструменти.
4.4 Розробка схеми складання приладу
Схема складання приладу - це документ, що містить інформацію про розміщення та взаємозв'язок деталей і елементів у приладі та надає відомості про порядок складання даного приладу. Схема складання допомагає визначити кількість стандартних та нестандартних комплектуючих елементів, складальних одиниць та з'єднуючих деталей, необхідних для зборки приладу.
В якості базової деталі при складанні дзвінка вибрано основу (поз. 6).
5. Комп'ютерне моделювання
5.1 Комп'ютерне моделювання схеми електричної принципової
В даному дипломному проекті було проведено комп'ютерне моделювання схеми електричної принципової дзвінка сенсорного з використанням програмного середовища Proteus 7.10. Пакет являє собою систему схемотехнічного моделювання, що базується на основі моделей електронних компонентів. Пакет Proteus складається з двох частин, двох підпрограм: ISIS - програма синтезу та моделювання безпосередньо електронних схем і ARES - програма розробки плат друкованих.
Рисунок 5.1 - Симуляція роботи дзвінка сенсорного у програмному середовищі Proteus 7.10
На основі розробленої схеми електричної принципової в підпрограмі ARES розроблена плата друкована та отримано її 3D зображення.
Рисунок 5.2 - 3D-вигляд друкованої плати дзвінка сенсорного
5.2 Моделювання конструкції приладу
При моделюванні конструкції дзвінка сенсорного було використано програмне середовище Компас-3D.
Програмне середовище Компас - сімейство систем автоматизованого проектування з можливостями оформлення проектної та конструкторської документації відповідно до стандартів серії ЕСКД.
Система Компас-3D призначена для створення тривимірних асоціативних моделей окремих деталей і складальних одиниць, що містять як оригінальні, так і стандартизовані конструктивні елементи.
Рисунок 5.3 - Конструкція дзвінка сенсорного
Рисунок 5.4 - Складання конструкції приладу
6. Економічний розділ
6.1 Розрахунок витрат на виготовлення приладу
Розрахунок трудомісткості процесу складання приладу
Трудоємність річної програми випуску виробів визначається за формулою (6.1):
Тр = tштЧN/60, (6.1)
де Tр- трудоємність річної програми
t шт - норма часу на складання одиниці виробу;
N - річна програма випуску виробу;
t шт =22 хв.;
N = 45000 шт.
Тр =22Ч45000/60=16500 (год.)
Розрахунок параметрів потокової лінії
Основними показниками, які характеризують роботу потокової лінії є:
дійсний фонд часу роботи потокової лінії, такт, ритм, темп.
Для визначення такту також необхідно розрахувати дійсний фонд робочого часу. Дійсний фонд часу роботи потокової лінії визначається за формулою (6.2):
Фд = ДрЧЗзЧПсмЧКє, (6.2)
де Фд - дійсний фонд робочого часу;
Др - кількість робочих днів;
Зз - кількість змін роботи підприємства;
Псм - середня довжина робочої зміни;
Кє - коефіцієнт використання робочого часу;
Др = 251;
Зз = 8;
Псм = 2;
Кє = 0,97.
Фд = 251Ч2Ч8Ч0,97=3895,52 (год.)
Такт потокової лінії визначається за формулою (6.3):
r =Фд Ч60/N, (6.3)
де r - такт потокової лінії.
r =3895,52Ч60/45000 = 5,194 (хв.)
Ритм потокової лінії визначається за формулою (6.4):
R = rЧn, (6.4)
де R - ритм потокової лінії;
n - кількість виробів в транспортній партії;
n= 10.
R = 5,194 Ч 10=51,940 (хв.)
Темп потокової лінії визначається за формулою (6.5):
Т = 60/ r (6.5)
Т =60/5,194=11,55 (шт.)
Кількість робочих місць визначається окремо по технологічним операціям згідно схеми складання з таким розрахунком, що середній коефіцієнт завантаження потокової лінії не повинен перевищувати одиниці за формулами (6.6), (6.7):
Cp= tшт/r, (6.6)
де Cp - кількість робочих місць.
Kз= Cp / Cп, (6.7)
де Кз - коефіцієнт завантаження;
Cп - прийнята кількість робочих місць.
