Прибор контроля постовой охраны

 

АНОТАЦИЯ

Прибор контроля постовой охраны. А.А.Шмелев - Челябинск: ЮУрГУ, ПС, 2011, -100 с. Библиография литературы 20 наименований, 10 чертежей и плакатов ф. А1.

В настоящем дипломном проекте разработан прибор контроля постовой охраны. Составлен комплект графического материала в соответствии с заданием на дипломное проектирование. Выполнено проектирование печатных узлов, произведен расчет надежности печатного узла, разработано программное обеспечение. В организационно-экономическом разделе дипломного проекта рассмотрено сетевое планирование НИОКР, произведен расчет параметров сетевого графика и экономических показателей изделия, оценены затраты на подготовку мелкосерийного производства. В разделе «Безопасность жизнедеятельности» проведен анализ опасных и вредных производственных факторов, приведён ряд мероприятий, целью которых является уменьшение их вредного воздействия на человека.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

.1 ИЗУЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРЫ, ПАТЕНТОВ, НОРМАТИВНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ.

.2 АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА И НАПОЛНЕНИЯ БЛОКА.

. СХЕМОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

.1 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ.

.2 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМОЙ.

. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ. КОМПОНОВКА, ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПОКРЫТИЙ.

. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ ПО ЗАЩИТЕ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

. РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ

.1 РАЗРАБОТКА УЗЛА НА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕ

. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ПЕЧАТНОГО УЗЛА

. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

. ПРОГРАММНАЯ ЧАСТЬ

.1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛИ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММЫ

.3 ВЫБОР ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ И КРОСС - СРЕДСТВ

.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ ВХОДНЫХ И ВЫХОДНЫХ ДАННЫХ

.5 РАЗБИЕНИЕ НА МОДУЛИ (ФУНКЦИИ)

.6 РАЗРАБОТКА ТЕКСТА ПРОГРАММЫ.

. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

.1 СЕТЕВОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

.2 ПОСТРОЕНИЕ СЕТЕВОГО ГРАФИКА

.3 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СОБЫТИЙ СЕТЕВОГО ГРАФИКА

.4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РАБОТ СЕТЕВОГО ГРАФИКА

.5 РАСЧЕТ ПРЕДПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗАТРАТ НА РЕАЛИЗАЦИЮ МЕРОПРИЯТИЙ НИОКР

.6 РАСЧЕТ ТЕКУЩИХ ЗАТРАТ НА СТАДИИ ЕДИНИЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

.7 СТОИМОСТНАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ МЕРОПРИЯТИЯ

. ОХРАНА ТРУДА

.1 АНАЛИЗ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ, ИСТОЧНИКОМ КОТОРЫХ ЯВЛЯЕТСЯ ПРОЕКТИРУЕМОЕ УСТРОЙСТВО.

.2 АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОЕКТИРУЕМОГО УСТРОЙСТВА.

.3 СООТВЕТСТВИЕ ПРОЕКТИРУЕМОГО УСТРОЙСТВА ТРЕБОВАНИЯМ БЕЗОПАСНОСТИ.

.4 ЭРГОНОМИКА

.5 ЗАЩИТА ОТ ШУМА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ТЕКСТ ПРОГРАММЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. РУКОВОДСТВО ОПЕРАТОРА

ПРИЛОЖЕНИЕ В. ПОСАДОЧНЫЕ МЕСТА ДЛЯ ЭРЭ

ВВЕДЕНИЕ

Современные охранные средства все чаще используются для повышения надежности охраны промышленных объектов, мест массового скопления людей, частной собственности. Очень важно, чтобы применяемые приборы были недорогими, надежными и простыми в обслуживании, поскольку от этого зависят стоимость охранного оборудования и качество охраны.

Очень важным моментом в сфере охранных услуг на сегодняшний день является контроль охранного персонала - как оперативных групп быстрого реагирования, так и постовых охранников, ведь от них напрямую зависит безопасность в таких общественных местах, как вокзалы, аэропорты.

Прибор контроля постовой охраны будет работать в сети стандарта GSM на частоте 800 МГц, 900 МГц, и 1800 МГц. Данное решение намного упрощает способ организации связи объект-пульт. Не требуется дополнительной разработки радиопередающих и радиоприемных устройств, кодеров и декодеров сигналов. А также отпадает потребность в регистрации рабочей частоты. Сети стандарта GSM достаточно распространены по территории Челябинской области, имеют высокую скорость передачи данных, возможность передачи факсимильных сообщений.

Для работы в сети GSM существует множество так называемых GSM-модулей. Эти модули имеют большой набор инструкций, с помощью которых можно управлять работой в сети GSM, передавать различные данные, выходить во всемирную сеть Интернет. Сам GSM модуль управляется микроконтроллером.

Данный прибор является аналогом мобильного телефона. Отличия состоят в том, что у него есть возможность дозваниваться лишь на конкретный заданный номер, и в том, что он устанавливается неподвижно, что гарантирует нам, что охранник в заданное время находится на заданном объекте.

Цель данного проекта - разработка простого, дешевого, экономичного и технологичного прибора контроля постовой охраны. Данное изделие позволит увеличить эффективности работы охранников, улучшить качество охранных услуг.

1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

Разработка прибора контроля постовой охраны в настоящее время является актуальной проблемой, которой занимаются многие отечественные и зарубежные фирмы.

Внедрение данного устройства позволит повысить эффективность работы охранников на охраняемых объектах, соответственно, повысится безопасность в таких общественных местах, как вокзалы, аэропорты. Так же такой прибор необходим для контроля работы охранников на удаленных объектах. Данный прибор устанавливается на охраняемых объектах неподвижно. Через него постовой охранник связывается с диспетчером, который обслуживает пульт охраны. Специальное программное обеспечение контролирует время выхода охранников на связь, и в случае нарушения, немедленно сообщает об этом диспетчеру. Разработка программного обеспечения пульта в данный проект не входит.

В состав прибора входит GSM-модуль, работающий на частотах 800 МГц, 900 МГц, и 1800 МГц. По заданным алгоритмам микроконтроллер вырабатывает сигналы управления GSM модулем в зависимости от нажатой одной из трех кнопок.

Подобный вариант связи охранника с диспетчером не требуется дополнительной разработки радиопередающих и радиоприемных устройств, кодеров и декодеров сигналов.

Питание прибора осуществляется от сети постоянного тока 12В. Прибор предназначен для работы в обычных условиях.

Кроме того, при разработке конструкции прибора нужно учитывать эргономические и эстетические требования, которые включают в себя: габариты корпуса и цвет его окраски, расположение и форму органов управления.

Только используя современную элементную базу и конструкционные технологии возможно уменьшение массы и габаритов устройства.

1.1 Изучение литературы, патентов, нормативной документации

Разработка данного устройства непосредственно связана с программированием микроконтроллера, который в свою очередь, будет управлять GSM модулем. Литературы, посвященной микроконтроллерам, огромное количество. Для разработки данного устройства изучалась книга под названием «практическое программирование микроконтроллеров Atmel ATMEL на языке ассемблера» автора Юрия Ревича. Данная книга подойдет как для опытных пользователей микроконтроллеров, так и для начинающих их изучать. В данной книги описываются микроконтроллеры ATMEL, их технические характеристики, возможности. Рассматриваются примеры программ. Так как программа для прибора пишется на языке С, то литература по данному языку программирования микроконтроллеров «CodeVisionAVR. Пособие для начинающих» Лебедева Михаила. Так же, в книге рассматривается синтаксис работы языка С, и его особенности применения к микроконтроллерам. К сожалению, список литературы по GSM модулям достаточно короток. И поэтому, разработчики изучают литературу, выпускаемую заводом-изготовителем, на английском языке. Также присутствует достаточно большое количество интернет ресурсов, содержащих описание работы различных электронных устройств, обучающий материал, разнообразные форумы разработчиков электронной аппаратуры. К рекомендуемым сайтам можно отнести www.easyelectronics.ru <#"justify">1.2 Анализ вариантов технических решений

Анализ вариантов технических решений проводится для того, чтобы оптимизировать конструкцию в отношении стоимости, технологических возможностей производства, и достижения требуемых в техническом задании характеристик устройства.

К любому устройству предъявляются требования технологичности. Под технологичностью понимают изготовление того или иного устройства, элемента конструкции в короткие сроки с минимальными экономическими и материальными затратами. Корпус устройства можно было изготовить методом вырубки-штамповки из листового материала. Существуют ещё такие методы изготовления как: каркасная конструкция, формообразование методом фрезерования и литья.

В настоящее время в сфере GSM оборудования существует множество производителей. Ассортимент продукции варьируется от GSM-камер до GSM-сигналлизаций. Рассмотрим несколько GSM приборов:

Прибор ППКОП "Барьер-GSM" предназначен для централизованной и автономной охраны объектов от несанкционированных проникновений и пожаров, путем контроля состояния 8-ми шлейфов сигнализации с включенными в них охранными или охранно-пожарными извещателями.

Система охранно-пожарного контроля Signal GSM является на сегодняшний день одной из самых "интеллектуальных" среди проводных систем. Существующая статистика показывает, что «Signal GSM» - лидер по показателю надежности в эксплуатации. Основное достоинство этого прибора - законченность исполнения. В отличие от других GSM проводных сигнализаций «Signal GSM» совмещает в себе контроллер, модем промышленного исполнения, источник бесперебойного питания как самого прибора так и периферийных датчиков.сигнализация КСИТАЛ GSM-12.

С помощью коротких SMS-сообщений система gsm сигнализации информирует о срабатывании на объекте различных датчиков, таких как термодатчики, магнитоконтактные, объемные датчики движения инфракрасные, ультразвуковые или СВЧ, датчики загазованности, задымления, затопления водой и другие.

1.3 Определение состава и наполнения блока

В качестве управляющих элементов могут использоваться микроконтроллеры семейства ATMEGA производства фирмы Atmel, а также микроконтроллеры семейства PIC фирмы Microchip. Для перечисленных устройств разработано достаточное количество средств разработки и отладки.

В качестве GSM модуля возможно использовать модули фирмы Simcom, WaveCom, Motorolla.

Проанализировав готовые варианты GSM устройств, можно сделать вывод, что существует достаточно большой выбор охранных приборов, работающих в сети GSM, но GSM приборов контроля постовой охраны, как таковых, нет. Следовательно, можно говорить о том, что произведенный нами прибор будет пользоваться спросом на рынке охранных приборов. Кроме того, разработки данного прибора будут полезны при разработке собственного охранного прибора, работающего в сетях GSM и интернет.

2. СХЕМОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Разработка структурной электрической схемы

Структурная схема прибора контроля охраны включает в себя:

Блок входных цепей (микрофонный вход);

Блок управления;

Блок выходных цепей (Аудиовыход);

Источник питания

GSM модуль

Процессорный блок

Блок индикации

Структурная схема прибора приведена на рисунке 2.1:

Рисунок 2.1 - Структурная схема прибора

Значение температуры может измеряться от 0 до 40?С. Входным сигналом является сигнал, поступающий с микрофона на GSM модуль.

Блок управления - представляет собой три кнопки (вызов, ответить, завершение вызова).

Процессорный блок - состоит из микроконтроллера и элементов необходимых для его правильной работы. Микроконтроллер считывает информацию, опрашивая кнопки, и в случае нажатия одной из них, выдает соответствующую команду управления GSM модулем.

Блок выходных цепей - предназначен для обеспечения громкой связи с постовым охранником. Громкая связь обеспечивается пассивным динамиком, импедансом равным 8 Ом, а также дифференциальным аудио-усилителем, выполненным в интегральном исполнении, который усиливает аудиосигнал, идущий от GSM модуля и подает его на динамик. Это лишает нас необходимости использовать тангенты и телефонные трубки, которые могут быть повреждены. Благодаря этому конструкция прибора уменьшается в объеме, повышается надежность прибора, и защищенность от вандализма.

Источник питания. От качества работы источника питания напрямую зависит надежность работы всей системы. Анализ статистики отказов различных устройств показывает, что неустойчивая работа и выход из строя приборов зачастую связаны именно со сбоями и помехами в питающей сети. В качестве источника питания для прибора было принято использовать блок источника резервированного питания БИРП-12/4,0, устанавливаемый на охраняемых объектах.

2.2 Разработка принципиальной электрической схемой

В качестве самого сложного и самого дорогого устройства выступает GSM модуль SIM300DZ, производства компании SIMCOM.DZ - трехдиапазонный GSM/GPRS модуль, производства SimCom, который предназначен для передачи голоса, данных, SMS сообщений, факсимильных сообщений. Маленькие размеры и высокая функциональность модуля SIM300DZ - идеально подходит для встраиваемых решений, где важны размеры конечного устройства. SMD форм-фактор модуля SIM300D дает возможность интегрировать модуль на автоматической линии в устройство (на печатную плату) без применения дорогостоящего оборудования, дорогостоящих методов проверки припоя по сравнения с BGA корпусом. Встроенный полнофункциональный TCP/IP стек. Возможность контроля и управления зарядом Li-iоn аккумулятора.

Применение GSM/GPRS модуля SIM300DZ сокращает время производства и удешевляет конечное изделие.

Основные сферы применения модуля: коммерческий учет электроэнергии, тепла, газа; охранно-пожарные сигнализации; банковское оборудование и платежные терминалы; носимые устройства GSM связи; мониторинг состояния пациента. Основные характеристики модуля SIM300DZ:

Диапазон частот: GSM-GPRS 900/1800/1900 МГц;

Излучаемая мощность: 2 Вт (900МГц), 1 Вт (1800МГц);

Управление модулем: AT Команды (GSM 07.07, 07.05, SIMCOM);

Передача голоса: Кодеки FR/EFR/HR;

Функции снижения шума: Подавление эха;

Два аудио канала: Трубка, гарнитура;

Наличие встроенного таймера реального времени;

Мониторинг температуры модуля;

Функция заряда аккумулятора;

Ток потребления: В режиме ожидания 23 мА, в режиме передачи <470 мА;

Пиковый ток 2 А;

Напряжение питания: от 3.4 до 4.5 В;

Температура рабочая: от -30 °С до +70 °С ;

Размеры 33 х 33 х 6.2 мм, Вес 7.8 г;

Установка на плату: SMD (пайка).

Центральное место в схеме занимает микроконтроллер ATMEGA8 фирмы ATMEL, который работает под управлением программы записанной во внутреннюю FLASH память. Основные характеристики микроконтроллера ATMEGA8:

высокопроизводительных команд, большинство команд выполняется за один тактовый цикл, 32 восьмиразрядных рабочих регистра общего назначения, энергонезависимая память программ и данных, 8 Кбайт внутрисистемно программируемой Flash, встроенная периферия, два восьмиразрядных таймера/счетчика с отдельным предварительным делителем, один с режимом сравнения, один шестнадцатиразрядный таймер/счетчик с отдельным предварительным делителем и режимами захвата и сравнения, программируемый последовательный USART, рабочие напряжения 4,5 - 5,5 В, рабочая частота 0 - 16 МГц.

Расположение выводов микроконтроллера ATMEGA8 в корпусе TQFP представлено на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Расположение выводов ATMEGA8.

Для тактирования микроконтроллера необходим либо резонатор, либо независимый тактовый генератор. Генератор, построенный на основе кварцевого или керамического резонатора, требует некоторого времени на установление колебаний. Во время установления режима генератора процессор не должен работать. Для этой цели имеется встроенный таймер запуска, который после появления уровня логической единицы на выводе MCLR и истечения задержки таймера включения питания в течении 1024 тактов внешнего генератора удерживает процессор в состоянии сброса. Этой задержки достаточно для стабилизации тактового генератора. Конденсаторы С1 и С2 увеличивают стабильность работы кварцевого генератора, но при этом несколько увеличивается время его запуска. Производитель рекомендует между выводами кварцевого резонатора и «землей» устанавливать конденсаторы номиналом около 20пФ. Обмен данными между микроконтроллером и GSM-модулем будет происходить через последовательный асинхронный порт UART на скорости 9600 бит в секунду. Так как ошибка передачи данных по данному порту напрямую зависит от частоты работы контроллера, применим кварцевый резонатор, который работает на частоте 4 МГц. При этом погрешность составляет 0,2%. Рассчитаем значение регистра UBBR, который отвечает за скорость последовательного интерфейса UART:

UBBR= XTAL/(16*baudrate)-1,

Где XTAL-частота кварцевого резонатора в герцах в секунду, baudrate - скорость передачи данных в битах в секунду. Получаем:

UBBR= 4 000 000/(16*9600)-1=25;

Блок выходных цепей организован на микросхеме TDA2003:

Основные характеристики микросхемы TDA2003 представлены в таблице 1:

Таблица 1 - основные характеристики TDA2003

Pвых max, Вт, при Kг=10 %4,5Rнагр, Ом, не менее2Kг, %, не более0,5Iпот, мA, при Uвх=010...80Uвх, мВ, не более42Uпит, В8,5...16,5Типовая схема включения микросхемы TDA2003 представлена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Типовая схема включения микросхемы TDA2003

Вход аудиоусилителя подключается к порту «SPK1N» GSM модуля.

