Автомобильный многофункциональный радар

4) разработка функциональной схемы;

5) технический проект (ТП). На стадии ТП разрабатывается принципиальная схема и производится расчет элементной базы.

6) разработка конструкции радара;

7) производится создание макета и подготовительные испытания;

8) оформление отчетной документации;

План-график выполнения работ представлен в таблице 6.1.

Таблица 6.1План-график выполнения работ

Этапы разработки	Длительность работ (часов)
	Минимум	Максимум	Ожидаемое
1.Постановка задачи	3	7	4
2.Анализ ТЗ	2	10	5
3.Разработка структурной схемы	2	5	3
4.Разработка функциональной схемы	5	8	5
5.Разработка принц.схемы	10	20	13
6.Разработка конструкции устройства	3	7	6
7.Изготовление макета и проведение испытательных мер	10	25	20
8.Оформление пояснительной записки	24	36	24
Всего: 59 118 80

Длительность этапов разработки устройства представлена на рисунке 6.1 в виде столбиковой диаграммы.



Рисунок 6.1Длительность этапов разработки устройства

6.3 Расчет временных затрат на проектирование устройства

Затраты на заработную плату разработчиков состоят из основной заработной платы, дополнительной заработной платы и отчисление на социальные нужды.

Основная заработная плата разработчиков определяется содержанием работ, квалификацией исполнителей, трудоемкостью, тарифными ставками. Основная заработная плата начисляется согласно этапам разработки устройства и может быть получена на основании таблицы 6.2. Расчет заработной платы был сделан на основе денных об оплате труда работников ООО «ФМС ЭЛЕКТРОНИКА» с. Учкекен КЧР. Часовая тарифная ставка работника

, (6.1)

где N- заработная плата работника за месяц;

T - количество рабочих часов в месяце.

При стандартной 40-часовой неделе среднемесячную продолжительность рабочего времени в 2018 году следует принимать в размере 1986 часов/12 месяцев = 165,5 часа.

Таблица 6.2 Заработная плата проектировщиков системы

Этап работы	Квалификация исполнителя	Разряд	Ставка, руб./час.	Трудо-емкость, час.	Сумма, руб.
1 Разработка технического задания.	Технический руководитель	15	135	4	540
2 Изучение литературы, анализ ТЗ.	Инженер	12	109	5	545
3 Разработка структурной, функциональной и принципиальной схем системы.	Инженер	12	109	21	2289
4 Разработка конструкции системы.	Инженер	12	109	6	654
5 Изготовление комплекта технической документации для системы.	Инженер	12	109	24	2616
6 Изготовление макета и проведение экспериментальных исследований.	Инженер	12	109	20	2180
7 Основная зарплата, руб.	8824

Дополнительная заработная плата определяется как произведение коэффициента дополнительной заработной платы (?_д=0,15) и основной ЗП и составляет

З_доп= 0,15Ч8824 = 1323 руб.

Страховые взносы составляют 30,2% от суммы основной и дополнительной заработной платы

З_св = (8824 + 1323) Ч 0,302 = 3064 руб.

Накладные расходы (охрана, отопление и т.п.) составляют 110% от основной заработной платы и составляют

З_накл = 8824 Ч 1,1 = 9706 руб.

Заработная плата разработчика складывается из основной заработной платы, дополнительной заработной платы, отчислений на социальные нужды, накладных расходов, и составляют

З_общ = 8824 + 1323 + 3064 + 9706 = 22897 руб.

6.4 Расчет себестоимости

Себестоимость стенда складывается из следующих составляющих:

1) комплектующие изделия,

2) заработная плата производственных рабочих,

3) отчисления на социальные нужды рабочих-30,2%,

4) заработная плата проектировщиков.

Данные по затратам на материалы и комплектующие приведены в таблице 6.3.