Результати розрахунків відображаються в таблиці 6.1
Таблиця 6.1 - Розрахунок кількості робочих місць на потоковій лінії
Назва технологічної операції |
Норма часу (хв.) |
Такт (хв.) |
Кількість робочих місць |
Коефіцієнт завантаження |
||
Розрахована |
Прийнята |
|||||
Монтаж плат |
||||||
Плата дзвінка |
11 |
5,19 |
2,117 |
3 |
0,706 |
|
Плата живлення |
4 |
5,19 |
0,770 |
1 |
0,770 |
|
Слюсарно-складальні роботи |
||||||
Кріплення плат |
3,34 |
5,19 |
0,643 |
1 |
0,643 |
|
Основа |
3,66 |
5,19 |
0,704 |
1 |
0,705 |
|
Всього |
22 |
5,19 |
4,24 |
6 |
0,706 |
Швидкість руху потокової лінії визначається за формулою (6.8):
V=l/r, (6.8)
де V - швидкість руху;
- крок конвеєра;
l = 1 м.
V = 1/5,194=0,192 (м/хв.)
Довжина потокової лінії визначається за формулою (6.9):
Lпл=Lрч+Lпп, (6.9)
де Lпд- довжина потокової лінії;
Lрч - довжина робочої частини;
Lпп - довжина приводного пристрою.
Довжина робочої частини визначається за формулою (6.10):
Lрч = l ЧCn, (6.10)
де Cn - це прийнята кількість робочих місць.
Lрч = l Ч6 = 6 (м)
Довжина привідного пристрою визначається за формулою (6.11):
Lпп=2Ч3,14ЧР, (6.11)
де Р - радіус привідного пристрою;
Р = 0,4.
Lпп = 2 Ч 3,14 Ч 0,4=2,5 (м)
Lпл = 6 + 2,5 =8,5 (м)
6.1.3 Розрахунок вартості устаткування та площі дільниці
Площа потокової лінії визначається за формулою (6.12):
S=Sо+Sд, (6.12)
де - площа потокової лінії;
Sо - основна площа;
Sд - допоміжна площа.
S = 28,09+12,40=40,49 (м 2)
Основна площа визначається за формулою (6.13):
Sо=(Шк+Шп)ЧLпл, (6.13)
де Шк - ширина потокової лінії;
Шп - ширина проходів;
Шк = 0,8 м;
Шп = 2,5 м.
Sо = (0,8+2,5) Ч8,5=28,09 (м 2)
Допоміжна площа визначається за формулою (6.14):
Sд=Sм+Sн+Sск, (6.14)
де Sм - площа, яку займає майстер;
Sн - площа, яку займає налагоджувальник;
Sск - площа складальних приміщень;
Sм = 6 м 2;
Sн = 5 м 2;
Sск = 1,405 м 2.
Sд = 6+5+1,405=12,40 (м 2)
Потреба в устаткуванні визначається за формулою (6.15):
О=Тр/Фд, (6.15)
О = 16500/3895,5=5
Результати розрахунків відображаються в таблиці 6.2
Таблиця 6.2 - Відомість устаткування
Назва устаткування |
Тип |
Кількість, шт. |
Вартість (грн.) |
|||
Одиниці устаткування |
Всього |
З врахуванням ТЗВ |
||||
Напівавтомат для укладки радіоелементів |
ГТ 23-11 |
1 |
25000 |
25000 |
32500 |
|
Пристрій для формування виводів радіоелементів |
ГТ-4425 |
1 |
2000 |
2000 |
2600 |
|
Установка для лудіння плат |
УЛ 4 |
1 |
41500 |
41500 |
53950 |
|
Лінія пайки автоматизована |
ЛПА-02 |
1 |
23000 |
23000 |
29900 |
|
Конвеєр горизонтальний на 14 робочих місць |
ГЗ |
1 |
21000 |
21000 |
27300 |
|
Всього |
5 |
12600 |
112500 |
146250 |
Транспортно-заготівельні витрати (ТЗВ) складають 30 %. Площа для розміщення устаткування визначається в розрахунку 3 м 2 на одиницю устаткування.