Стабилизаторы напряжения прибора стабилизируют сетевое напряжение 12В до следующих постоянных напряжений:

+4В - для питания GSM-модуля.

+5В - для питания микроконтроллера.

Питание +5В организуется линейным стабилизатором напряжения КР142ЕН5А. Питание модуля +4В требует особого подхода. Простой линейный стабилизатор не подойдет, так как модуль требует возможности пикового тока в 2А, что обычный линейный стабилизатор не способен обеспечить. Вследствие, приходится использовать более дорогой стабилизатор напряжения LM1085. Изображение стабилизатора напряжения LM1085 представлено на рисунке 2.5.

Типовая схема включения стабилизатора напряжения LM1085 представлена на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 - Типовая схема включения стабилизатора напряжения LM1085

Выходное напряжение модуля рассчитывается по следующей формуле:

(1)

Для выходного напряжения в 4 вольта подбираем номиналы:

R1=5.6 кОм, R2=10 кОм.

Блок индикации. В приборе использована как световая индикация (светодиод), так и звуковая индикация (звуковой излучатель). Типовая схема подключения светодиода к микроконтроллеру представлена на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7 - Типовая схема подключения светодиода к микроконтроллеру

При логическом нуле на порту микроконтроллера, через резистор R2 ток не протекает, соответственно транзистор VT1 закрыт. Следовательно, ток в цепи коллектор-эмиттер отсутствует и светодиод не горит. При подаче логической единицы на порт микроконтроллера (пять вольт), на базу транзистора поступает ток, ограничивающийся резистором R2 (обычно около 4 кОм), который открывает транзистор. В цепи коллектор-эмиттер протекает ток, ограничивающийся резистором R1. Светодиод зажигается. Применение транзисторной развязки защищает порт микроконтроллера от короткого замыкания и не зависит от питания микроконтроллера.

Типовая схема подключения звукового излучателя к микроконтроллеру представлена на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 - Типовая схема подключения звукового излучателя к микроконтроллеру

Логика работы такой схемы включения аналогична логике индикации светодиодом. Отличается лишь тем, что транзистор открывается и закрывается на звуковой частоте, которая может регулироваться широтно-импульсной модуляцией, регулируемой микроконтроллере. Изменяя скважность импульсов, мы изменяем частоту, соответственно, изменяем тональность звука. Но в данном курсовом проекте будем использовать пьезо-излучатель. Управляется так же, но частота регулируется в небольших пределах. Это достаточно для индикации нажатия кнопок.

В данном курсовом проекте все транзисторы используются исключительно в качестве ключей. Так как к транзисторным ключам не предъявляется больших требований, достаточно использовать так называемые цифровые транзисторы - транзисторы, выполненные в корпусе со встроенными токоограничивающими резисторами. Это избавляет нас в необходимости от монтажа дополнительных резисторов на плату, что экономит место на плате, резисторы, а, соответственно, уменьшает стоимость готового изделия. Подключаются транзисторы непосредственно к портам микроконтроллера. Будем использовать в качестве цифрового транзистора BCR108, выполненным в корпусе SOT23. Изображение данного транзистора представлено на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 - Цифровой транзистор BCR108

Блок управления организован тремя управляющими кнопками. Типовая схема подключения кнопок к микроконтроллеру представлена на рисунке 2.10.

Рисунок 2.10 - Типовая схема подключения кнопки к микроконтроллеру

При разомкнутой кнопке напряжение на порту становится равным напряжению питания (пять вольт) - логическая единица. При замыкании кнопки напряжение на порту становится равным напряжению земли (ноль волт) - логический ноль.

Так как логические уровни у GSM модуля и микроконтроллера не совпадают (0 и 3.3В у модуля, и 0 и 5В у контроллера, соответственно), необходимо иметь средства понижения сигнлала с 5В до 3.3 вольт, и повышения сигнала с 3.3 вольт.

Понижение сигнала выполним с помощью обычного резистивного делителя. Типовая схема резистивного делителя представлена на рисунке 2.11.

Рисунок 2.11 - Типовая схема резистивного делителя

Резисторы рассчитываются таким образом, чтобы было верным следующее выражение:

,(2)

где R1 - резистор верхнего плеча, R2 - резистор нижнего плеча резистивного делителя.

Для простоты расчетов, примем выходное напряжение как половину входного, так как параметры модуля это позволяют. Следовательно, требуется выполнить резистивный делитель на резисторах одинаковых номиналов. Примем номиналы равными 10 кОм.

Вход резистивного делителя подключается к порту микроконтроллера TX (порт выхода последовательного порта). А выход делителя подключается к порту RX (порт входа последовательного порта модуля GSM).

Повышение уровня сигнала с 3.3 вольт до 5 вольт выполним по схеме усилителя на операционном усилителе LM358P. Схема типового включения неинвертирующего усилителя на ОУ представлена на рисунке 2.12.

Рисунок 2.12 - Типовая схема неинвертирующего усилителя на ОУ

Рассчитаем требуемые параметры резисторов, используя известную формулу для коэффициента усиления идеального ОУ с ООС:

Av = 1 + R2/R1,(3)

где R1 и R2 - резисторы указанные на рисунке 2.12.

Схему включения резисторов R1 и R2 смотреть на рисунке 2.11. Коэффициент усиления вычисляется по следующей формуле

Av=5/3,3=1.5(4)

Следовательно, рассчитаем задающие резисторы:

R2/R1=Av - 1=0.5(5)

Соответственно, примем R1=1 кОм R2=2 кОм.

К неинвертирующему входу ОУ подключается порт ТХ GSM модуля (выход последовательного порта), а к выходу усилителя подключается порт RX микроконтроллера (вход последовательного порта).

Таким образом, у нас организована двусторонняя связь между микроконтроллером и GSM модулем.

Порт «Reset» подключаем через резистор 10 кОм к питанию 5В. Это подтягивает порт к логической единице, и гарантирует случайный сброс микроконтроллера.

Порт «Netlight» GSM модуля предназначен для индикации сотовой сети. Светодиод индикации сети подключается к порту через транзисторный ключ и диод, что гарантирует стопроцентную развязку порта модуля от питания, и исключает выход порта из строя из-за короткого замыкания, или превышения тока порта. Типовая схема подключения светодиода к порту «Netlight» GSM модуля представлена на рисунке 2.12.

Рисунок 2.12 - Типовая схема подключения светодиода к порту «Netlight» GSM модуля

Для подключения sim-карты к GSM модулю будем использовать держатель sim-карт ICA-501-006. Держатель устанавливается шестью ножками на печатную плату. Пять выводов из шести используются, а один не подключен. Вывод VCC - вывод питания sim-карты. Подключается к порту Sim-VDD GSM модуля. Также, вывод VCC шунтируется с шиной земли через фильтрующий керамический конденсатор емкостью 200 нФ (емкость рекомендуемая изготовителем. Емкость номиналом ниже ставить не рекомендуется). Вывод держателя RST - вывод сброса сим-карты. Подключается к порту Sim-RST GSM модуля. Вывод держателя CLK - вывод тактирования сим-карты. Подключается к порту Sim-CLK GSM модуля. Вывод держателя GND - вывод заземления сим-карты. Подключается непосредственно к шине земли. Вывод держателя VPP - неиспользуемый вывод. Вывод держателя DATA - вывод данных сим-карты. Подключается к порту Sim-DATA GSM модуля последовательно через резистор номиналом 22 Ом. Резистор предназначен для ограничения тока и защиты порта GSM модуля от превышения максимально-допустимого тока. Так же необходим подтягивающий резистор номиналом 10 кОм, подключенный к порту Sim-DATA.

К порту ANTENNA GSM модуля подключается GSM - антенна через ВЧ тракт. Волновое сопротивление питающей линии GSM антенны - 50 Ом. В конструкторской части дипломного проекта приводится расчет копланарной линии передачи с волновым сопротивлением 50 Ом.

Порты GND и AGND микроконтроллера и GSM модуля подключаются непосредственно к «земле».

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ. КОМПОНОВКА, ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПОКРЫТИЙ

Корпус, в котором будет выполнен прибор постовой охраны, должен быть простым, дешевым, и прочным. Для разрабатываемого нами устройства оптимальным является вариант готового универсального корпуса, что экономит силы и средства для разработки и производства собственного корпуса. Особых требований по жесткости и прочности конструкции нет, поэтому в качестве материала корпуса могут выступать различные пластмассы. В настоящее время на рынке представлен широкий выбор готовых пластмассовых корпусов. Выбор пал на универсальный корпус КМ-38 польского производителя из ударопрочного полистирола марки УПМ-0508. Данные корпуса представлены в таблице 2

Таблица 2 - Характеристики УПМ05-08

Рабочий диапазон температур-40оС…+70оСЭлектрическая прочность20 кВ/ммУдельная ударная вязкостьДо 50 кг *см/см2

Корпус состоит из основания и крышки, по бокам расположены два выступа с отверстиями для крепления к стене. Крышка крепится к основанию винтами М3-6gx8 ГОСТ 10339-80.

Плата прибора контроля постовой охраны является основной платой устройства, на неё коммутируются все функциональные узлы. Плата изготовлена размером 105 х 80 мм. Материал платы - двусторонний фольгированный стеклотекстолит. Плата изготовливается комбинированным негативным методом. Такой метод изготовления позволяет нам использовать металлизированные отверстия. Проводники изготовленной печатной платы покрываются сплавом РОЗЕ МРТУ 6-09-6708-70В. Припой обладает высокими проводящими свойствами. Хорошо защищает проводники от коррозии. Достаточно дешев и распространен.

Прибор управляется тремя кнопками PSW-4016. Изображение кнопок представлено на рисунке 3.1

Рисунок 3.1 - Кнопки PSW-4016

Кнопки выдерживают напряжение до 125 B и ток до 3A. Сопротивление контактов не более 0,05 Ом, сопротивление изоляции не менее 100 Мом, температурный диапазон: -25…+65 °С.

Для размещения трех кнопок управления прибором, необходимо просверлить в крышке корпуса три отверстия диаметром 11 мм.

Коммутация органов управления (трех кнопок) выполняется припаиванием проводов МГТФЭ 3х0.12 ТУ 16-505.185-71 одним концом к выводам кнопок. В свою очередь, другим концом провода закрепляются в разъемах, расположенных на плате прибора.

В качестве ВЧ разъема для GSM антенны будем использовать разъем SMA-JR, который устанавливается на плату. SMA серия - распространенные разъемы для разнообразных приложений в диапазоне до 18 ГГц.

Разъемы серии SMA характеризуются высокой механической прочностью, долговечностью, надежностью и низким КСВ. Данный разъем представлен на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Разъем SMA-JR.

В качестве самой антенны можно использовать вариант двухдиапазонной GSM антенна ADA-0070 с магнитным основанием.

Тип этой антенны 1/4-волны. Частотный диапазон 824-960/1770-1880 МГц. Коэффициент усиления 2 dB, КСВ <1,5. Материал Пластик + магнитная основа. Кабель RG174 u/a (низкие потери).Длина кабеля 2,5 м. Данная антенна представлен на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Антенна ADA-0070

Можно использовать другую подходящую GSM антенну, подходящую под требуемые требования.

Используемый микрофон для прибора - конденсаторный микрофон EM-9767.

Рисунок 3.4 - Конденсаторный микрофон EM-9767

Используемый динамик для прибора - 0.25ГДШ-8, сопротивлением 8 Ом.

Рисунок 3.5 - Динамик 0.25ГДШ - 8

Используемые разъемы для подключения кнопок - соединители клеммные серии SH 133 2*5мм.

Рисунок 3.6 - Соединители клеммные серии SH 133 2*5мм

Материал корпуса клеммников: полистирол, усиленный стекловолокном. Материал контактов: латунь. Материал выводов: латунь, покрытая оловом. Температурный диапазон:-30...+120 °C. Сечение проводника 1 мм2, максимальный ток 10А, максимальное напряжение 250В. Клеммники обеспечивают надежное соединение проводов, минимальное переходное сопротивление.

4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ ПО ЗАЩИТЕ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Корпус прибора контроля постовой охраны выполнен из ударопрочного полистерола. Все элеметы конструкции жестко закреплены внутри корпуса, поэтому при падении прибора с небольшой высоты выхода из строя не последует.

Наибольшее механическое воздействие при эксплуатации придется на кнопки управления прибором.

5. РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ

Конструирование печатной платы это процесс объединения группы электро-радиоэлементов в функциональный узел с обеспечением требуемых механических и электрических параметров в заданном диапазоне эксплуатационных характеристик при минимальных затратах. Для этого необходимо: выбрать тип печатной платы (ПП), определить класс точности, выбрать способ изготовления ПП, установить размеры и конфигурацию платы, определить тип установки ЭРЭ, разместить ЭРЭ на ПП с учетом электросовместимости и технических допусков, осуществить трассировку, изготовить конструкторскую документацию.

На выбор материала основания и его толщину влияют эксплуатационные характеристики изделия. Материал основания должен обеспечивать стабильность физико-механических и электрических параметров ПП после воздействия механических нагрузок, климатических факторов и агрессивных химических сред. Неплоскостность поверхностей основания платы должна быть не более 0,1 мм на 100 мм. Непараллельность поверхностей основания платы - не более 0,5 мм. Температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) основания платы должен быть близок к ТКЛР элементов поверхностного монтажа, устанавливаемых на печатную плату.

Выбор фольгированного диэлектрика для печатного узла можно осуществить, учитывая конструктивные особенности применения узла (размеры, механическую прочность, температурные воздействия), а также технологию изготовления печатной платы.

Толщина ПП выбирается из предпочтительного ряда и должна быть увязана с диаметрами применяемых металлизированных отверстий (для качественной металлизации отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине платы должно быть более 0,33). В качестве материала ПП выбираем теплостойкий фольгированный стеклотекстолит СФ-2-35Г-1 ТУ 16-503.271-86.

Существует пять классов точности изготовления печатных плат, отличающихся конфигурацией рисунка печатных проводников. Класс плотности выбирается, исходя из плотности монтажа и технологических возможностей производства. Для печатной платы прибора контроля постовой охраны выбран 3 класс точности. Шаг координатной сетки 1,25 мм. Так как предусматривается использовать интегральные микросхемы, выполненные в корпусе для поверхностного монтажа, целесообразно применить двухсторонние ПП с металлизацией сквозных отверстий.

Габаритные размеры, конфигурация и места крепления ПП выбирают в зависимости от установочных размеров, эксплуатационных характеристик и с учетом класса точности. Рекомендуется соотношение сторон для разрабатываемых печатных плат - не более 3:1, размеры не более 470х470 мм. Длину стороны печатной платы выбирают таким образом, чтобы она была кратной: 2,5мм при длине до 100мм; 5мм при длине от 100 до 350 мм; 10мм при длине свыше 350 мм. Все используемые геометрии плат не входящие в этот ряд необходимо обосновывать. Габаритный размер платы составляет 105´80мм.

Платы изготавливать комбинированным негативным методом. Шаг координатной сетки 1,25мм. Печатная плата должна соответствовать ГОСТ 23752-79.

При трассировке проводников на печатной плате, необходимо учитывать следующие требования: минимальная суммарная длина проводников, минимальное число переходных отверстий, расстояния между проводниками в узких местах не менее 0,25 мм, размеры проводников и переходных отверстий должны обеспечивать максимальное число соединений в единице объема;

Цель трассировки печатной платы - провести проводники, соединяющие контактные площадки, при условии минимальной длины, и минимального числа переходов на другие слои с целью устранения пересечений.

Одним из главных элементов конструкции печатных плат являются отверстия. Большинство параметров печатных плат связано именно с размерами этих отверстий, которые могут быть металлизированными, гладкими. По назначению отверстия могут быть монтажными, куда устанавливаются и запаиваются выводы элементов, и переходными, обеспечивающими только электрические соединения между слоями платы. Диаметр отверстий в печатной плате должен быть больше диаметра вставляемого в него вывода, что обеспечит возможность свободной установки ЭРЭ. Диаметр металлизированного отверстия зависит от диаметра вставляемого в него вывода и от толщины платы. Диаметр металлизированного отверстия должен составлять не менее половины толщины платы.

На плате ЭРЭ располагаются с обоих сторон. На верхней стороне располагаются GSM модуль, держатель сим-карты, выводные элементы (стабилизаторы напряжения, кварцевый резонатор, клеммники, ВЧ разъем, электролитические и керамические конденсаторы, операционные усилители) и некоторые элементы поверхностного монтажа (чип-резисторы, чип-конденсаторы). На нижней стороне располагаются микроконтроллер и остальные элементы (чип-резисторы, чип-транзисторы). Центры монтажных и переходных отверстий располагаются в узлах координатной сетки.