Таблица 6.3 - Затраты на комплектующие

Название комплектующих элементов	Единицы измерения	Количество	Цена, руб.	Затраты, руб.
МикросхемаCPLD CoolRunner2	шт.	1	1166	1166
Усилитель AD822	шт.	1	205	205
Дешифратор CD4046	шт.	2	28	56
Разъем на плату JTAG20	шт.	1	5	5
Ультразвуковой приемник MA40E7R	шт.	2	591	1182
Ультразвуковой передатчик MA40E7S	шт.	2	766	1532
Генератор кварцевый ГК324-УТК	шт.	1	150	150
Семисегментныйиндикатор BL-356B-11UR	шт.	4	27	108
Стабилитрон 2С102А	шт.	1	10	10
Разъем PLS-10R	шт.	1	10	10
Источник опорного напряжения TPS76318DBVT	шт.	1	23	23
Резистор 0.25Вт	шт.	17	6	102
Конденсатор керамический 50В	шт.	8	2	16
Излучатель звука HC0901F	шт.	1	17	17
Монтажная плата	шт.	1	85	85
Припой	гр.	70	0,10	7
Флюс	гр.	10	0,50	5
Итого: 4679

Исходя из стоимости монтажных и сборочных работ, рассчитаем заработную плату монтажников РЭА

Таблица 6.4Расчет заработной платы монтажников РЭА

Наименование Этапы работы	Количество часов	Почасовая ставка руб./час	Общая стоимость, руб.
Конструирование блока питания	2	35,3	70,6
Разводка печатной платы	5	43,9	219,6
Пайка элементов	5	39,2	196
Крепление схемы в корпусе	0,5	35,3	17,65
Итого	10,5	-	407,35

Таким образом, себестоимость устройства равна



,

где Р₁- стоимость элементов,

-заработная плата проектировщиков,

-заработная плата монтажников,

-отчисления на социальные нужды рабочих + накладные расходы (конструкторов и проектировщиков)

0,3*+1,1*

.

6.5 Расчет цены изделия

Цена включает в себя прибыль и определяется по формуле

,

где -полная себестоимость;

-норма прибыли (20% от полной себестоимости);

.

6.6 Расчет экономического эффекта

При определении экономической эффективности новых изделий необходимо установить размер расходов на эксплуатацию этих изделий в сфере потребления.

Эксплуатационные расходы рассчитываются по формуле

,



где A- амортизационные отчисления.

Амортизационные отчисления учитывают износ объекта эксплуатации:

,

где -полная себестоимость, руб.;

H-годовая норма амортизации=20%.

Затраты на гарантийное обслуживание, т.е. на проведение текущего ремонта составляет 5% от себестоимости

.

Тогда,

6.7 Расчет годового экономического эффекта

Годовой экономический эффект у производителя определяется по формуле

Э = (Z - С_п - НДС) * N - E_H * K,

гдеЭ - экономический эффект, Z (Z = ) - продажная цена изделия, С_п(С_п = 28552) - себестоимость устройства,

N - выпуск продукции за год (100 шт.),

E_H - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (E_H = 1),

K - абсолютная величина капитальных вложений.

Э = ( - 28552 - 6176) * 100 - 1 * = 529671 руб.

Срок окупаемости рассчитаем по формуле

Сводные экономические показатели разработанного устройства приведены в таблице 6.5.

Таблица 6.5 Экономические показатели разработки

№	Показатель	Ед. измерения	Значения показателей проекта
1	Стоимость комплектующих материалов	руб.	4679
2	Себестоимость	руб.	28552
3	Продажная цена	руб.	34262
4	Годовой экономический эффект	руб.	529671
5	Срок окупаемости	год	0.07

В данном разделе была рассмотрена актуальность ВКР.

Были подробно рассмотрены затраты на организацию производства: зарплата разработчика, затраты на изготовление действующего макета, стоимость материалов. Так же была рассчитана себестоимость изделия. Все результаты были занесены в таблицы.

На выполнение работы ушло 80 часов.

7. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РАБОТЫ

7.1 Анализ причин возникновения опасных и вредных факторов при проектировании

Любая деятельность человека потенциально опасна. Опасность может привести к нарушению нормального состояния человека, т.е. причинить вред его здоровью. Это значит, что под опасностью следует понимать явления, процессы, объекты, способные в определенных условиях наносить ущерб здоровью человека непосредственно или косвенно, т.е. вызывать нежелательные последствия.