Загальна площа визначається за формулою (6.16), (6.17):
Sз=S+Sy, (6.16)
Sз = 40,49 + 15 = 55,49 (м 2)
де Sy - площа, яку займає устаткування
Sy = О Ч Н, (6.17)
де Н- норма площі на одиницю устаткування;
Н = 3 м 2.
Sу =5Ч3=15(м 2)
Розрахунок потреби в матеріалах
Всі матеріали на виготовлення виробу діляться на основні та допоміжні. Вартість матеріалів визначається виходячи з норм витрат та діючих цін.
Результати розрахунків відображаються в таблиці 6.3 і 6.4
Таблиця 6.3 - Розрахунок вартості основних матеріалів
Назва матеріалів |
Норма витрат (кг) |
Загальна потреба (кг) |
Ціна (грн.) |
Вартість, грн. |
||
Одиниці виробу |
Всього |
|||||
Склотекстоліт |
0,07 |
3150 |
96,00 |
6,72 |
302400 |
|
Полістерол |
0,065 |
2925 |
41,00 |
2,665 |
119925 |
|
Всього |
9,385 |
422325 |
Таблиця 6.4 - Розрахунок вартості допоміжних матеріалів
Назва матеріалів |
Норма витрат (кг) |
Загальна потреба (кг) |
Ціна (грн.) |
Вартість, грн. |
||
Одиниці виробу |
Всього |
|||||
Припій ПОС-61 |
0,04 |
1800 |
381,31 |
15,252 |
686358 |
|
Флюс ФКПС |
0,033 |
1485 |
130,00 |
4,29 |
193050 |
|
Провід електромонтажний |
0,45 |
20250 |
1,00 |
0,45 |
20250 |
|
Спиртобензинова суміш |
0,025 |
1125 |
90,00 |
2,25 |
101250 |
|
Всього |
22,242 |
100908 |
Вартість комплектуючих виробів визначається виходячи з їх кількості та діючих цін.
Результати розрахунків відображаються в таблиці 6.5.
Таблиця 6.5 - Розрахунок вартості комплектуючих виробів
Назва комплектуючих виробів |
Кількість (шт.) |
Ціна (грн.) |
Вартість (грн.) |
|||
На один виріб |
Всього |
На один виріб |
Всього |
|||
Вставка плавка ВП 1-1 |
1 |
45000 |
0,90 |
0,9 |
40500 |
|
Батарея акумуляторна 12В "GreenCell" |
1 |
45000 |
5,20 |
5,2 |
234000 |
|
Світлодіод ARL-3014URD-B "Kingbright" |
1 |
45000 |
1,25 |
1,25 |
56250 |
|
Перемикач МТ 1-2 |
1 |
45000 |
1,50 |
1,5 |
67500 |
|
Кнопка сенсорна KS-24 ES-4 PA-R "TEKO" |
2 |
90000 |
0,08 |
0,16 |
7200 |
|
Перемикач МТ 1-3 |
1 |
45000 |
1,50 |
1,5 |
67500 |
|
Кнопка PL-2-41 "TEKO" |
1 |
45000 |
2,50 |
2,5 |
112500 |
|
Кнопка сенсорна KS-22 ES-3 PA-GR "TEKO" |
4 |
180000 |
2,00 |
8 |
360000 |
|
Трансформатор TH40-220-50 B |
1 |
45000 |
20,00 |
20 |
900000 |
|
Шнур мережевий ШВП 2-ВП 2 |
1 |
45000 |
13,00 |
13 |
585000 |
|
Роз'єм JACK 3,5 "Semiconductor" |
1 |
45000 |
7,50 |
7,5 |
337500 |
|
Клеми батареї УБ 302 |
1 |
45000 |
5,00 |
5 |
225000 |
|
Роз'єм УБ 302 |
1 |
45000 |
1,20 |
1,2 |
54000 |
|
Конденсатор К 10-17-25 В-0,22 мкФ |
1 |
45000 |
0,85 |
0,85 |
38250 |
|
Конденсатор К 50-35-25 В-22 мкФ |
3 |
135000 |
1,20 |
3,6 |
162000 |
|
Конденсатор К 10-17-25 В-0,047 мкФ |
1 |
45000 |
1,00 |
1 |
45000 |
|
Конденсатор К 50-35-25 В-33 мкФ |
4 |
180000 |
1,50 |
6 |
270000 |
|
Конденсатор К 10-17-25 В-10 мкФ |
2 |
90000 |
0,70 |
1,4 |
63000 |
|
Конденсатор К 50-35-25 В-220 мкФ |
1 |
45000 |
2,00 |
2 |
90000 |
|