Расчет печатного монтажа проведем на примере платы индикации.

Исходные данные для расчета:

Двухсторонняя печатная плата;

Комбинированный негативный метод;

Класс плотности - 3;

Толщина печатной платы 1,5 мм;

Шаг координатной сетки - 1,25 мм;

Диаметр выводов dЭ1=0,7 мм.

Минимальный диаметр металлизированного отверстия печатной платы:

(6)

т.к. класс плотности 3-ий, то =0,33 (ГОСТ 23751-86).

Следовательно,

(7)

Номинальное значение диаметра металлизированного отверстия:

,(8)

рассчитанные значения сводят к предпочтительному ряду.

Минимальный диаметр контактной площадки:

(9)

где и - минимальный эффективный диаметр площадки;

- толщина фольги - 35мкм;

- толщина гальванически наращенной меди;

- толщина наращенного металлического резиста.

,(10)

где bм=0,1 мм (ГОСТ 23751-86);

Максимальный диаметр просверленного отверстия:

(11)

,(12)

где - погрешность расположения отверстия относительно координатной сетки, обусловленная точностью сверлильного станка;

- погрешность базирования плат на сверлильном станке.

Допуск на расположение контактных площадок:

,(13)

где - погрешность расположения контактной площадки относительно координатной сетки на фотошаблоне;

- погрешность расположения контактной площадки при ее экспонировании;

- погрешность расположения базовых отверстий на фотошаблоне;

- погрешность расположения базовых отверстий на заготовке.

Таким образом

(14)

(15)

Максимальный диаметр контактных площадок

(16)

5.1 Разработка узла на печатной плате

Печатным узлом называют печатную плату с навесными элементами.

Разработка узла на печатной плате включает в себя:

.Компоновку - оптимальное размещение электрорадиоэлементов и других компонентов на печатной плате.

.Трассировка - прокладка проводников между контактными площадками

.Оформление чертежа с соблюдением требований стандартов.

На первом этапе требуется так расположить ЭРЭ на печатной плате, чтобы размещение было равномерным, трассировка была максимально упрощена, вероятность наводок была минимальной. Также требуется максимально далеко расположить входные и выходные цепи. Необходимо также предусмотреть эффективный теплоотвод и ремонтопригодность. Полупроводниковые приборы и микросхемы не желательно располагать близко к элементам, выделяющим большое количество теплоты, таким как усилители или стабилизаторы, на которые устанавливаются радиаторы охлаждения, а также к источникам сильных магнитных полей. Должна быть предусмотрена возможность конвекции воздуха в зоне расположения элементов, выделяющих большое количество теплоты.

На втором этапе разработки печатного узла требуется учитывать следующие требования: минимальная суммарная длина проводников, минимальное количество пересечений проводников, минимальное количество переходных отверстий на плате. Необходимо также разносить друг от друга сигнальные проводники и проводники, которые являются источником сильных наводок. Желательно на одной из сторон печатной платы организовать металлизацию поверхности полигоном, также являющимся общим проводником (землей). Это упрощает трассировку печатной платы, и также является хорошим экраном от сторонних помех.

Компоновка и трассировка печатной платы являются процессы непосредственно связанные друг с другом. В процессе трассировки выявляются ошибки компоновки, и новые, более рациональные решения.

Для каждого вывода ЭРЭ, устанавливаемого на плате было предусмотрено отдельное монтажное отверстие. Для элементов под поверхностный монтаж предусмотрены контактные площадки.

В настоящие системы автоматизированные компьютерные системы проектирования (САПР) позволяют упростить труд разработчика печатных плат, увеличить их качество, увеличить производительность труда. Компоновка и трассировка были выполнены в САПР P-CAD 2006.

В разрабатываемом нами приборе ЭРЭ, установленные на платы не требуют дополнительных способов крепежа, так как обладают небольшой удельной массой и габаритами.

Формовку выводов и установку ЭРЭ на печатную плату следует производить таким образом, чтобы маркировка ЭРЭ просматривалась в процессе контроля.

Необходимо рассчитать копланарную линию передачи для передачи ВЧ энергии от GSM модуля к ВЧ разъему. Расчет будем производить в специальной программе TXLINE AWR v5.52.

Копланарная линия передачи представляет собой следующую линию передачи:

Рисунок 5.1 - Копланарная линия передачи

Копланарная линия передачи в нашем приборе также имеет металлизацию на нижнем слое печатной платы. Для расчета данной полосковой линии передачи, необходимо задать параметры для расчета:

Рисунок 5.2 - Параметры копланарной линии передачи

H - толщина диэлектрика;

?r - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика;

Т - толщина медного слоя.

G - ширина между центральным и общим проводником в копланарной линии передачи.

Необходимо ввести параметры материала: Тангенс диэлектрических потерь диэлектрика, проводимость меди. Также необходимо ввести волновое сопротивления и электрическую длину линии передачи.

Для нашего случая:

Н=1мм, ?r =5.5, Т=0,035мм, G=1.5мм (равно расстоянию между контактными площадками GSM модуля), тангенс диэлектрических потерь ?=0.035, проводимость меди 5,88?107 ñì/ì, âîëíîâîå ñîïðîòèâëåíèå 50 Îì, ýëåêòðè÷åñêàÿ äëèíà 90°. В результате вычислений, мы получили ширину центрального проводника W=1,5 мм, и длину копланарной линии = 21,3 мм.

Установку элементов производить по ОСТ4 010.030-81 и чертежу.

Меры защиты от статического электричества по ОСТ 92-1615-74. Группа жесткости I по ОСТ 11.073.062-2001.

Ìàðêèðîâêà ñîäåðæèò ñåðèéíûé íîìåð ïëàòû, íàççâàíèå ïëàòû è íàíîñèòñÿ ìåòîäîì ôîòî-ëèòîãðàôèè øðèôòîì 3 òèï À ÃÎÑÒ 2.304-81 â ìåñòå, óäîáíîì äëÿ ÷òåíèÿ.

6. ÐÀÑ×ÅÒ ÍÀÄÅÆÍÎÑÒÈ ÏÅ×ÀÒÍÎÃÎ ÓÇËÀ

Íàäåæíîñòü èçäåëèÿ - ýòî åãî ñâîéñòâî ñîõðàíÿòü âñå ïàðàìåòðû, õàðàêòåðèçóþùèå ñïîñîáíîñòü âûïîëíåíèÿ òðåáóåìûõ ôóíêöèé â ñîîòâåòñòâèè ñ òåõíè÷åñêèìè óñëîâèÿìè íà ýêñïëóàòàöèþ, õðàíåíèå è ðåìîíò â òå÷åíèå îïðåäåëåííîãî âðåìåíè. Íàäåæíîñòü - âàæíåéøàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ êà÷åñòâà èçäåëèÿ.

Ðàñ÷åò íàäåæíîñòè íå äàåò ñòîïðîöåíòíî ïðàâèëüíûõ ðåçóëüòàòîâ, à íîñèò ëèøü îöåíî÷íûé õàðàêòåð. Ðàñ÷åò íàäåæíîñòè ïðîèçâîäÿò, îïèðàÿñü íà îðèåíòèðîâî÷íûå äàííûå, êîòîðûå îïðåäåëÿþò óñëîâèÿ ðàáîòû. Ðàñ÷åò íàäåæíîñòè ïîçâîëÿåò ïðåäñêàçàòü òàêèå ïàðàìåòðû, êàê ñðåäíåå âðåìÿ íàðàáîòêè íà îòêàç, âåðîÿòíîñòü îòêàçà ïðèáîðà çà êàêîé-ëèáî ïðîìåæóòîê âðåìåíè. Îöåíêà íàäåæíîñòè ïðîèçâîäèòñÿ èñõîäÿ èç èìåþùåéñÿ èíôîðìàöèè î íàäåæíîñòè ìàòåðèàëîâ, ýëåêòðîðàäèîýëåìåíòîâ è ñîåäèíåíèé, âõîäÿùèõ â ñîñòàâ ïðèáîðà êîíòðîëÿ ïîñòîâîé îõðàíû.

Ñðåäíåå âðåìÿ íàðàáîòêè íà îòêàç ÿâëÿåòñÿ îñíîâíûì ïîêàçàòåëåì íàäåæíîñòè ðàçðàáàòûâàåìîãî ïðèáîðà. Ýòîò ïîêàçàòåëü õàðàêòåðèçóåò ñðåäíåå âðåìÿ, â òå÷åíèå êîòîðîãî ïðèáîð áóäåò ñîõðàíÿòü ñâîè ïàðàìåòðû ðàáîòîñïîñîáíîñòè â ïðåäåëàõ óñòàíîâëåííûõ íîðì.

Äëÿ ðàçðàáàòûâàåìîãî èçäåëèÿ îñíîâíûì ïîêàçàòåëåì íàäåæíîñòè ÿâëÿåòñÿ ñðåäíåå âðåìÿ íàðàáîòêè íà îòêàç, ò.ê. èçäåëèå ðàáîòàåò íåïðåðûâíî â òå÷åíèè äëèòåëüíîãî âðåìåíè. Íàðàáîòêà íà îòêàç äëÿ ïðîåêòèðóåìîãî èçäåëèÿ äîëæíà ñîñòàâëÿòü íå ìåíåå 5000 ÷àñîâ.

Âåëè÷èíó îáðàòíóþ íàäåæíîñòè íàçûâàþò èíòåíñèâíîñòüþ îòêàçîâ:

,(17)

Èñõîäíûìè äàííûìè äëÿ ðàñ÷åòà ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè èçäåëèÿ ÿâëÿþòñÿ:

• ïðèíöèïèàëüíàÿ ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõåìà èçäåëèÿ;
• ñïðàâî÷íûå çíà÷åíèÿ èíòåíñèâíîñòè îòêàçîâ êîìïëåêòóþùèõ
• ýëåìåíòîâ â íîðìàëüíûõ óñëîâèÿõ ýêñïëóàòàöèè;
• õàðàêòåðèñòèêè ýëåêòðè÷åñêèõ ðåæèìîâ ðàáîòû ýëåìåíòîâ;
• õàðàêòåðèñòèêè óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè èçäåëèÿ.

Íèæåïðèâåäåííàÿ ìåòîäèêà ðàñ÷åòà íàäåæíîñòè ïðèâåäåíà ñîãëàñíî [11].

Òàê êàê èíòåíñèâíîñòü îòêàçîâ êîìïëåêòóþùèõ èçäåëèå ýëåìåíòîâ ÿâëÿþòñÿ ñëîæíîé ìíîãîïàðàìåòðè÷åñêîé ôóíêöèåé, òî ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü ïðîãíîñòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà íàäåæíîñòè ïðîñòîãî èçäåëèÿ ïðåäñòàâëÿåòñÿ â âèäå:

, (18)

ãäå - ñóììàðíîå çíà÷åíèå èíòåíñèâíîñòè îòêàçîâ ìîäóëÿ èçäåëèÿ;

- êîýôôèöèåíò çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè (äëÿ ñòàöèîíàðíîé àïïàðàòóðû ðàâåí 1);;

- êîýôôèöèåíò ðîñòà íàäåæíîñòè êîìïëåêòóþùèõ èçäåëèé ïðèíèìàåì 0,85);

- ðàáî÷àÿ èíòåíñèâíîñòü îòêàçîâ i-ãî êîìïëåêòóþùåãî ýëåìåíòà;

n - êîëè÷åñòâî êîìïëåêòóþùèõ ýëåìåíòîâ â èçäåëèè (ìîäóëå).

Ðàáî÷àÿ èíòåíñèâíîñòü îòêàçîâ i-ãî ýëåìåíòà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:

,(19)

ãäå - ìîæåò áûòü îïðåäåëåí ïî [ïðèë. 4, 11];

- êîýôôèöèåíò, îïðåäåëÿåìûé ïî ãðàôèêó [ðèñ. 3.1, 11];

- èíòåíñèâíîñòü îòêàçîâ i-ãî êîìïëåêòóþùåãî èçäåëèÿ, óêàçàííîãî â [ïðèë. 4, 11].

Ïîðÿäîê ðàñ÷åòà ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè

Ðàñ÷åò ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè áàçèðóåòñÿ íà ñëåäóþùèõ äîïóùåíèÿõ:

• êàæäûé ýëåìåíò èçäåëèÿ ìîæåò áûòü â ðàáîòîñïîñîáíîì èëè íåðàáîòîñïîñîáíîì ñîñòîÿíèè;
• îòêàçû ýëåìåíòîâ - íåçàâèñèìûå ñëó÷àéíûå ñîáûòèÿ è îáðàçóþò ïðîñòåéøèé ïîòîê îòêàçîâ.

Ðàñ÷åò ïàðàìåòðîâ íàäåæíîñòè ïðîèçâîäèòñÿ â ñëåäóþùåé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè.

1. Àíàëèç âëèÿíèÿ ðàáîòîñïîñîáíîñòè îòäåëüíûõ ýëåìåíòîâ è ìîäóëåé (ïå÷àòíûõ ïëàò èëè óçëîâ) íà ðàáîòîñïîñîáíîñòü èçäåëèé. Åñëè îòêàç ýëåìåíòà (ìîäóëÿ) ïðèâîäèò ê îòêàçó èçäåëèÿ, òî òàêèå ýëåìåíòû (ìîäóëè) èìåþò îñíîâíîå ñîåäèíåíèå â ñõåìå íàäåæíîñòè. Åñëè îòêàç êàêîãî-ëèáî ýëåìåíòà (ìîäóëÿ) íå âëèÿåò íà ðàáîòîñïîñîáíîñòü èçäåëèÿ, òî îíè âíîñÿòñÿ îòäåëüíî è â ðàñ÷åòå áåçîòêàçíîñòè èçäåëèÿ íå ó÷èòûâàþòñÿ (ýòî ìîãóò áûòü ýëåìåíòû ñàìîêîíòðîëÿ, âñïîìîãàòåëüíûå ÷åêè è äð.).
2. Ñîñòàâëÿåòñÿ ïåðå÷åíü ýëåìåíòîâ (ìîäóëåé), îòêàç êîòîðûõ âûçûâàåò îòêàç èçäåëèÿ.
3. Ïî ñïðàâî÷íèêàì íàõîäÿòñÿ èíòåíñèâíîñòè îòêàçîâ ýëåìåíòîâ â íîðìàëüíûõ óñëîâèÿõ.

Îïðåäåëÿþòñÿ êîýôôèöèåíòû íàãðóçêè òÿæåëî íàãðóæåííûõ ýëåìåíòîâ. Äëÿ îñòàëüíûõ ýëåìåíòîâ èçäåëèÿ ðåêîìåíäóþòñÿ óñðåäíåííûå çíà÷åíèÿ :

Ðåçèñòîðû - 0,1;

• Ïîëÿðíûå êîíäåíñàòîðû - 0,5;
• Ïðî÷èå êîíäåíñàòîðû - 0,2;
• Äèîäû - 0,3;
• Òðàíçèñòîðû - 0,4;
• Ñîåäèíèòåëè - 0,6;
• Ïðî÷èå - 1.

Ó÷èòûâàåòñÿ êîýôôèöèåíò òåïëîâîé íàãðóçêè ïî [ïðèë. 4, 11]. Ïî ñïðàâî÷íûì äàííûì íàõîäÿòñÿ ïîïðàâî÷íûå êîýôôèöèåíòû äëÿ èíòåíñèâíîñòè íà ðåæèìû ýëåêòðè÷åñêîé è òåïëîâîé íàãðóçîê.

1. Âû÷èñëÿåòñÿ èíòåíñèâíîñòü îòêàçîâ èçäåëèÿ (ìîäóëÿ).
2. Ïî ñïðàâî÷íûì äàííûì íàõîäÿòñÿ ïîïðàâî÷íûå êîýôôèöèåíòû äëÿ èíòåíñèâíîñòåé îòêàçà íà óñëîâèè ýêñïëóàòàöèè èçäåëèÿ (åñëè îíè íå ó÷òåíû ïî ïóíêòó 3).
3. Âû÷èñëÿåòñÿ èíòåíñèâíîñòü îòêàçîâ èçäåëèÿ.
4. Ðàññ÷èòûâàþòñÿ èñõîäíûå ïîêàçàòåëè íàäåæíîñòè.

Èíòåíñèâíîñòè îòêàçîâ ýëåìåíòîâ â íîðìàëüíûõ óñëîâèÿõ, êîýôôèöèåíòû íàãðóçêè, êîýôôèöèåíòû òåïëîâîé íàãðóçêè, ïîïðàâî÷íûå êîýôôèöèåíòû äëÿ èíòåíñèâíîñòåé îòêàçà íà óñëîâèÿ ýêñïëóàòàöèè èçäåëèÿ îïðåäåëåíû ïî ñïðàâî÷íèêó.