Задачей данного раздела является анализ возможных опасных факторов во время проектирования автомобильного радара, его производства, эксплуатации и выработка мер по их предупреждению.

В борьбе с опасностями важно выделить те материальные объекты, которые являются их носителями. В трудовом процессе к таким объектам относятся: предметы труда и средства труда (приборы и подставки под них, образцы и инструменты), различные виды энергии (электрическая, тепловая, мускульная, звуковая и т.д.), природно-климатическая среда, люди.

Известно, что наличие опасности не означает, что несчастье обязательно случится. Для того, что бы оно произошло, необходим ряд условий, среди которых может быть процесс старения материалов, внезапный выход из строя какого-либо элемента или нарушение техники безопасности работы с оборудованием. Таким образом, человек в той или иной мере подвергается риску во время всей своей деятельности.

Риск - отношение числа тех или иных неблагоприятных последствий к их возможному числу за определенный период. Значение уровня риска позволяет сделать определенное заключение о целесообразности (или нецелесообразности) дальнейших усилий для повышения безопасности того или иного рода деятельности с учетом экономических, технических и гуманистических соображений. Чтобы повысить безопасность необходимо иметь информацию о процессах, действиях, факторах и т.д. которые могут привести к возникновению опасной ситуации.

7.2 Системный анализ надежности

Системный анализ надежности будет проведен на уровне системотехнических решений.

За головное событие цепи событий примем событие «Отказ работы автомобильного радара»

Отказ работы автомобильного радара может вызвать каждое из следующих событий:

1) электрический пробой элементов схемы;

2) недостаточное напряжение питания.

Следовательно, они связаны с головным событием через логическую операцию «ИЛИ».

Электрический пробой элементов схемы может быть вызван следующими событиями:

1) нарушение условий эксплуатации;

2) превышение допустимого значения входного напряжения или тока элементов.

Эти события связаны с предыдущим через логическую операцию «ИЛИ».

нарушение условий эксплуатации может быть вызвано совместным появлением следующих событий:

1) изменение напряжения в сети питания;

2) попадание на плату устройства инородных тел или жидкостей;

Эти события связаны с предыдущим через логическую операцию «ИЛИ».

Превышение допустимого значения входного напряжения или тока элементов может быть вызвано появлением следующих событий:

1) коротким замыканием;

2) неправильно подобраны элементы схемы.

Связь этих событий с предыдущим осуществляется через логический оператор «ИЛИ».

Событие «Короткое замыкание» может быть вызвано в случае:

1) отсутствия цепей согласования;

2) старения элементов;

3) внешних факторов (нагрев, повышенная влажность, наличие посторонних частиц или деталей между контактами элементов).

Связь этих событий с предыдущим осуществляется через логический оператор «ИЛИ».

Событие «Неправильно подобраны элементы схемы» может возникнуть в случае:

1) ошибки при разработке схемы;

2) ошибки при монтаже платы.

Связь этих событий с предыдущим осуществляется через логический оператор «ИЛИ».

Событие «недостаточное напряжение питания» может быть вызвано в следующих случаях:

1) механические повреждения;

2) ошибки при создании принципиальной схемы;

3) старение элементов.

Связь этих событий с предыдущим осуществляется через логический оператор «ИЛИ».

Событие «механические повреждения» может быть вызвано следующими событиями:

1) Тряска;

2) Внешнее воздействие.

Связь этих событий с предыдущим осуществляется через логический оператор «ИЛИ».

Событие «ошибка при создании принципиальной схемы» может быть вызвано вследствие следующих причин:

1) ошибка при разработке схемы;

2) ошибка при монтаже платы.

Связь этих событий с предыдущим осуществляется через логический оператор «ИЛИ».

Событие «ошибка при разработке схемы» может быть вызвано вследствие следующих причин:

1) некомпетентность разработчика;

2) неверифицированное ПО разработчика.