Конденсатор К 10-17-25 В-0,068 мкФ |
1 |
45000 |
0,75 |
0,75 |
33750 |
|
Конденсатор К 10-17-25 В-0,1 мкФ |
1 |
45000 |
1,00 |
1 |
45000 |
|
Конденсатор К 50-35-25 В-10 мкФ |
1 |
45000 |
0,70 |
0,7 |
31500 |
|
Конденсатор К 10-17-25 В-0,47 мкФ |
4 |
180000 |
1,10 |
4,4 |
198000 |
|
Конденсатор К 50-35-25 В-470 мкФ |
1 |
45000 |
2,60 |
2,6 |
117000 |
|
Конденсатор К 50-35-25 В-100 мкФ |
1 |
45000 |
1,75 |
1,75 |
78750 |
|
Мікросхема TDA2030 "Philips" |
1 |
45000 |
10,00 |
10 |
450000 |
|
Мікросхема LM7805 "Analog Device" |
1 |
45000 |
12,00 |
12 |
540000 |
|
Мікросхема K561ЛА 7 |
1 |
45000 |
8,00 |
8 |
360000 |
|
Мікросхема ISD1416 "Analog Device" |
1 |
45000 |
10,00 |
10 |
450000 |
|
Мікросхема KP1561ИП 2 |
1 |
45000 |
8,00 |
8 |
360000 |
|
Мікросхема LM317 "Analog Device" |
1 |
45000 |
12,00 |
12 |
540000 |
|
Дросель RLB1314-203K "Bourns" |
1 |
45000 |
1,20 |
1,2 |
54000 |
|
Резистор МЛТ-0,125-120 кОм |
1 |
45000 |
3,75 |
3,75 |
168750 |
|
Резистор МЛТ-0,125-470 Ом |
7 |
315000 |
1,00 |
7 |
315000 |
|
Резистор МЛТ-0,125-15 кОм |
1 |
45000 |
1,20 |
1,2 |
54000 |
Подобные документы
Розрахунок і розробка топології і конструкції функціональних вузлів радіоелектронної апаратури (РЕА) у виді гібридних інтегральних схем (ГІС) і мікро збірок (МЗБ). Визначення розмірів плати. Вибір матеріалу, розрахунок товстоплівкових резисторів.
курсовая работа [571,9 K], добавлен 27.11.2010Зміст і етапи технічного обслуговування - комплексу робіт для підтримання справності або тільки працездатності апаратури під час підготовки і використання за призначенням, при зберіганні та транспортуванні. Періодичність і тривалість профілактичних робіт.
реферат [80,0 K], добавлен 01.05.2011Планово-організаційний аналіз змісту навчання робітничої спеціальності "Монтажник радіоелектронної апаратури та приладів". Психолого-педагогічний зміст роботи викладача професійно-технічного навчального закладу. Проведення педагогічного спостереження.
курсовая работа [598,2 K], добавлен 05.09.2011Функціональна схема мікроконтролера ATtiny24 та її опис. Архітектура пристроїв з низьким енергоспоживанням. Конструювання структурної та функціональної схеми мультиметра. Розрахунок режимів вимірювання. Методи підключення основних компонентів приладу.
курсовая работа [363,8 K], добавлен 27.01.2011Теоретичний аналіз існуючих технологій гібридних інтегральних мікросхем, особливості їх конструювання, позначення параметрів, вибір матеріалів, переваги і недоліки, технології виробництва. Розробка комутаційної схеми, розрахунок елементів мікросхеми.
курсовая работа [1004,7 K], добавлен 18.09.2010Етапи та стадії проектування на прикладi розробки ультразвукового сканера: характеристики приладу, технічне завдання, труднощі традиційного проектування. Суть блочно-ієрархічний підходу при технічному проектуванні. Структура проектування схеми вузла.