 êà÷åñòâå ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ:

-? - ñóììàðíîå çíà÷åíèå èíòåíñèâíîñòè îòêàçîâ èçäåëèÿ;

-T0 - ñðåäíåå âðåìÿ íàðàáîòêè èçäåëèÿ íà îòêàç;

-p(t) - âåðîÿòíîñòü áåçîòêàçíîé ðàáîòû èçäåëèÿ â òå÷åíèå âðåìåíè íàðàáîòêè t.

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ èíòåíñèâíîñòè îòêàçîâ âñåãî óñòðîéñòâà ïðèìåì ïîñëåäîâàòåëüíóþ ìîäåëü íàäåæíîñòè, òî åñòü îòêàç îäíîãî ýëåìåíòà ïðèâîäèò ê îòêàçó âñåãî óñòðîéñòâà.

Ñîñòàâëÿåì ïåðå÷åíü ýëåìåíòîâ ó÷àñòâóþùèõ â ðàñ÷åòå ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè.

Ïî ñïðàâî÷íèêàì íàõîäèì èíòåíñèâíîñòè îòêàçîâ ýëåìåíòîâ â íîðìàëüíûõ óñëîâèÿõ.

Ðàñ÷åò ñóììàðíîé èíòåíñèâíîñòè îòêàçîâ âñåõ êîìïîíåíòîâ óñòðîéñòâà ïðèâåäåí â òàáëèöå 3.

Ñóììàðíàÿ èíòåíñèâíîñòü îòêàçîâ âñåãî óñòðîéñòâà îïðåäåëÿåòñÿ êàê ñóììà èíòåíñèâíîñòåé îòêàçîâ âñåõ ãðóïï ÝÐÝ:

? = ? ?Ãi.(20)

Òàáëèöà 3 - Èíòåíñèâíîñòü îòêàçîâ ýëåìåíòîâ áëîêà.

Ñîñòàâ èçäåëèÿÐåæèì ðàáîòûÈíòåíñèâíîñòü îòêàçîâÏîïðàâî÷íûå êîýôôèöèåíòûÝëåìåíò èëè ãðóïïà ýëåìåíòîâÊîëè÷åñòâî ýëåìåíòîâ ãðóïïû, 1/÷ 1/÷

,

1/÷Ðåçèñòîðû ïîñòîÿííûå íåïðîâîëî÷íûå230,520,10,010,0005210,850,01017Êîíäåíñàòîðû êåðàìè÷åñêèå90,080,120,0140,0001310,850,00103Êîíäåíñàòîðû ýëåêòðîëèòè÷åñêèå90,510,250,010,0012810,850,00975Äèîäû êðåìíèåâûå20,1350,140,10,0018910,850,00321Òðàíçèñòîðû30,280,230,30,0193210,850,04927ñâåòîäèîäû20,2510,850,212510,850,36125ATMEGA81110,80,810,850,68SIM300DZ1110,80,810,850,68TDA20031110,40,410,850,34Ìèêðîñõåìû ñòàáèëèçàòîðû íàïðÿæåíèÿ2110,40,410,850,68Í× ñîåäèíèòåëè112,40,60,250,3610,853,366Â× ñîåäèíèòåëè11,280,60,250,19210,850,1632Ïüåçîèçëó÷àòåëè11,610,010,01610,850,0136Ìèêðîôîí1110,30,3210,850,025Äèíàìèê1110,30,3210,850,025Êàáåëüíûå èçäåëèÿ ìîíòàæíûå íèçêîâîëüòíûå ñ ïëåíî÷íîé èçîëÿöèåé Ô121610,25410,8527,2Êàáåëüíûå èçäåëèÿ âûñîêî÷àñòîòíûå ñ èçîëÿöèåé ÏÝ110,3210,252,5810,852,193Êâàðöåâûé ðåçîíàòîð11,610,520,83210,850,7072Êíîïêè30,50,130,50,032510,850,08288Èòîãî:36,54

Èñïîëüçóÿ äàííûå òàáëèöû 1 ïîëó÷àåì ? = 36,54·10-6 ÷-1. Îò ñþäà ïî ôîðìóëå îïðåäåëÿåì ñðåäíþþ íàðàáîòêó íà îòêàç.

(21)

Ïîëó÷åííîå â ðåçóëüòàòå ÷èñëî áîëüøå òîãî, êîòîðîå çàäàíî â òåõíè÷åñêîì çàäàíèè, ÷òî ãîâîðèò î âûñîêîì óðîâíå íàäåæíîñòè è îá óäîâëåòâîðåíèè òðåáîâàíèÿì çàäàíèÿ.

7. ÒÅÏËÎÂÎÉ ÐÀÑ×ÅÒ

ïå÷àòíûé óçåë ïðîãðàììíûé ïðèáîð êîíòðîëü

Äëÿ ðàñ÷åòà òåïëîâûõ ðåæèìîâ áëîêà ðåàëüíàÿ êîíñòðóêöèÿ ñõåìàòèçèðóåòñÿ òåïëîâîé ìîäåëüþ, ñîñòîÿùåé èç òåïëîâûäåëÿþùèõ ýëåìåíòîâ è òåïëîðàññåèâàþùèõ äåòàëåé êîíñòðóêöèè. Òàêàÿ ìîäåëü ñëóæèò äëÿ ðàñ÷åòà òåìïåðàòóðû ýëåìåíòîâ è âûáîðà êîíñòðóêòèâíûõ ìåðîïðèÿòèé, îáåñïå÷èâàþùèõ èõ íîðìàëüíûé òåïëîâîé ðåæèì.

 ëþáîé ðàäèîýëåêòðîííîé ëèøü ÷àñòü ïîäâîäèìîé ìîùíîñòè ðàñõîäóåòñÿ íà ïîëåçíóþ ðàáîòó, à îñòàëüíàÿ ÷àñòü âûäåëÿåòñÿ â âèäå òåïëîâîé ýíåðãèè - íàãðåâàíèå ýëåìåíòîâ, èíôðàêðàñíîå èçëó÷åíèå. Ïðèõîäèòñÿ ïðåäóñìàòðèâàòü îõëàæäåíèå, êîòîðîå ïðåäîòâðàòèò âûõîä ýëåìåíòîâ èç ñòðîÿ âñëåäñòâèå èõ íàãðåâàíèÿ. Íî ýòî ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ âåñà è ãàáàðèòîâ.

Êîìïëåêñ ìåðîïðèÿòèé, íàïðàâëåííûé íà ñíèæåíèå òåìïåðàòóðû, ñâÿçàí ñ äîïîëíèòåëüíûìè ìàòåðèàëüíûìè çàòðàòàìè, ïîýòîìó â ïðîöåññå ðàçðàáîòêè ÐÝÀ íåîáõîäèìî óäåëÿòü âíèìàíèå ýêîíîìè÷åñêè îáîñíîâàííîìó ðåøåíèþ êîíñòðóêöèè ïðè ïðèåìëåìîì ïåðåïàäå òåìïåðàòóð.  ðàçðàáàòûâàåìîì óñòðîéñòâå ïî ñîîáðàæåíèÿì ýêîíîìè÷íîñòè, ïðåæäå âñåãî, íåîáõîäèìî ñòðåìèòüñÿ ê åñòåñòâåííîìó îõëàæäåíèþ.

 êîíñòðóêöèÿõ ÐÝÀ ïðè íîðìàëüíûõ êëèìàòè÷åñêèõ óñëîâèÿõ è åñòåñòâåííîì îõëàæäåíèè îêîëî 70% òåïëà îòâîäèòñÿ çà ñ÷åò êîíâåêöèè, ïðèáëèçèòåëüíî 20% - çà ñ÷åò èçëó÷åíèÿ è 10% - çà ñ÷åò òåïëîïðîâîäíîñòè.

Ðàñ÷åò òåïëîâîãî ðåæèìà ïðîâîäèòñÿ äëÿ òîãî ÷òîáû îïðåäåëèòü íåîáõîäèìîñòü äîïîëíèòåëüíîãî òåïëîîòâîäà îò êîìïîíåíòîâ è óçëîâ ïðèáîðà. Äëÿ ýòîãî íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü òå óçëû è êîìïîíåíòû, íàèáîëåå ïîäâåðæåííûå ïåðåãðåâó.

Ïðèáîð êîíòðîëÿ ïîñòîâîé îõðàíû ñîñòîèò èç êîðïóñà è ïå÷àòíîé ïëàòû. Îñíîâíûì è åäèíñòâåííûì òåïëîâûäåëÿþùèì ýëåìåíòîì ÿâëÿåòñÿ ïå÷àòíàÿ ïëàòà.

Îñîáåííîñòè ýëåêòðè÷åñêîé ïðèíöèïèàëüíîé ñõåìû òàêîâû, ÷òî ïî öåïÿì íå ïðîòåêàþò áîëüøèå òîêè, âñå êîìïîíåíòû íàõîäÿòñÿ â íîðìàëüíîì òåïëîâîì ðåæèìå.

Îñíîâíûìè èñòî÷íèêàìè âûäåëåíèÿ òåïëà â áëîêå ïèòàíèÿ è â áëîêå óïðàâëåíèÿ ÿâëÿþòñÿ:

Ìèêðîêîíòðîëëåð ATMEGA8, ñòàáèëèçàòîð íàïðÿæåíèÿ ÊÐ142ÅÍ5À, ñòàáèëèçàòîð íàïðÿæåíèÿ LM1085, GSM ìîäóëü SIM300DZ, àóäèî óñèëèòåëü TDA2003.

Ïðèâåäåííûå âûøå ýëåìåíòû îáëàäàþò ñëåäóþùèìè õàðàêòåðèñòèêàìè:

Òàáëèöà 4 - Òåïëîâûå õàðàêòåðèñòèêè ýëåìåíòîâ óñòðîéñòâà.

ÝëåìåíòÌàêñèìàëüíàÿ Âûäåëÿåìàÿ ìîùíîñòü, ÂòÏëîùàäü âûäåëÿåìîé ïîâåðõíîñòè îäíîãî ýëåìåíòà, ñì2Êîë-âî ýëåìåíòîâÑóììàðíàÿ ïëîùàäü âûäåëÿåìîé ïîâåðõíîñòè, ñì2Ñóììàðíàÿ ìàêñèìàëüíàÿ âûäåëÿåìàÿ ìîùíîñòü, ÂòATMEGA80,22,412,40,2ÊÐ142ÅÍ5À11,511,51LM108541,511,54SIM300DZ110,0110,01TDA200341,511,54Èòîãî16,910,2

Äîïóñòèìàÿ òåìïåðàòóðà íàãðåòûõ çîí âíóòðè áëîêà täîï=70°Ñ; òåìïåðàòóðà îêðóæàþùåé ñðåäû tc=20°Ñ. Ãàáàðèòíûå ðàçìåðû óñòðîéñòâà, L1õL2xL3, ìì: 152õ115õ89.

Óäåëüíàÿ ìîùíîñòü, ïðèõîäÿùàÿñÿ íà åäèíèöó ïîâåðõíîñòè óñòðîéñòâà [2]:

,(22)

ãäå ?Ði - ñóììàðíàÿ ìîùíîñòü èñòî÷íèêîâ òåïëà âíóòðè áëîêà;

L1,L2,L3 - ãàáàðèòíûå ðàçìåðû óñòðîéñòâà.

Ðèñóíîê 7.1 - Äèàãðàììà äëÿ ïðèáëèæåííîé îöåíêè òåïëîâîãî ðåæèìà ÐÝÀ ïðè âîçäóøíîì îõëàæäåíèè

Èñïîëüçóÿ äèàãðàììû ïðèìåíåíèÿ ñïîñîáîâ êîíâåêòèâíîãî îõëàæäåíèÿ â çàâèñèìîñòè îò ïëîòíîñòè òåïëîâîãî ïîòîêà è ïåðåãðåâà, îïðåäåëÿåì, ÷òî íàéäåííàÿ òî÷êà ëåæèò âûøå ëèíèè «à».  ýòîì ñëó÷àå âîçìîæíà ãåðìåòè÷íàÿ êîíñòðóêöèÿ áëîêà.

Äëÿ äàííîãî óñòðîéñòâà îïòèìàëüíûì áóäåò åñòåñòâåííîå âîçäóøíîå îõëàæäåíèå.

Äîïîëíèòåëüíî ðàññìîòðèì ðåæèì ðàáîòû ñòàáèëèçàòîðà ïèòàþùåãî íàïðÿæåíèÿ - ÊÐ142ÅÍ5À, êîòîðûé ïðåîáðàçóåò âíåøíåå ïèòàíèå 12 â 5Â, ñòàáèëèçàòîðà LM1085, êîòîðûé ïðåîáðàçóåò âíåøíåå ïèòàíèå 12 â 4 äëÿ ðàáîòû GSM-ìîäóëÿ è óñèëèòåëÿ TDA2003, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ àóäèî-óñèëèòåëåì äëÿ âíåøíåãî äèíàìèêà. Ðàññ÷èòàåì ðàññåèâàåìóþ ìîùíîñòü:

Îñíîâíûå ïîòðåáèòåëÿìè ýíåðãèè îò ñòàáèëèçàòîðà ÊÐ142ÅÍ5À - ýòî ìèêðîêîíòðîëëåð ATMEGA8, äâà ñâåòîäèîäà è äåâÿòü ðåçèñòîðîâ: äâà ðåçèñòîðà íîìèíàëîì 300 Îì îãðàíè÷èâàþò íàïðÿæåíèå è òîê ñâåòîäèîäîâ, ñåìü íîìèíàëîì 10 êÎì ÿâëÿþòñÿ ðåçèñòîðàìè ïîäòÿæêè.

Ïîòðåáëÿåìûå òîêè ýëåìåíòîâ:

ATMEGA8 - 2ìÀ;

ñâåòîäèîä - 20ìÀ;

ðåçèñòîð íîìèíàëîì 300 Îì - (5-2)/300=10 ìÀ.

ðåçèñòîð íîìèíàëîì 10 êÎì - (5)/10000=0,5 ìÀ.

Âñåãî 65,5 ìÀ. ÊÐ142ÅÍ5À - ëèíåéíûé ñòàáèëèçàòîð íàïðÿæåíèÿ, ïîýòîìó åãî ðàññåèâàåìàÿ ìîùíîñòü îïðåäåëÿåòñÿ êàê:

(ìÂò), (23)

ãäå Io, Uo - âûõîäíûå òîê è íàïðÿæåíèå, Ui - âõîäíîå íàïðÿæåíèå.

Ïàðàìåòðû ìèêðîñõåìû ÊÐ142ÅÍ5À:

Ìàêñèìàëüíàÿ ðàññåèâàåìàÿ ìîùíîñòü Pðàññ ìàêñ =3 Âò;

Ìàêñèìàëüíûé ïðÿìîé òîê IM, =100ìÀ;

Ìàêñèìàëüíîå âõîäíîå íàïðÿæåíèå UM =35 Â;

Ìàêñèìàëüíàÿ ðàáî÷àÿ òåìïåðàòóðà êðèñòàëëà TJ =150ºÑ;

Òåïëîâîå ñîïðîòèâëåíèå êðèñòàëë-êîðïóñ RqJC = 0.35ºÑ/Âò;

Òèïè÷íîå òåïëîâîå ñîïðîòèâëåíèå êîðïóñ-îêð. Ñðåäà RqCA=60ºÑ/Âò.

Åñëè ìèêðîñõåìó óñòàíàâëèâàòü áåç äîïîëíèòåëüíîãî òåïëîîòâîäà, òî ïî ïðèâåäåííûì ïàðàìåòðàì ìîæíî ïðèáëèçèòåëüíî îïðåäåëèòü ðàçíèöó ìåæäó òåìïåðàòóðîé êðèñòàëëà è îêðóæàþùèì âîçäóõîì:

. (24)

Ïðè ýòîì ðàñ÷åòíàÿ òåìïåðàòóðà êðèñòàëëà äîñòèãíåò âåëè÷èíû:

, (25)

ãäå ÒÀ - òåìïåðàòóðà îêðóæàþùåãî âîçäóõà.

 íàøåì ñëó÷àå ïðè ðàññåèâàåìîé ìîùíîñòè 458,5 ìÂò ðàçíèöà â òåìïåðàòóðå ñîñòàâèò 27ºÑ. Òàê êàê êîðïóñ ïëàíèðóåòñÿ ñäåëàòü çàêðûòûì, è òåìïåðàòóðà âîçäóõà ìîæåò äîñòèãàòü 50ºÑ. Ïðè ýòîì ðàñ÷åòíàÿ òåìïåðàòóðà êðèñòàëëà ñîñòàâèò 101ºÑ. Òàêàÿ òåìïåðàòóðà íå âûõîäèò çà ãðàíèöó äîïóñòèìîé è, ñëåäîâàòåëüíî, ðàáîòà ñòàáèëèçàòîðà â òàêîì ðåæèìå íå ïðèâåäåò ê åãî âûõîäó èç ñòðîÿ. Òàêîé ðåæèì ðàáîòû ñòàáèëèçàòîðà ñòàáèëåí è èìååò áîëüøîé çàïàñ ïî ïðåâûøåíèþ ñòàáèëèçèðîâàííîãî òîêà.