Дерево причин для события «Отказ работы схемы» изображено на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 Дерево отказов работы стенда

7.3 Мероприятия по повышению надежности работы устройства

Мероприятия по повышению надежности анализируемой системы включают:

1) использование предохранительных звеньев;

2) стабилизация напряжения питания с помощью стабилитронов;

3) поместить плату устройства в водонепроницаемый контейнер;

4) использование влагоустойчивыхультразвуковых датчиков;

5) соблюдение теплого режима работы устройства;

6) надежное закрепление устройства на борту автомобиля;

7) содержать устройство в чистоте;

8) не допускать механических повреждений;

9) не допускать перегибов соединительных проводов.

7.4 Противопожарная безопасность в лаборатории

При монтаже радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), а также при лужении и пайке монтажных проводников и выводов радиоэлементов должны быть предусмотрены меры, предохраняющие работающих от ожогов, поражения электрическим током и отравления.

Ожоги, отравления и особенно поражения электрическим током могут иметь различный характер и различную степень тяжести вызываемых ими последствий от кратковременного болевого ощущения до необратимых изменений в организме пострадавшего человека, включая даже смертельный исход.

Поэтому при монтаже РЭА необходимо строго и неукоснительно соблюдать перечисленные ниже правила безопасного выполнения монтажных работ.

1. Производить работу на исправном оборудовании, пользуясь исправным инструментом и приспособлениями, и применять их только по прямому назначению. Стержень паяльника не должен шататься, его ручка не должна иметь трещин, шнур питания не должен иметь нарушений изоляции.

2. Электрические провода, подводящие питание к рабочему месту, должны быть надежно изолированы и защищены от механических повреждений. Напряжение питания местного освещения, электрического паяльника и лудильной ванны должно быть не выше 42 В, питание приспособлений для обжига изоляции - 6 В. В перерывах между пайками паяльник нужно держать на металлической или огнестойкой подставке.

3. Припаиваемый провод нужно придерживать пинцетом. Во избежание образования брызг при пайке флюс наносить тонким слоем. Лишний припой с жала паяльника удалять специально предназначенной для этого салфеткой, а не стряхивать излишки припоя с жала паяльника.

4. Пользуясь боковыми кусачками (бокорезами), откусывать провод от себя и следить за тем, чтобы отлетающие частицы провода не попали в окружающих.

5. Работу с проводами, имеющими изоляцию из стекловолокна, выполнять в хлопчатобумажных перчатках.

6. Места, где производятся работы с вредными веществами (флюсы, припои, стеклолента, фторопласт, компаунды и др.) должны быть оборудованы местными вытяжными устройствами, а все операции пайки и лужения - производиться при включенной вытяжной вентиляции.

7. Демонтаж РЭА и отпайку проводов от контактных лепестков и электрических соединений производить в защитных очках.

8. Паяльные работы в блоках элементов (ТЭЗ), стойках, шкафах и других изделиях нужно производить при полном снятии с них напряжения.

 Не допускать попадания влаги в лудильную ванну, все детали перед лужением хорошо просушить.

10. В помещениях, где производится пайка припоем, содержащим свинец, не допускать принятие пищи, воды, хранения личных вещей во избежание попадания свинца в организм человека. Личную одежду хранить в установленных местах, перед посещением столовой, буфета, медпункта снимать спецодежду. Перед приемом пищи и по окончании работы мыть руки с мылом.

11. Работающие с эпоксидными смолами, компаундами и их отвердителями должны иметь спецодежду, резиновые перчатки и защитные очки. Попавшие на кожу брызги смолы, отвердителя или компаунда немедленно промыть теплой водой с мылом.

12. Поскольку при монтаже РЭА используют бензин, ацетон и другие легковоспламеняющиеся жидкости, во всех производственных помещениях должны соблюдаться меры противопожарной безопасности:

· На рабочем месте нельзя курить и пользоваться открытым огнем;

· все производственные операции должны производиться с малым количеством легковоспламеняющихся и взрывоопасных жидкостей;

· технологическая тара должна быть металлической с резьбовыми пробками и иметь форму, исключающую ее опрокидывание;

· на таре должен быть предупредительный знак “Опасно”.