реферат [52,9 K], добавлен 08.01.2011Призначення і склад акустичної системи, її електрична принципова схема, принцип дії і умови експлуатації. Розробка додаткових технічних вимог до конструкції ЕА. Конструктивно-технологічний розрахунок друкованої плати та трасування друкованого монтажу.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 05.07.2010Специфічні властивості, притаманні нелінійним вузлам радіоелектронної апаратури. Поняття "опрацьована схема", причетного до довільного вузла РЕА. Загальні уявлення про опрацьовану схему. Задачі, які необхідно вирішувати при схемотехнічному проектуванні.
реферат [12,8 K], добавлен 05.01.2011Характеристика підприємства, організаційна структура виробничих підрозділів. Монтаж та складання радіоелектронної апаратури. Контроль якості продукції. Посадові обов’язки техніка-технолога. Розгляд ручних операцій в процесі виготовлення друкованих плат.
отчет по практике [98,6 K], добавлен 03.05.2015Розробка сенсорного вимикача з пультом дистанційного керування, призначенного для сенсорного вмикання та вимикання освітлення. Визначення основних обмежень на проектування. Підготовка схеми випромінювача коротких імпульсів. Обґрунтування конструкції.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 28.09.2010Основні поняття радіаційної дозиметрії та одиниці вимірювання. Метрологічне забезпечення радіаційного контролю. Розробка принципової схеми. Вимірювання питомої активності бета-випромінюючих нуклідів. Технічне обслуговування радіометра. Контроль похибок.
курсовая работа [101,5 K], добавлен 18.10.2014Розробка структурної схеми перетворювача, аналіз існуючих методів вимірювання індуктивності. Попередній розрахунок первинного перетворювача та підсилювача потужності. Розробка детальної структури схеми, електричні розрахунки та визначення похибки.
курсовая работа [706,0 K], добавлен 30.11.2009Висновок про доцільність розробки світлодіодного годинника. Годинникові механізми, класифікація годинників. Обґрунтування схеми пристрою. Вибір мікроконтролера та огляд його архітектури. Вибір додаткових пристроїв. Розробка програмного забезпечення.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 23.09.2014Мікросхемні та інтегральні стабілізатори напруги широкого використання. Розробка принципової електричної схеми. Розрахунок схеми захисту компенсаційного стабілізатора напруги від перевантаження. Вибір і аналіз структурної схеми та джерел живлення.
курсовая работа [294,4 K], добавлен 06.03.2010Поняття і основні вимоги до приймально-передавальних систем в радіотехнічних засобах озброєння. Принципи побудови багатокаскадних передавальних пристроїв. Ескізні розрахунки структурної схеми радіолокаційного передавача. Вибір потужних НВЧ транзисторів.
курсовая работа [53,7 K], добавлен 23.10.2010ПЛІС сімейства FLEX10K: загальні відомості. Радіоелектронний пристрій, в склад якого входить комірка інформаційного обміну. Технічні вимоги до комірки інформаційного обміну. Мова опису апаратури цифрових систем VHDL. Розрахунок надійності комірки.
дипломная работа [4,0 M], добавлен 08.09.2014Технічна діагностика радіоелектронної апаратури. Розробка та обґрунтування процесу контролю якості. Дефекти, які можна виявити при контролі якості. Розробка методики досягнення запланованого рівня якості. Розробка статистичного методу контролю.
дипломная работа [9,3 M], добавлен 20.06.2012Вибір і обґрунтування кількості шарів, основних розмірів і товщини плати. Розрахунок мінімального і максимального діаметра вікна фотошаблона, який використовується для її виготовлення хімічним способом. Розміщення радіотехнічних монтажних елементів.
курсовая работа [560,5 K], добавлен 19.08.2014Пристрої регулювання та їх шлях в своєму розвитку. Регулювання робочої температури електропечей, електроплит. Розробка регулятора потужності з таймером. Технічне обслуговування та ремонт проектованого пристрою. Вузол синхронізації таймера з мережею.
курсовая работа [235,4 K], добавлен 24.06.2009Вибір конструктивної схеми. Розробка циліндричного перетворювача, що має форму кільця. Розрахунки еквівалентних електричних і механічних параметрів. Частота перетворювача у робочому середовищі. Активна складова механічного опору. Електрична добротність.
контрольная работа [125,0 K], добавлен 07.05.2011