Àíàëîãè÷íî, ðàññ÷èòàåì òåïëîâûäåëåíèå ñòàáèëèçàòîðà LM1085 è óñèëèòåëÿ TDA2003. Ýòè ýëåìåíòû, êàê è ÊÐ142ÅÍ5À, âûïîëíåíû â îäíîòèïíîì êîðïóñå ÒÎ220. Ñîîòâåòñòâåííî, ìîæíî ïðèíÿòü òåìïåðàòóðíûå ïàðàìåòðû ýòèõ ýëåìåíòîâ îäèíàêîâûìè. Ñëåäîâàòåëüíî, ðàñ÷åò ñâîäèòñÿ ê ïîäñòàíîâêå ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèé ðàññåèâàåìîé ìîùíîñòè Pðàññ.

 ðåæèìå ïåðåäà÷è, GSM ìîäóëü ïîòðåáëÿåò <470 ìèëëèàìïåð, ñëåäîâàòåëüíî, ðàññ÷èòàåì ìîùíîñòü ðàññåèâàíèÿ

(ìÂò);(26)

Òîãäà ðàçíèöà â òåìïåðàòóðå ñîñòàâèò

;(27)

Ïðè ýòîì ðàñ÷åòíàÿ òåìïåðàòóðà êðèñòàëëà ñîñòàâèò 273ºÑ. Ñëåäîâàòåëüíî, ïðè òàêèõ íàãðóçêàõ êðèñòàëë ìîæåò âûéòè èç ñòðîÿ. Ñëåäîâàòåëüíî, íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü äîïîëíèòåëüíûé òåïëîîòâîä îò ýëåìåíòà. Ðåêîìåíäóåòñÿ èñïîëüçîâàòü àëþìèíèåâûé òåïëîîòâîä èìïîðòíîãî ïðîèçâîäñòâà FK301.

Ðèñóíîê 7.2 - Ðàäèàòîð FK301

Ðàññ÷èòàåì òåïëîâûäåëåíèå ìèêðîñõåìû TDA2003:

 ðåæèìå ìàêñèìàëüíîé íàãðóçêè, âûõîäíàÿ ìîùíîñòü TDA2003 ñîñòàâëÿåò 4,5 Âàòòà. Áóäåì ñ÷èòàòü, ÷òî ÊÏÄ ìèêðîñõåìû ñîñòàâëÿåò 75%, ñîîòâåòñòâåííî, ìèêðîñõåìà ðàññåèâàåò 1,5 Âàòòà.

Òîãäà ðàçíèöà â òåìïåðàòóðå ñîñòàâèò

.

Ïðè ýòîì ðàñ÷åòíàÿ òåìïåðàòóðà êðèñòàëëà ñîñòàâèò 140 ºÑ. Òàêàÿ òåìïåðàòóðà íå âûõîäèò çà ãðàíèöó äîïóñòèìîé è, ñëåäîâàòåëüíî, ðàáîòà ñòàáèëèçàòîðà â òàêîì ðåæèìå íå ïðèâåäåò ê åãî âûõîäó èç ñòðîÿ. Íî ðåêîìåíäóåòñÿ èñïîëüçîâàòü ðàäèàòîð FK301 äëÿ äîïîëíèòåëüíîãî îõëàæäåíèÿ.

8. ÏÐÎÃÐÀÌÌÍÀß ×ÀÑÒÜ

8.1 Ïîñòàíîâêà çàäà÷è

 ïðîãðàììíîé ÷àñòè ðàññìîòðèì ðàçðàáîòêó óïðàâëÿþùåé ïðîãðàììû ìèêðîêîíòðîëëåðà. Ïðîãðàììà - íàáîð èíñòðóêöèé, êîòîðûå èñïîëíÿåò ìèêðîêîíòðîëëåð.  çàâèñèìîñòè îò ðàçëè÷íûõ óñëîâèé ïðîãðàììà ìîæåò âåòâèòüñÿ, òî åñòü ìèêðîêîíòðîëëåð âûïîëíÿåò òå èëè èíûå èíñòðóêöèè â çàâèñèìîñòè îò ýòèõ óñëîâèé.  ñâîþ î÷åðåäü, ìèêðîêîíòðîëëåð, èñïîëíÿÿ çàëîæåííóþ â íåãî ïðîãðàììó, óïðàâëÿåò âñåìè ïîäêëþ÷åííûìè ê íåìó óñòðîéñòâàìè (èíäèêàòîðû, äâèãàòåëè, ðåëå è ò.ä.). Òàêèì îáðàçîì, íà îñíîâå ìèêðîêîíòðîëëåðà ìîæíî ñêîíñòðóèðîâàòü óñòðîéñòâî ïðàêòè÷åñêè ëþáîãî óðîâíÿ ñëîæíîñòè. Çàëîãîì óñïåõà ïîäîáíîé ðàçðàáîòêè áóäåò ÷åòêî ïðîäóìàííàÿ è îòëàæåííàÿ ïðîãðàììà ïðîøèâêè ìèêðîêîíòðîëëåðà.

8.2 Îïðåäåëåíèå öåëè ðàçðàáîòêè ïðîãðàììû

Öåëè ðàçðàáàòûâàåìîé ïðîãðàììû ñëåäóþùèå:

ñ÷èòûâàíèå êíîïîê;

óïðàâëåíèå GSM ìîäóëåì â çàâèñèìîñòè îò íàæàòîé êíîïêè;

óïðàâëåíèå çâóêîâîé ñèãíàëèçàöèåé;

8.3 Âûáîð ÿçûêà ïðîãðàììèðîâàíèÿ è êðîññ - ñðåäñòâ

Ïðîãðàììà ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ âûïîëíåíèÿ íà ïðîöåññîðå ATMEGA8 ôèðìû ATMEL. Ïðîãðàììà íàïèñàíà íà ÿçûêå C â ñðåäå CodevisionAVR.

CodevisionAVR - ýòî óñëîâíî áåñïëàòíàÿ èíòåãðèðîâàííàÿ ñðåäà ðàçðàáîòêè äëÿ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ ôèðìû ATMEL. Íå ñòîèò çàáûâàòü, ÷òî ïðîèçâîäèòåëü ìèêðîêîíòðîëëåðîâ ATMEL âûïóñêàåò áåñïëàòíóþ ïðîãðàììó äëÿ íàïèñàíèÿ è îòëàäêè êîäà AVRStudio.  ñðåäå ðàçðàáîòêè AVRStudio ðàçðàáîò÷èê ïèøåò êîä íà ÿçûêå àññåìáëåðà, êîòîðûé êîìïèëèðóåòñÿ âñòðîåííûì â ïðîãðàììó êîìïèëÿòîðîì. CodevisionAVR òàêæå ïîçâîëÿåò ïèñàòü, îòëàæèâàòü è îïòèìèçèðîâàòü òåêñò ïðîãðàììû, âêëþ÷àåò â ñåáÿ ðåäàêòîð òåêñòà, ñèìóëÿòîð è ìåíåäæåð ïðîåêòîâ, ïîääåðæèâàåò ðàáîòó ïðîãðàììàòîðîâ ôèðìû ATMEL è äðóãèõ îòëàäî÷íûõ ñðåäñòâ ôèðìû. Êðîìå òîãî CodevisionAVR îáåñïå÷èâàåò ðàçíîîáðàçíûå ñðåäñòâà ñèìóëÿöèè è ýìóëÿöèè èñïîëíÿåìîãî êîäà äëÿ âûÿâëåíèÿ ëîãè÷åñêèõ îøèáîê

Åñòü áîëüøîå ðàçíîîáðàçèå ðàçëè÷íûõ ïðîãðàììàòîðîâ äëÿ ïðîäóêöèè ATMEL, íà÷èíàÿ îò ñàìîäåëüíûõ ïðîãðàììàòîðîâ, òàêèõ êàê ïðîãðàììàòîð Ãðîìîâà, è êîí÷àÿ ïðîìûøëåííûìè ïðîãðàììàòîðàìè, ñ âîçìîæíîñòüþ âíóòðèñõåìíîé îòëàäêè JTAG, òàêèìè êàê AVR Dragon. Âûáîð ïðîãðàììàòîðà ïðîèçâîäèòñÿ èñõîäÿ èç ïîòðåáíîñòåé â äîïîëíèòåëüíûõ âîçìîæíîñòÿõ ïðîãðàììàòîðà, åãî ñòîèìîñòè. Äëÿ ïðîøèâêè êîíòðîëëåðà ATMEL ATMEGA8 èñïîëüçóåòñÿ ïðîãðàììàòîð STK200. Äàííûé ïðîãðàììàòîð ïîäêëþ÷àåòñÿ ê COM-ïîðòó ïåðñîíàëüíîãî êîìïüþòåðà.

8.4 Îïðåäåëåíèå ñòðóêòóðû âõîäíûõ è âûõîäíûõ äàííûõ

Âõîäíûìè äàííûìè äëÿ ïðîãðàììû ÿâëÿþòñÿ íàæàòèÿ íà êíîïêè.

 áåñêîíå÷íîì öèêëå ïðîãðàììà ìèêðîêîíòðîëëåðà ñ÷èòûâàåò ñîñòîÿíèå ïîðòîâ, ê êîòîðûì ïîäêëþ÷åíû òðè êíîïêè. (ñîñòîÿíèå ïîðòîâ - ëîãè÷åñêèé íîëü èëè ëîãè÷åñêàÿ åäèíèöà). Ïðè ïðîñàäêå íàïðÿæåíèÿ äî íàïðÿæåíèÿ ëîãè÷åñêîãî íóëÿ (íàæàòèå êíîïêè) ïðîèñõîäèò îáðàáîòêà äàííîãî âíåøíåãî ïðåðûâàíèÿ â ìèêðîêîíòðîëëåðå. Ñàìà îáðàáîòêà âíåøíåãî ïðåðûâàíèÿ çàêëþ÷àåòñÿ â ñëåäóþùåì: êàê òîëüêî âîçíèê ëîãè÷åñêèé íîëü â ïîðòó, ïðîãðàììà æäåò 50 ìèëëèñåêóíä è ñíîâà ïðîâåðÿåò, ñîõðàíèëîñü ëè ñîñòîÿíèå ëîãè÷åñêîãî íóëÿ íà ïîðòó. Ýòî òàê íàçûâàåìàÿ çàùèòà îò äðåáåçãà êîíòàêòîâ, êîòîðàÿ èíîãäà âîçíèêàåò ïðè ñëó÷àéíîì íàæàòèè, èëè ïðè ïðîñêîêå ýëåêòðè÷åñêîé èñêðû ìåæäó êîíòàêòàìè. Åñëè ñîñòîÿíèå ëîãè÷åñêîãî íóëÿ ñîõðàíèëîñü â ïîðòó, çàïóñêàåòñÿ ôóíêöèÿ, êîòîðàÿ óïðàâëÿåò GSM ìîäóëåì â çàâèñèìîñòè îò òîãî, êàêóþ êíîïêó íàæàëè. Òî åñòü, åñòü òðè ðàçíûõ ôóíêöèè. Ïåðâàÿ ôóíêöèÿ - âûçîâ äèñïåò÷åðà, âòîðàÿ - îòâåò íà âûçîâ äèñïåò÷åðà, òðåòüÿ - êîíåö ñâÿçè. Êîìàíäû óïðàâëåíèÿ GSM ìîäóëåì ïîñûëàþòñÿ ÷åðåç óíèâåðñàëüíûé ïîñëåäîâàòåëüíûé àñèíõðîííûé ïîðò (UART). Ñêîðîñòü ïîðòà 9600 á/ñ, 8 áèò äàííûõ, 1 ñòîï-áèò. ×åòíîñòü îòêëþ÷åíà. Ïîñëåäîâàòåëüíûé ïîðò ïîçâîëÿåò îäíîâðåìåííî ïåðåäàâàòü è ïðèíèìàòü äàííûå. Íî, â ìèêðîêîíòðîëëåðå ïðåäóñìîòðåí ëèøü îäèí ðåãèñòð UDR êàê áóôåð äëÿ õðàíåíèÿ äàííûõ ïîñëåäîâàòåëüíîãî ïîðòà. Ñëåäîâàòåëüíî, ïðè ïîïûòêå ñ÷èòàòü äàííûå ïðè îäíîâðåìåííîé ïåðåäà÷è äàííûõ, ìîæåò âîçíèêíóòü îøèáêà è çàâèñàíèå ìèêðîêîíòðîëëåðà. ×òîáû ýòî èçáåæàòü, ïåðåäà÷ó è ïðèåì äàííûõ ïðîèçâîäÿò ïîñëåäîâàòåëüíî, ñ ïðîìåæóòî÷íîé î÷èñòêîé áóôåðà UDR.

Âûõîäíûìè äàííûìè äëÿ ïðîãðàììû ÿâëÿåòñÿ çâóêîâûå ñèãíàëû è êîìàíäû óïðàâëåíèÿ GSM ìîäóëåì.

8.5 Ðàçáèåíèå íà ìîäóëè (ôóíêöèè)

Ðàçáèåíèå ïðîãðàììû íà ôóíêöèè èìååò íåñêîëüêî ïîëîæèòåëüíûõ ñòîðîí. Ðàçáèåíèå ïîçâîëÿåò óìåíüøèòü îáúåì çàíèìàåìîé ïàìÿòè â ÏÇÓ ìèêðîêîíòðîëëåðà, òàê êàê ïðîãðàììà áóäåò îáðàùàòüñÿ ìíîãî ðàç ê íàáîðó îäíèõ è òåõ æå èíñòðóêöèé, êîòîðûå áóäóò â îäíîé ôóíêöèè. Òàêæå, ðàçáèåíèå ïðîãðàììû íà ôóíêöèè ïîçâîëÿåò âèçóàëüíî óïðîñòèòü êîä â ñðåäå ðàçðàáîòêè ïðîãðàììû äëÿ ìèêðîêîíòðîëëåðà.

 ðàçðàáàòûâàåìîé ïðîãðàììå áóäóò ñëåäóþùèå ôóíêöèè:

Ôóíêöèÿ main - ýòî ñàìàÿ ãëàâíàÿ ôóíêöèÿ, íàëè÷èå êîòîðîé â ïðîãðàììå íåîáõîäèìî, òàê êàê áåç ýòîé ôóíêöèè êîìïèëÿòîð âûäàñò îøèáêó.  ôóíêöèè main èìååòñÿ áåñêîíå÷íûé öèêë, êîòîðûé îïðàøèâàåò ïîðòû íà íàæàòèå êíîïêè.  ñëó÷àå, åñëè êíîïêà íàæàòà, âûçûâàåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùàÿ ôóíêöèÿ: call, answer èëè call_end.

Ôóíêöèÿ call ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ âûçîâà äèñïåò÷åðà. Îíà ïåðåäàåò ñîîòâåòñòâóþùèå êîìàíäû GSM ìîäóëþ, êîòîðûé, â ñâîþ î÷åðåäü, çâîíèò íà ïóëüò.

Àíàëîãè÷íî ôóíêöèè call, ôóíêöèÿ answer îòâå÷àåò íà âõîäÿùèé âûçîâ ñî ñòîðîíû äèñïåò÷åðà, à ôóíêöèÿ call_end çàâåðøàåò ðàçãîâîð.

Ôóíêöèÿ beep èçäàåò çâóêîâîé ñèãíàë îïðåäåëåííîé òîíàëüíîñòè è äëèòåëüíîñòè ñ ïîìîùüþ øèðîòíî-èìïóëüñíîé ìîäóëÿöèè.

Ôóíêöèÿ getchar ñ÷èòûâàåò ñèìâîë èç ïîñëåäîâàòåëüíîãî ïîðòà.

Ôóíêöèÿ putchar çàïèñûâàåò ñèìâîë â ïîñëåäîâàòåëüíûé ïîðò.

8.6 Ðàçðàáîòêà òåêñòà ïðîãðàììû

Äëÿ óäîáñòâà â òåêñòå áóäåì èñïîëüçîâàòü äîïîëíèòåëüíûå êîììåíòàðèè ñòðîê êîäà ïîñëå äâîéíîãî ñëýøà //.