13. Использованные промывочные жидкости должны собираться в специальной емкости и не должны сливаться в раковины и сточную канализацию общего назначения.

14. При выполнении радиомонтажных работ необходимо соблюдать требования и меры по защите ИМС и полупроводниковых приборов от разрушающего воздействия статического электричества согласно технологической инструкции.

15. Во всех случаях работы с включенной аппаратурой или блоками элементов, когда имеется опасность прикосновения к токоведущим частям, необходимо пользоваться инструментом с изолированными ручками, а форма одежды - с длинными рукавами.

16. Качество паек и укладка монтажа должны исключать возникновение пробоев или искрений.

17. При замене предохранителей необходимо аппаратуру отключать от сети питания. Перед заменой радиоэлементов необходимо снять остаточный заряд с конденсаторов и анода электроннолучевых трубок при помощи разрядника.

18. При выполнении радиомонтажных работ и ремонтных работ в схемах блоков РЭА категорически запрещается проверять на ощупь наличие напряжения, нагрев токоведущих частей схемы, применять для соединения радиоэлементов и приборов провода с поврежденной изоляцией.

19. Условия работы, срочность ее выполнения и другие причины не могут служить основанием для нарушения мер безопасности.

7.5 Защита окружающей природной среды

В настоящее время вопросы окружающей среды являются одними из наиболее важны. Основным направлением по защите окружающей среды стала разработка малоотходных технологий и технологий по переработке и утилизации отходов, поэтому большие требования предъявляются к экологичности конструкций устройств, к снижению их вредных воздействий на окружающую среду. При этом ущерб среде обитания считается недопустимым, если он может существенно ухудшить существование людей данного или последующих поколений.

Задачи охраны окружающей среды должны решаться применительно к конкретным ситуациям и техническим средствам современного производства.

Разработанное устройство не наносит вред окружающей среде, ни во время разработки, ни во время эксплуатации.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Титце У., Шенк К. Полупроводниковаясхемотехника: справочное руководство - М.: Мир, 1982

2. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: справочник. Челябинск: Металлургия, 1989

3. Зельдин Е.А. Импульсные устройства на микросхемах: М.: Радио и связь, 1991

4. Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства - М.: Связь, 1973

5. Бойко В.И. Схемотехника электронных систем. Аналоговые и импульсные устройства - СПб.: 2004

6. Грабовски Б. Краткий справочник по электронике - М.: ДМК Пресс, 2001

7. Аксенов А.И., Нефедов А.В., Отечественные полупроводниковые приборы: справочное пособие. М.: Солон-пресс, 2008

8. Резисторы - справочник. Под общей редакцией Четверткова И.И., Терехова В.М. М.: Радио и связь, 1987

9. Справочник по полупроводниковым диодам. Под редакцией Николаевского И.Ф. М.: Связь, 1979

10. Справочник по электрическим конденсаторам. Под общей редакцией Четверткова И.И., Смирнова В.Ф. М.: Радио и связь, 1983

11. Полупроводниковые приборы: транзисторы: справочник. Под общей редакцией Горюнова Н.Н. М.: Энергоатомиздат, 1985

12. С.Т. Усатенко, Т.К. Каченюк, М.В. Терехова. Выполнение электрических схем по ЕСКД. Москва, Издательство стандартов,1968 г.

13. Поляков К.П. Конструирование приборов и устройств радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Радио и связь, 1982. - 240 с.

14. Программирование: принципы и практика использования С++ Страуструп Б. - Вильямс, 2011.

15. Профессиональное программирование на C++ Макс Шлее - БХВ Петербург, 2012.

16. Руководство по технико-экономическому обоснованию дипломных проектов - М.: СГАУ, 2012.

17. Расчет технико-экономических показателей радиотехнических устройств - методические указания к курсовому и дипломному проектированию - М.: СГАУ, 2012.

18. Программирование микроконтроллерных плат ArduinoFreeduinoУллиСоммер - 2012.

Размещено на Allbest.ru

...