Âíà÷àëå íåîáõîäèìî ïîäêëþ÷èòü çàãîëîâêè áèáëèîòå÷íûõ ôàéëîâ:

#include <mega8.h>

#include <delay.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

Êîìàíäû, íà÷èíàþùèåñÿ ñî çíàêà #, ÿâëÿþòñÿ êîìàíäàìè ïðåïðîöåññîðà. Îíè íèêàê íå îòíîñÿòñÿ ê èñïîëíÿåìîìó êîäó, à ëèøü óêàçûâàþò êîìïèëÿòîðó èíñòðóêöèè êîìïèëèðîâàíèÿ. Ôàéë mega8.h ÿâëÿåòñÿ çàãîëîâêîì áèáëèîòå÷íîãî ôàéëà, â êîòîðîì ñîáðàíà èíôîðìàöèÿ î ìèêðîêîíòðîëëåðå ATMEGA8. Ôàéë delay.h ÿâëÿåòñÿ çàãîëîâêîì áèáëèîòå÷íîãî ôàéëà, ñîäåðæàùåãî ôóíêöèè çàäåðæêè, òàêèå êàê delay_ms è delay_us. Ïåðâàÿ ôóíêöèÿ îðãàíèçóåò çàäåðæêó â ìèëëèñåêóíäàõ, à âòîðàÿ â ìèêðîñåêóíäàõ. Ýòî î÷åíü óäîáíî èñïîëüçîâàòü, íàïðèìåð, äëÿ îðãàíèçàöèè äèíàìè÷åñêîé èíäèêàöèè íà ñåìèñåãìåíòíûõ èíäèêàòîðàõ, è äëÿ äðóãèõ ïîòðåáíîñòåé. Ôàéë stdio.h ÿâëÿåòñÿ çàãîëîâêîì áèáëèîòå÷íîãî ôàéëà, ñîäåðæàùåãî ôóíêöèè ââîäà-âûâîäà ÷åðåç óíèâåðñàëüíûé ïîñëåäîâàòåëüíûé àñèíõðîííûé ïîðò UART. Ôàéë stdlib.h ÿâëÿåòñÿ çàãîëîâêîì áèáëèîòå÷íîãî ôàéëà, ñîäåðæàùåãî îñòàëüíûå ñòàíäàðòíûå áèáëèîòå÷íûå ôóíêöèè.

Êîìàíäà ïðåïðîöåññîðà #define x y çàñòàâëÿåò êîìïèëÿòîð ðàñïîçíàâàòü âñå ñèìâîëû è çíàêè ó, âñòðå÷àþùèåñÿ â òåêñòå ïðîãðàììû, è çàìåíÿòü èõ íà ñèìâîëû è çíàêè õ. Äàííàÿ êîìàíäà ïðåïðîöåññîðà çíà÷èòåëüíî îáëåã÷àåò ÷èòàåìîñòü òåêñòà ïðîãðàììû, è óâåëè÷èâàåò ñêîðîñòü ðàçðàáîòêè ïðîãðàììû.

Äëÿ óäîáñòâà, òåêñò ïðîãðàììû ïðèëîæåíèÿ Ç áûë ðàçáèò íà áëîêè.

Áëîê 1 ïðîãðàììû ÿâëÿåòñÿ íàãëÿäíûì ïðèìåðîì èñïîëüçîâàíèÿ ôóíêöèè #define x y. Äàííàÿ ÷àñòü ïðîãðàììû ïðîèçâåäåíå àâòîìàòè÷åñêèì ãåíåðàòîðîì êîäà â ñðåäå ðàçðàáîòêè CodevisionAVR. Ýòîò êîä ïðåäíàçíà÷åí äëÿ îðãàíèçàöèè ïåðåäà÷è äàííûõ ïî UART - èíòåðôåéñó.

#define sign1 PINB.0// íàçíà÷àåì íàçâàíèå ïîðòà ïåðâîé êíîïêè

#define sign2 PINB.1// íàçíà÷àåì íàçâàíèå ïîðòà âòîðîé êíîïêè

#define sign3 PINB.2// íàçíà÷àåì íàçâàíèå ïîðòà òðåòåé êíîïêè

Êàê âèäèì, êîä âûøå íàçíà÷àåò èìåíà ïîðòàì ââîäà. Òåïåðü, íàïðèìåð, åñëè â òåêñòå ïðîãðàììû âñòðåòèòñÿ òåêñò sign1=0 êîìïèëÿòîð ïîéìåò ýòî êàê PINB.0=0 è íå âûäàñò îøèáêó êîìïèëÿöèè.

#define LED1 PORTD.2//íàçíà÷àåì íàçâàíèå ïîðòà ïåðâîãî ñâåòîäèîäà

#define LED2 PORTD.3//íàçíà÷àåì íàçâàíèå ïîðòà ïüåçîèçëó÷àòåëÿ

#define vol 100 //ïåðåìåííàÿ çàäàåò óðîâåíü âûõîäíîãî //ñèãíàëà â ïðîöåíòàõ

Äàëåå ïîñëå êîìàíä ïðåïðîöåññîðà îïðåäåëÿåì ãëîáàëüíûå ïåðåìåííûå. Ãëîáàëüíûå ïåðåìåííûå - ýòî ïåðåìåííûå, êîòîðûå ìîãóò èçìåíÿòüñÿ â ëþáîé ÷àñòè ïðîãðàììû. Ëîêàëüíûå ïåðåìåííûå - ýòî ïåðåìåííûå, êîòîðûå ñóùåñòâóþò òîëüêî â ôóíêöèÿõ, â êîòîðûõ îíè îáúÿâëåíû. Òî åñòü, åñëè ìû îáúÿâèëè ïåðåìåííóþ âåùåñòâåííîãî òèïà var â ôóíêöèè beep, òî ïðè ïîïûòêå çàäàòü ýòîé ïåðåìåííîé íîâîå çíà÷åíèå â ôóíêöèè main êîìïèëÿòîð âûäàñò îøèáêó êîìïèëÿöèè.int ms=0; // Ïåðåìåííàÿ äëÿ ñ÷åòà ìèëëèñåêóíäu,m;// ïðî÷èå ïåðåìåííûå

Ãëîáàëüíûå ïåðåìåííûå îáúÿâëÿþòñÿ â áëîêå 2 ïðèëîæåíèÿ Ç.

Äàëåå ïîñëå îáúÿâëåíèÿ ãëîáàëüíûõ ïåðåìåííûõ îáúÿâèì ôóíêöèþ beep. Ôóíêöèÿ ïðèâåäåíà â áëîêå 3 ïðèëîæåíèÿ Ç. Ôóíêöèÿ íè÷åãî íå âîçâðàùàåò. Âíóòðè ôóíêöèè îáúÿâëÿåòñÿ ëîêàëüíàÿ ïåðåìåííàÿ b, c ïîìîùüþ êîòîðîé îðãàíèçóåòñÿ öèêë óïðàâëåíèÿ ïîðòîì LED2, ê êîòîðîìó ïîäêëþ÷åí ïüåçîèçëó÷àòåëü. Äëèòåëüíîñòü çâó÷àíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ êàê êîëè÷åñòâî öèêëîâ óìíîæåííîå íà 424 ìèêðîñåêóíäû.  èòîãå ïîëó÷àåì äëèòåëüíîñòü çâóêîâîãî îïîâåùåíèÿ 0,9 ñåêóíäû. Øèðîòíî - èìïóëüñíàÿ ìîäóëÿöèÿ îðãàíèçîâàíà òàêèì îáðàçîì, ÷òî ÷åðåç êàæäûå 212 ìèêðîñåêóíä ïîðò îòêðûâàåòñÿ èëè çàêðûâàåòñÿ, ñëåäîâàòåëüíî ïåðèîä èìïóëüñà ñîñòàâëÿåò 424 ìèêðîñåêóíäû, à ÷àñòîòà ñèãíàëà 1/0,000424=2360 Ãö.

Áëîê 4 ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îáðàáîò÷èê ïî ïðåðûâàíèþ íà âõîäÿùèé ñèìâîë ïîñëåäîâàòåëüíîãî ïîðòà, ñãåíåðèðîâàííûé ïðîãðàììîé CodevisionAVR. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî êîíòðîëëåð ïåðåõîäèò àâòîìàòè÷åñêè íà îáðàáîòêó äàííîãî ñåãìåíòà êîäà åñëè ïîñòóïèë êàêîé-ëèáî ñèìâîë ÷åðåç âõîäÿùóþ ëèíèþ ïîðòà UART.

 ðåçóëüòàòå âûïîëíåíèÿ äàííîãî îáðàáîò÷èêà ïðåðûâàíèÿ ñèìâîëüíûé ìàññèâ rx_buffer çàïîëíÿåòñÿ ñèìâîëàìè, âõîäÿùèìè èç ïîðòà UART (óíèâåðñàëüíîãî àñèíõðîííîãî ïðèåìî-ïåðåäàþùåãî ïîñëåäîâàòåëüíîãî ïîðòà).

Êîä áëîêà 5 ïðèëîæåíèÿ Ç îòâå÷àåò çà ïåðåäà÷ó èñõîäÿùèõ äàííûõ â ïîðò UART ïî ëèíèè ïåðåäà÷è.

 ïðèâåäåííûõ âûøå ôóíêöèÿõ åñòü è äðóãèå èíñòðóêöèè ïðåïðîöåññîðà, êîòîðûå íà÷èíàþòñÿ ñ ñèìâîëà #. Íàïðèìåð, èíñòðóêöèÿ #asm("sei")

#asm("sei") âûïîëíÿåò êîìàíäó àññåìáëåðà, êîòîðàÿ ðàçðåøàåò îáðàáîòêó ïðîãðàììû ïî ïðåðûâàíèÿì (set enable interrupt).

 ìèêðîêîíòðîëëåðå ATMEGA8 ïðåäóñìîòðåíû òàéìåðû-ñ÷åò÷èêè, êîòîðûå ìîãóò íàñòðàèâàòüñÿ â çàâèñèìîñòè îò ïîòðåáíîñòåé ðàçðàáîò÷èêîâ. Î÷åíü øèðîêî èñïîëüçóåòñÿ ôóíêöèÿ ïðåðûâàíèÿ ïî ïåðåïîëíåíèþ ðåãèñòðà òàéìåðà-ñ÷åò÷èêà.  ðåçóëüòàòå, ìû ìîæåì íàñòðîèòü ïðåðûâàíèå â ìèêðîêîíòðîëëåðå íà îïðåäåëåííûé âðåìåííîé èíòåðâàë.  íàøåì ñëó÷àå, òàéìåð - ñ÷åò÷èê íàñòðîåí òàêèì îáðàçîì, ÷òî ïðåðûâàíèå ïðîèñõîäèò ðîâíî ÷åðåç êàæäóþ 1/16 ñåêóíäû. Îáðàáîò÷èê ïðåðûâàíèÿ ñäåëàí òàê, ÷òî êàæäóþ ñåêóíäó (òî åñòü ïîñëå øåñòíàäöàòè ïðåðûâàíèé òàéìåðà-ñ÷åò÷èêà) ïðîèñõîäèò èíâåðñèÿ ïîðòà, ê êîòîðîìó ïîäêëþ÷åí ñâåòîäèîä. Òàêèì îáðàçîì, îðãàíèçîâàíî ìèãàíèå ñèñòåìíîãî ñâåòîäèîäà.  áëîêå 6 ïðèëîæåíèÿ Ç ïðèâåäåí êîä îáðàáîò÷èêà ïðåðûâàíèÿ.

Âûðàæåíèå num%2 ïðèìåíÿåòñÿ äëÿ ïîëó÷åíèÿ îñòàòêà îò äåëåíèÿ ïåðåìåííîé num íà äâà. Òàê êàê ïåðåìåííàÿ num óâåëè÷èâàåòñÿ êàæäóþ ñåêóíäó íà îäèí, ñîîòâåòñòâåííî îñòàòîê ýòîé ïåðåìåííîé îò äåëåíèÿ íà äâà êàæäóþ ñåêóíäó ñòàíîâèòñÿ ëèáî 1 ëèáî 0, ñîîòâåòñòâåííî ñòðî÷êà LED1= num%2 ââîäèò ïîðò â ñîñòîÿíèå ëîãè÷åñêîé åäèíèöû èëè ëîãè÷åñêîãî íóëÿ.

Äàëåå â òåêñòå ïðîãðàììû â áëîêå 7 ïðèëîæåíèÿ Ç îáúÿâëÿþòñÿ òðè ôóíêöèè: call,answer,call_end.

Äàëåå îáúÿâëÿåòñÿ îñíîâíàÿ ôóíêöèÿ main. Ñâîþ ïðîãðàììó ìèêðîêîíòðîëëåð íà÷èíàåò èìåííî ñ ýòîé ôóíêöèè.  íà÷àëå ëþáîé ôóíêöèè èäåò îáúÿâëåíèÿ ëîêàëüíûõ ïåðåìåííûõ.  ôóíêöèè main òàêèõ ïåðåìåííûõ íåò, ñëåäîâàòåëüíî, ñðàçó èäåò íàñòðîéêà ìèêðîêîíòðîëëåðà - íàñòðîéêà ïàðàëëåëüíûõ è ïîñëåäîâàòåëüíûõ ïîðòîâ ââîäà-âûâîäà, íàñòðîéêà òàéìåðîâ-ñ÷åò÷èêîâ.

Ïåðåìåííàÿ PORTx âûâîäèò ïàðàëëåëüíûé ïîðò x â ðåæèì âõîäà åñëè PORTx=0 è â ðåæèì âûõîäà, åñëè PORTx=1. Ñîîòâåòñòâåííî, ïîðòû B,C è D âûñòàâëÿþòñÿ â ðåæèì âõîäà.

 áëîêå 8 èíèöèàëèçàöèÿ òàéìåðà-ñ÷åò÷èêà 0.

Èíèöèàëèçàöèÿ îñòàëüíûõ òàéìåðîâ ñ÷åò÷èêîâ îòêëþ÷àåò èõ ðàáîòó. Áëîê 9 ïðîãðàììû èíèöèàëèçèðóåò òàéìåð-ñ÷åò÷èê 1.

Áëîê 10 èíèöèàëèçèðóåò òàéìåð-ñ÷åò÷èê 2, îòêëþ÷àåì ôóíêöèþ âíåøíåãî ïðåðûâàíèÿ (MCUCR=0x00) è îòêëþ÷àåì ôóíêöèþ àíàëîãîâîãî êîìïàðàòîðà, çàïèñûâàÿ ñîîòâåòñòâóþùèå çíà÷åíèÿ â ñèñòåìíûå ðåãèñòðû. Áëîê 11 ïðîãðàììû ïðèëîæåíèÿ Ç íàñòðàèâàååò óíèâåðñàëüíûé ïîñëåäîâàòåëüíûé àñèíõðîííûé ïîðò (UART) íà ñêîðîñòü 9600 á/ñåê, 8 áèò äàííûõ, îäèí ñòîï-áèò, ÷åòíîñòü îòêëþ÷åíà.

Èíèöèàëèçàöèÿ GSM ìîäóëÿ îïèñàíà â áëîêå 12 òåêñòà ïðîãðàììû ïðèëîæåíèÿ Ç.

Âêëþ÷åíèå ìîäóëÿ ïðîèñõîäèò ïî êîìàíäå AT+CFUN=1. Êàê è âñå êîìàíäû óïðàâëåíèÿ GSM ìîäóëåì, ýòà êîìàíäà ïîñûëàåòñÿ ïî ïîñëåäîâàòåëüíîìó ïîðòó UART ïðè ïîìîùè ôóíêöèè printf, êîòîðàÿ âûõîäèò â áèáëèîòåêó ñ çàãîëîâî÷íûì ôàéëîì stdio.h.

Äàëåå êîìàíäîé AT+CHFA=1 äåëàåì àêòèâíûì âòîðîé (ìèêðîôîííûé) àóäèîâõîä è âòîðîé àóäèîâûõîä. Êîìàíäîé AT+CLVL=70 çàäàåì ãðîìêîñòü àóäèîâûõîäà 70%. Êîìàíäîé AT+CMIC=1,9 çàäàåì óñèëåíèå ìèêðîôîíà +6äÁ.

Áëîê 12 ïðîãðàììû ÿâëÿåòñÿ áåñêîíå÷íûì öèêëîì îïðîñà êíîïîê ïðèáîðà êîíòðîëÿ ïîñòîâîé îõðàíû. Ôóíêöèÿ delay_ms(50) ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé çàäåðæêó 50 ìèëëèñåêóíä è îðãàíèçîâàíà äëÿ çàùèòû îò äðåáåçãà êîíòàêòîâ. Ñëåäîâàòåëüíî, ÷òîáû ïðîãðàììà ïðèíÿëà íàæàòèå êíîïêè, òðåáóåòñÿ ÷òîáû ýòà êíîïêà áûëà çàæàòà ìèíèìóì íà 50 ìñ.

9. ÝÊÎÍÎÌÈ×ÅÑÊÀß ×ÀÑÒÜ

Îðãàíèçàöèîííî-ýêîíîìè÷åñêèé ðàçäåë âêëþ÷àåò â ñåáÿ òðè îñíîâíûå ÷àñòè:

. Ñåòåâîå ïëàíèðîâàíèå ðàáîò, â êîòîðîì ðàññìàòðèâàåòñÿ ñîñòàâ è

ïîðÿäîê ðàáîò ïðè ïîäãîòîâêå äèïëîìíîãî ïðîåêòà, à òàêæå

ñðîêè èõ ïðîâåäåíèÿ;

. Ðàñ÷åò çàòðàò íà ïðîâåäåíèå ðàáîò;

. Àíàëèç òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè, ãäå îáúÿñíÿåòñÿ

öåëåñîîáðàçíîñòü ïðîåêòà.

9.1 Ñåòåâîå ïëàíèðîâàíèå

Ïëàíèðîâàíèå ðàáîò ïðîèçâîäèòñÿ ñåòåâûì ìåòîäîì, òàê êàê îí ïîçâîëÿåò óâèäåòü âåñü êîìïëåêñ ðàáîò êàê åäèíûé ïðîöåññ, îïðåäåëèòü íàèáîëåå òðóäîåìêèå âèäû ðàáîò, ðàáîòû, êîòîðûå ìîãóò âûïîëíÿòüñÿ îäíîâðåìåííî, è ñïëàíèðîâàòü èõ âûïîëíåíèå òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû îáåñïå÷èòü îïòèìàëüíûå ñðîêè âûïîëíåíèÿ ðàáîò, áîëåå ðàâíîìåðíóþ çàíÿòîñòü ïåðñîíàëà, à, ñëåäîâàòåëüíî, è ëó÷øåå êà÷åñòâî âûïîëíåíèÿ ðàáîò.  ðåçóëüòàòå ýòî âåäåò ê íàèáîëåå ýôôåêòèâíîìó ðåøåíèþ ïîñòàâëåííîé çàäà÷è. Êîíå÷íîé öåëüþ ïîñòðîåíèÿ ñåòåâîãî ãðàôèêà (ÑÃ) ÿâëÿåòñÿ ïîëó÷åíèå èíôîðìàöèè î ïëàíîâûõ ñðîêàõ âûïîëíåíèÿ ðàáîò, íàõîäÿùèõñÿ íà êðèòè÷åñêîì ïóòè.

9.2 Ïîñòðîåíèå ñåòåâîãî ãðàôèêà

Îæèäàåìàÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü ðàáîòû tij â Ñà ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî äâóõ îöåíî÷íîé ìåòîäèêå, èñõîäÿ èç ìèíèìàëüíîé t ij ìèí è ìàêñèìàëüíîéij ìàêñ îöåíîê ïðîäîëæèòåëüíîñòè, îïðåäåëÿåìûõ ïî ýêñïåðòíûì îöåíêàì, îñíîâàííûì íà ëè÷íîì îïûòå ðóêîâîäèòåëÿ äèïëîìíîãî ïðîåêòà.

Îæèäàåìàÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü êàæäîé ðàáîòû ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ôîðìóëå:

tîæ=0,6?tìèí+0,4?tìàêñ, (28)

ãäå tîæ - îæèäàåìàÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü ðàáîòû, äí.;ìèí - ìèíèìàëüíàÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü ðàáîòû, äí.;ìàêñ - ìàêñèìàëüíàÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü ðàáîòû, äí.

Ñ äàëüíåéøèì îêðóãëåíèåì äî áëèæàéøåãî öåëîãî ÷èñëà. Ïðè ýòîì ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ìèíèìàëüíàÿ îöåíêà ñîîòâåòñòâóåò íàèáîëåå áëàãîïðèÿòíûì óñëîâèÿì ðàáîòû, à ìàêñèìàëüíàÿ - íàèáîëåå íåáëàãîïðèÿòíûì.

Ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîå îòêëîíåíèå ïðîäîëæèòåëüíîñòè ïî äâóõ îöåíî÷íîé ìåòîäèêå ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ôîðìóëå:

?=0,2?(tìàêñ - tìèí), (29)

Äèñïåðñèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:

=0,04?(tìàêñ - tìèí)2, (30)

Âñå ðàáîòû ïî ïðîåêòó îñóùåñòâëÿåò ãðóïïà â ñîñòàâå:

Ðóêîâîäèòåëü - 1 ÷åëîâåê; Òåõíèê - 1 ÷åëîâåê; Èíæåíåð - 1 ÷åëîâåê.

Îïèñàíèå ðàáîò, èõ ïðîäîëæèòåëüíîñòè, íåîáõîäèìîå êîëè÷åñòâî èñïîëíèòåëåé ïî êàæäîé èç íèõ, à òàêæå ñðåäíåêâàäðàòè÷íîå îòêëîíåíèå è äèñïåðñèÿ ïðèâåäåíû â òàáëèöå 5.

Òàáëèöà 5 - Ïåðå÷åíü è ïàðàìåòðû ðàáîò ñåòåâîãî ãðàôèêà

Êîä ðàáîòûÍàèìåíîâàíèå ðàáîòûÏðîäîëæè- òåëüíîñòü, äí.Èñïîëíèòåëè, ÷åë.ìèíìàêñîæÐóêîâîäèòåëüÈíæåíåðÒåõíèê0,1Ðàçðàáîòêà è óòâåðæäåíèå ÒÇ íà ïðîåêòèðîâàíèå ïðèáîðà êîíòðîëÿ ïîñòîâîé îõðàíû4541101,2Àíàëèç ÒÇ3541102,3Ñîñòàâëåíèå ãðàôèêà ñåòåâîãî ïëàíèðîâàíèÿ1321103,4Ñáîð èíôîðìàöèè ïî ñóùåñòâóþùèì ðåøåíèÿì7870113,5Ïîäáîð ëèòåðàòóðû ïî áåçîïàñíîñòè æèçíåäåÿòåëüíîñòè4650113,6Ñîñòàâëåíèå ñòðóêòóðíîé ñõåìû ïðèáîðà3641114,7Ðàñ÷åò òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé3541105,8Ðàñ÷¸ò ïîêàçàòåëåé íàä¸æíîñòè ïðèáîðà2431106,9Ðàçðàáîòêà ïðèíöèïèàëüíîé ýëåêòðè÷åñêîé ñõåìû5750107, 10Ïîèñê ãîòîâûõ êîðïóñîâ, è âûáîð2431118, 10Ðàçðàáîòêà ñõåìû ïðîãðàììû äëÿ ìèêðîêîíòðîëëåðà4450109, 10Êîìïàíîâêà ðàäèîýëåìåíòîâ íà ïëàòå710811110,11Ðàçðàáîòêà ðèñóíêà ïå÷àòíîé ïëàòû34311010,12Ðàçðàáîòêà ìîíòàæíîé ñõåìû34311111,13Âûáîð GSM àíòåííû13211112,13Äîðàáîòêà êîðïóñà12301113,14Ìîíòàæ ðàäèîýëåìåíòîâ44500114,15Ðàçðàáîòêà ïðîãðàììû ìèêðîêîíòðîëëåðà46501114,16Ðàçðàáîòêà ðóêîâîäñòâà îïåðàòîðà58611115,19Îòëàäêà ïðîãðàììû ïóëüòà35401116,17Àíàëèç ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ12111117,18Îôîðìëåíèå ãðàôè÷åñêîé è òåêñòîâîé äîêóìåíòàöèè14151611018,19Çàùèòà ïðîåêòà111010

9.3 Ðàñ÷åò ïàðàìåòðîâ ñîáûòèé ñåòåâîãî ãðàôèêà

Âàæíåéøèìè ïàðàìåòðàìè ëþáîé ñåòåâîé ìîäåëè ÿâëÿþòñÿ ðàííèå è ïîçäíèå ñðîêè íàñòóïëåíèÿ åå ñîáûòèé.

Ðàííèé ñðîê ñâåðøåíèÿ èñõîäíîãî (íóëåâîãî) ñîáûòèÿ Ñà ïðèíèìàåòñÿ ðàâíûì íóëþ. Ðàííèé ñðîê ñâåðøåíèÿ äàííîãî ïðîìåæóòî÷íîãî ñîáûòèÿ ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïóòåì ñðàâíåíèÿ ñóìì, ñîñòîÿùèõ èç ðàííåãî ñðîêà ñâåðøåíèÿ ñîáûòèÿ, íåïîñðåäñòâåííî ïðåäøåñòâóþùåãî äàííîìó è äëèòåëüíîñòè ðàáîòû.

Ðàñ÷åò ðàííåãî ñðîêà (Òpj) íàñòóïëåíèÿ ñîáûòèÿ j âåäåòñÿ ïî ñëåäóþùåé ôîðìóëå:

Òpj = max { Òpi + tij } , j Î Ê , i Î H (j), (31)

ãäå Í (j) - ìíîæåñòâî íà÷àëüíûõ ñîáûòèé òåõ ðàáîò, êîòîðûå èìåþò ñâîèì

êîíå÷íûì ñîáûòèåì îäíî è òî æå ñîáûòèå j ;

Ê - ìíîæåñòâî êîíå÷íûõ ñîáûòèé ñåòåâîãî ãðàôèêà, êîòîðîå âêëþ÷àåò

âñå ñîáûòèÿ ñåòåâîãî ãðàôèêà, êðîìå èñõîäíîãî.

Ðàññ÷èòàííûé òàêèì ñïîñîáîì ðàííèé ñðîê ñâåðøåíèÿ çàâåðøàþùåãî ñîáûòèÿ âñåãî Ñà ïðèíèìàåòñÿ â êà÷åñòâå åãî æå ïîçäíåãî ñðîêà ñâåðøåíèÿ. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî çàâåðøàþùåå ñîáûòèå Ñà íèêàêèì ðåçåðâîì âðåìåíè íå ðàñïîëàãàåò.

Ïîçäíèé ñðîê ñâåðøåíèÿ äàííîãî ïðîìåæóòî÷íîãî ñîáûòèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ïðè ïðîñìîòðå Ñà â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè. Äëÿ ýòîãî ñîïîñòàâëÿþòñÿ ðàçíîñòè ìåæäó ïîçäíèì ñðîêîì ñâåðøåíèÿ ñîáûòèÿ, íåïîñðåäñòâåííî ñëåäóþùåãî çà äàííûì, è ïðîäîëæèòåëüíîñòè ðàáîòû, ñîåäèíÿþùåé ñîîòâåòñòâóþùåå ñîáûòèå ñ äàííûì. Ðàñ÷åò ïîçäíåãî ñðîêà (Òïi) íàñòóïëåíèÿ ñîáûòèÿ i âåäåòñÿ ïî ñëåäóþùåé ôîðìóëå:

Òïi = min { Òïj - tij } ,i Î H,j Î Ê (i) (32)

ãäå Ê (i) - ìíîæåñòâî êîíå÷íûõ ñîáûòèé òåõ ðàáîò, êîòîðûå èìåþò ñâîèì íà÷àëüíûì ñîáûòèåì îäíî è òî æå ñîáûòèå i ;- ìíîæåñòâî âî âñåõ íà÷àëüíûõ ñîáûòèé ñåòåâîãî ãðàôèêà, êîòîðîå âñå ñîáûòèÿ ñåòåâîãî ãðàôèêà, êðîìå çàâåðøàþùåãî.

Ðåçåðâ âðåìåíè îáðàçóåòñÿ ó òåõ ñîáûòèé, äëÿ êîòîðûõ ïîçäíèé ñðîê ñâåðøåíèÿ áîëüøå ðàííåãî, è îí ðàâåí èõ ðàçíîñòè. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå 6.

Òàáëèöà 6 - Ïàðàìåòðû ñîáûòèé ñåòåâîãî ãðàôèêà

¹ ñîáûòèÿÑðîê ñâåðøåíèÿÐåçåðâ âðåìåíè¹ ñîáûòèÿÑðîê ñâåðøåíèÿÐåçåðâ âðåìåíèðàííèéïîçäíèéðàííèéïîçäíèé00001029290144011323202770123233131010013343404182351438380515194154360176151501644440721265174545081721418636309212101964640

9.4 Ðàñ÷åò ïàðàìåòðîâ ðàáîò ñåòåâîãî ãðàôèêà

Âàæíåéøèìè ïàðàìåòðàìè ëþáîé ñåòåâîé ìîäåëè ÿâëÿþòñÿ ðàííèå è ïîçäíèå ñðîêè íà÷àëà è îêîí÷àíèÿ åãî ðàáîò, ïî êîòîðûì îïðåäåëÿåì ðåçåðâû âðåìåíè: ïîëíûé, ÷àñòíûå 1-ãî è 2-ãî ðîäà, ñâîáîäíûé.

Ðàííèé ñðîê íà÷àëà ðàáîòû Òðíij ñîâïàäàåò ñ ðàííèì ñðîêîì ñâåðøåíèÿ åå íà÷àëüíîãî ñîáûòèÿ:

Òðíij=Tpj (33)

Ïîçäíèé ñðîê íà÷àëà ðàáîòû Òïíij ðàâåí ðàçíîñòè ìåæäó ïîçäíèì ñðîêîì ñâåðøåíèÿ åå êîíå÷íîãî ñîáûòèÿ è îæèäàåìîé ïðîäîëæèòåëüíîñòè ðàáîòû:

Òïíij=Tïj - tij(34)

Ðàííèé ñðîê îêîí÷àíèÿ ðàáîòû Tpoij îáðàçóåòñÿ ïðèáàâëåíèåì åå ïðîäîëæèòåëüíîñòè ê ðàííåìó ñðîêó ñâåðøåíèÿ åå íà÷àëüíîãî ñîáûòèÿ:

= Tpij+ tij, (35)

Ïîçäíèé ñðîê îêîí÷àíèÿ ðàáîòû Òïîij ñîâïàäàåò ñ ïîçäíèì ñðîêîì ñâåðøåíèÿ åå êîíå÷íîãî ñîáûòèÿ:

Òïîij=Tïj, (36)

Ðàáîòû, íå ëåæàùèå íà êðèòè÷åñêîì ïóòè, îáëàäàþò ðåçåðâàìè âðåìåíè.

Ïîëíûé ðåçåðâ âðåìåíè ðàáîòû Rïij îáðàçóåòñÿ âû÷èòàíèåì èç ïîçäíåãî ñðîêà ñâåðøåíèÿ åå êîíå÷íîãî ñîáûòèÿ ðàííåãî ñðîêà ñâåðøåíèÿ åå íà÷àëüíîãî ñîáûòèÿ è åå îæèäàåìîé ïðîäîëæèòåëüíîñòè:

ïij=Tïj - Tði - tij, (37)

×àñòíûé ðåçåðâ âðåìåíè ïåðâîãî ðîäà R1ïij ðàâåí ðàçíîñòè ïîçäíèõ ñðîêîâ ñâåðøåíèÿ åå êîíå÷íîãî è íà÷àëüíîãî ñîáûòèé çà âû÷åòîì åå îæèäàåìîé ïðîäîëæèòåëüíîñòè:

R1ïij=Tïj - Tïi - tij, (38)

×àñòíûé ðåçåðâ âðåìåíè âòîðîãî ðîäà R2ïij ðàâåí ðàçíîñòè ðàííèõ ñðîêîâ ñâåðøåíèÿ åå êîíå÷íîãî è íà÷àëüíîãî ñîáûòèé çà âû÷åòîì åå îæèäàåìîé ïðîäîëæèòåëüíîñòè:

R2ïij=Tðj - Tði - tij, (39)

Ñâîáîäíûé ðåçåðâ âðåìåíè ðàáîòû Rcij îáðàçóåòñÿ âû÷èòàíèåì èç ðàííåãî ñðîêà ñâåðøåíèÿ åå êîíå÷íîãî ñîáûòèÿ ïîçäíåãî ñðîêà ñâåðøåíèÿ åå íà÷àëüíîãî ñîáûòèÿ è åå îæèäàåìîé ïðîäîëæèòåëüíîñòè:

Rcij=Tpj - Tïi - tij, (40)

Ïðàâèëüíîñòü ðàñ÷åòà ðåçåðâîâ âðåìåíè ðàáîòû ïðîâåðÿåì ïî ñëåäóþùèì ñîîòíîøåíèÿì:

à) ñóììà ïîëíîãî è ñâîáîäíîãî ðåçåðâà âðåìåíè ðàáîòû ðàâíà ñóììå äâóõ ÷àñòíûõ åå ðåçåðâîâ;

á) ïîçäíèé è ðàííèé ñðîêè íà÷àëà ðàáîòû, à òàêæå ïîçäíèé è ðàííèé ñðîêè îòëè÷àþòñÿ íà âåëè÷èíó åå ïîëíîãî ðåçåðâà.

Äëÿ ðàáîò, ëåæàùèõ íà êðèòè÷åñêîì ïóòè, íèêàêèõ ðåçåðâîâ íåò è, ñëåäîâàòåëüíî, êîýôôèöèåíò íàïðÿæåííîñòè Êíij òàêèõ ðàáîò ðàâåí åäèíèöå. Åñëè ðàáîòà íå ëåæèò íà êðèòè÷åñêîì ïóòè, îíà ðàñïîëàãàåò ðåçåðâàìè âðåìåíè è åå êîýôôèöèåíò íàïðÿæåííîñòè ìåíüøå åäèíèöû. Åãî âåëè÷èíà ïîäñ÷èòûâàåòñÿ êàê îòíîøåíèå ñóììû ïðîäîëæèòåëüíîñòåé îòðåçêîâ ìàêñèìàëüíîãî ïóòè, ïðîõîäÿùåãî ÷åðåç äàííóþ ðàáîòó, íå ñîâïàäàþùèõ ñ êðèòè÷åñêèì ïóòåì, ê ñóììå ïðîäîëæèòåëüíîñòåé îòðåçêîâ êðèòè÷åñêîãî ïóòè, íå ñîâïàäàþùèõ ñ ìàêñèìàëüíûì ïóòåì, ïðîõîäÿùèì ÷åðåç ýòó ðàáîòó.

 çàâèñèìîñòè îò êîýôôèöèåíòà íàïðÿæåííîñòè âñå ðàáîòû ïîïàäàþò â îäíó èç 3-õ çîí íàïðÿæåííîñòè:

à) êðèòè÷åñêóþ Êíij > 0.8

á) ïðîìåæóòî÷íóþ 0.5 £ Êíij £ 0.8

â) ðåçåðâíóþ Êíij < 0.5

Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ïàðàìåòðîâ ðàáîò ñåòåâîãî ãðàôèêà ñâåäåíû â òàáëèöó 7.

Òàáëèöà 7 - Ïàðàìåòðû ðàáîò ñåòåâîãî ãðàôèêà

Êîä ðàáîòûÎæèä. ïðîä-òü, äí.Ñðîê íà÷àëà, äí.Ñðîê îêîí÷àíèÿ, äí.Ðåçåðâû âðåìåíè, äíÊîýôô. íàïð.ðàííèéïîçä-íèéðàííèéïîçä-íèéïîë-íûé÷àñò-íûé 1-ãî ðîäà÷àñò-íûé 2-ãî ðîäàñâîáîäíûé0,140044000011,234477000012,3377710000013,4810151823500-50,743,5510141519400-40,793,6510101515000014,7318232126500-50,745,8215191721400-40,798, 10817212529400-40,796,9615152121000017, 10321262429500-50,749, 108212129290000110,113292932320000110,12329303233100-10,811,132323234340000112,13132333334100-10,813,144343537380000114,166383844440000116,171444445450000117,1818454563630000118,1916363646400001

Êîëè÷åñòâî ñîáûòèé nc=19

Êîëè÷åñòâî ðàáîò np=24

Êîýôôèöèåíò ñëîæíîñòè ÑÃ, ðàâíûé îòíîøåíèþ êîëè÷åñòâà ðàáîò ê êîëè÷åñòâó ñîáûòèé â Ñà - 1,26.

9.5 Ðàñ÷åò ïðåäïðîèçâîäñòâåííûõ çàòðàò íà ðåàëèçàöèþ ìåðîïðèÿòèé ÍÈÎÊÐ

Äëÿ ðàñ÷åòà ñìåòû çàòðàò ïî ïðîâåäåíèþ ÍÈÎÊÐ íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü êîëè÷åñòâî èñïîëíèòåëåé, òðóäîåìêîñòü ðàáîò, ìàòåðèàëüíûå çàòðàòû è äð. Ñîãëàñíî ñåòåâîìó ãðàôèêó äëÿ âûïîëíåíèÿ ðàáîòû òðåáóåòñÿ òðè ÷åëîâåêà. Äëÿ ðàñ÷åòà ïðåäïðîèçâîäñòâåííûõ çàòðàò íà ïðîâåäåíèå ÍÈÐ íóæíî ðàññ÷èòàòü ñëåäóþùèå ñòàòüè çàòðòàò:

Ìàòåðèàëû;

Êîíòðàãåíòñêèå ðàñõîäû;

Ïîêóïíûå èçäåëèÿ, ïîëóôàáðèêàòû è ñïåöèàëüíîå îáîðóäîâàíèå;

Çàðàáîòíàÿ ïëàòà è îò÷èñëåíèÿ ñ çàðàáîòíîé ïëàòû;

Íàêëàäíûå ðàñõîäû.

Çàòðàòû ïî ñòàòüå «Ìàòåðèàëû » ñâåäåíû â òàáëèöó 8.

Òàáëèöà 8 - Çàòðàòû ïî ñòàòüå «Ìàòåðèàëû»

ÍàèìåíîâàíèåÅäèíèöà èçìåðåíèÿÖåíà çà åäèíèöó, ðóá.Êîë-âîÑòîèìîñòü, ðóá. Ðó÷êàøò.3,0026,00Òåòðàäüøò.10,00110,00Êàðàíäàøøò.3,0026,00Ñïèðò ãèäðîëèçíûé Á ÃÎÑÒ11299-71êã100,00,110Âàòìàíøò.6,001060.00Áóìàãà ïèñ÷àÿóïàêîâêà60,00160,00Áóìàãà äëÿ ïðèíòåðàóïàêîâêà130,001130,00Ñòåêëîòåêñòîëèò ÑÔ-2-35Ã-1 ÒÓ 16-503.271-86Ëèñò1200,000,1120,00Êàíèôîëü ÎÑÒ81-07Óïàêîâêà20,00120,00Ïðèïîé ÏÎÑ61 ÃÎÑÒ21931-76êã10000,1100,00Èòîãî:462

 ñòàòüþ «êîíòðàãåíòñêèå ðàñõîäû» âêëþ÷àåòñÿ ñòîèìîñòü ðàáîò, âûïîëíÿåìûå ñòîðîííèìè îðãàíèçàöèÿìè è ïðåäïðèÿòèÿìè ïî çàêàçó îðãàíèçàöèè, ïðîâîäÿùåé ÍÈÐ.  íàøåì ñëó÷àå òàêèìè ðàñõîäàìè ÿâëÿþòñÿ çàêàç èçãîòîâëåíèÿ ïå÷àòíûõ ïëàò.  òàáëèöå 9 ïðåäñòàâëåí ðàñ÷åò çàòðàò ïî ñòàòüå «Êîíòðàãåíòñêèå ðàñõîäû».

Òàáëèöà 9 - Êîíòðàãåíòñêèå ðàñõîäû

Íàèìåíîâàíèå ðàáîòûÅäèíèöû èçìåðåíèÿÖåíà çà åäèíèöó, ðóá.Êîë-âîÑòîèìîñòü, ðóá.Èçãîòîâëåíèå ïå÷àòíîé ïëàòûØòóêà5001500Èòîãî:500

Îáû÷íî â ñòàòüþ «Çàðàáîòíàÿ ïëàòà» âêëþ÷àåòñÿ îñíîâíàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà (Çîñí) íàó÷íûõ è èíæåíåðíî-òåõíè÷åñêèõ ðàáîòíèêîâ, íåïîñðåäñòâåííî ó÷àñòâóþùèõ â âûïîëíåíèè ðàáîò ïî äàííîé òåìå.  ýòó æå ñòàòüþ âêëþ÷àåòñÿ äîïëàòà ïî ïîÿñíîìó êîýôôèöèåíòó (ÇÏïê) 15% îò îñíîâíîé çàðàáîòíîé ïëàòû è ïðåìèè (ÇÏïð) - 20% îò (Çîñí+ ÇÏïê). Âåëè÷èíà ðàñõîäîâ ïî çàðàáîòíîé ïëàòå îïðåäåëÿåòñÿ, èñõîäÿ èç òðóäîåìêîñòè ðàáîò ñåòåâîãî ãðàôèêà è äåéñòâóþùåé ñèñòåìû îêëàäîâ è òàðèôíûõ ñòàâîê.  íàøåì ñëó÷àå îïëàòà ïðîèçâîäèòñÿ íà êîíòðàêòíîé îñíîâå, ïîýòîìó â ðàñ÷åòàõ îòñóòñòâóþò ïîÿñíîé êîýôôèöèåíò è ïðåìèÿ.

Ïðÿìóþ çàðàáîòíóþ ïëàòó ðàññ÷èòûâàåì ïî ôîðìóëå:

, (41)

ãäå Ti - òðóäîåìêîñòü ðàáîò, ÷åë×äí;- ÷àñîâàÿ òàðèôíàÿ ñòàâêà, ðóá/÷àñ.

Ðàñ÷åò çàðàáîòíîé ïëàòû ïðåäñòàâëåí â òàáëèöå 10.

Òàáëèöà 10 - Ðàñ÷åò çàðàáîòíîé ïëàòû

Èñïîëíèòåëü×àñîâàÿ òàðèôíàÿ ñòàâêà, ðóá.Òðóäîåìêîñòü, ÷åë./äí.Çàð.ïëàòà, ðóá.Ðóêîâîäèòåëü120657800Òåõíèê801028160Èíæåíåð90787020Èòîãî:22980

Âàæíîé ÷àñòüþ ïðè ðàñ÷åòå ïëàíîâîé ñåáåñòîèìîñòè ÿâëÿþòñÿ ïëàíîâûå îò÷èñëåíèÿ íà ñîöèàëüíûå íóæäû è â áþäæåò, êîòîðûå ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå 11.

Òàáëèöà 11 - Çàòðàòû ïî ñòàòüå «Îò÷èñëåíèÿ ñ çàðàáîòíîé ïëàòû»

Ñòàòüÿ îò÷èñëåíèÿ% îò çàðàáîòíîé ïëàòûÑóììà, ðóá.Îò÷èñëåíèÿ íà ñîöñòðàõîâàíèå345975

Ðàñøèôðîâêà çàòðàò ïî ñòàòüå «Êîìïëåêòóþùèå» ïðåäñòàâëåíà â òàáëèöå 12.

Òàáëèöà 12 - Çàòðàòû ïî ñòàòüå «Êîìïëåêòóþùèå»

Íàèìåíîâàíèå èçäåëèéÖåíà åäèí,ðóá.Êîëè÷åñòâî, øò.Ñóììà, ðóá.ATMEGA8-8PU140,01140,0SIM300DZ102011020,0TDA200320120,0BCR1081.546,0×èï-ðåçèñòîðû 12060,52311,5ÊÐ142ÅÍ515115LM108580180Êâàðöåâûé ðåçîíàòîð JTTCC-4ÌÃö515LM358P15115Êîíäåíñàòîðû191,528,5Êîðïóñ1501150ICA-501-00615115ST-222515Ì3 × 6.58.0390,140,4Èòîãî:1562

Çàòðàò íà ñïåöîáîðóäîâàíèå äëÿ äàííûõ ðàáîò íåò, òàê êàê ñïåöîáîðóäîâàíèå äëÿ äàííîé ðàáîòû íå ïðèîáðåòàëîñü. Íàêëàäíûå ðàñõîäû, âêëþ÷àþùèå çàòðàòû íà óïðàâëåíèå è õîçÿéñòâåííîå îáñëóæèâàíèå, êîòîðûå íå ìîãóò áûòü îòíåñåíû ïðÿìûì ñ÷åòîì íà êîíêðåòíóþ òåìó ñîñòàâëÿþò 5% îò ñóììû çàòðàò ïî ïðåäûäóùèì ñòàòüÿì. Ñìåòà çàòðàò ñâåäåíà â òàáëèöó 13.

Òàáëèöà 13 - Çàòðàòû íà ÍÈÎÊÐ

Íàèìåíîâàíèå ñòàòüè çàòðàòÑóììà, ðóá.Ìàòåðèàëû462Êîíòðàãåíòñêèå ðàñõîäû500Çàðàáîòíàÿ ïëàòà22980Îò÷èñëåíèÿ íà ñîöñòðàõîâàíèå5975Êîìïëåêòóþùèå1562Íàêëàäíûå ðàñõîäû8185Èòîãî:39664

9.6 Ðàñ÷åò òåêóùèõ çàòðàò íà ñòàäèè åäèíè÷íîãî ïðîèçâîäñòâà

Ðàñ÷åò òåêóùèõ çàòðàò áóäåì ïðîèçâîäèòü äëÿ äàííîãî âûïóñêà ïðîäóêöèè. Ïëàíèðóåòñÿ âûïóñòèòü N=100 èçäåëèé.

Çàòðàòû íà îñíîâíûå ìàòåðèàëû è êîìïëåêòóþùèå ðàññ÷èòàåì ïî äàííûì òàáëèöàì 8 è 12 óìíîæåíèåì íà ïðîãðàììó âûïóñêà ïðîäóêöèè N=100 øò.

Ðàñõîäû íà òîïëèâî è ýíåðãèþ íà òåõíîëîãè÷åñêèå öåëè ðàññ÷èòûâàåì èç óñëîâèÿ, ÷òî â ÷àñ íà äàííîì ïðåäïðèÿòèè òðàòèòñÿ â ñðåäíåì 2 êÂò ýëåêòðîýíåðãèè, ñòîèìîñòü êîòîðîé 3,94 ðóá. Óìíîæèâ ñòîèìîñòü ýëåêòðîýíåðãèè â ÷àñ íà âðåìÿ, çàòðà÷åííîå íà ñáîðêó è íàëàäêó âñåõ èçäåëèé, ïîëó÷èì íåîáõîäèìûå çàòðàòû íà ýëåêòðîýíåðãèþ.

Äëÿ ðåàëèçàöèè ïðîãðàììû âûïóñêà èçäåëèÿ íà ïðåäïðèÿòèè íåîáõîäèìî îðãàíèçîâàòü îäíî ðàáî÷åå ìåñòî òåõíèêà - ñáîðùèêà. ×àñîâàÿ òàðèôíàÿ ñòàâêà ðàáî÷åãî ñîñòàâëÿåò 80 ðóá./÷àñ. Ñáîðêà îäíîãî èçäåëèÿ çàíèìàåò 2 ÷àñà. Ïðÿìàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà ðàâíà ïðîèçâåäåíèþ ñòàâêè ðàáî÷åãî íà êîëè÷åñòâî ÷àñîâ, çàòðà÷åííûõ íà ïðîèçâîäñòâî èçäåëèé.

Ôîíä îñíîâíîé çàðàáîòíîé ïëàòû îïðåäåëÿåòñÿ êàê ñóììà ïðÿìîé çàðàáîòíîé ïëàòû, äîïëàòû ïî ïîÿñíîìó êîýôôèöèåíòó, ïðåìèè. Äîïëàòû ïî ïîÿñíîìó êîýôôèöèåíòó ñîñòàâëÿþò 15% îò ïðÿìîé çàðàáîòíîé ïëàòû. Ïðåìèè ñîñòàâëÿþò 20% îò ñóììû ïðÿìîé çàðàáîòíîé ïëàòû è äîïëàòû ïî ïîÿñíîìó êîýôôèöèåíòó. Äîïîëíèòåëüíàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà ïðîèçâîäñòâåííûõ ðàáî÷èõ ñîñòàâëÿåò 14,5% îò ôîíäà îñíîâíîé çàðàáîòíîé ïëàòû.

Ðàñõîäû íà ïîäãîòîâêó ïðîèçâîäñòâà ñîñòàâëÿþò 5% îò ôîíäà îñíîâíîé çàðàáîòíîé ïëàòû. Èçíîñ èíñòðóìåíòà è ñïåöèàëüíûå ðàñõîäû ñîñòàâëÿþò 10% îò ôîíäà îñíîâíîé çàðàáîòíîé ïëàòû. Öåõîâûå ðàñõîäû ïðèíÿòû èñõîäÿ èç îïûòà ðàáîòû ïðåäïðèÿòèÿ â ðàçìåðå 80% îò îñíîâíîé çàðàáîòíîé ïëàòû ïðîèçâîäñòâåííûõ ðàáî÷èõ. Îáùåçàâîäñêèå ðàñõîäû ñîñòàâëÿþò 65% îò ôîíäà îñíîâíîé çàðàáîòíîé ïëàòû ïðîèçâîäñòâåííûõ ðàáî÷èõ. Ïðî÷èå ïðîèçâîäñòâåííûå ðàñõîäû ñîñòàâëÿþò 0,7% îò îñíîâíîé çàðàáîòíîé ïëàòû. Âíåïðîèçâîäñòâåííûå ðàñõîäû ñîñòàâëÿþò 0,45% îò âåëè÷èíû ïðîèçâîäñòâåííîé ñåáåñòîèìîñòè.

Òåêóùèå çàòðàòû íà ñòàäèè åäèíè÷íîãî ïðîèçâîäñòâà ñâåäåíû â òàáëèöó 14.

Òàáëèöà 14 - Çàòðàòû íà ñòàäèè åäèíè÷íîãî ïðîèçâîäñòâà

ÍàèìåíîâàíèåÎáîçí.Ñóììà,ðóá.Ñûðüå è ìàòåðèàëûÐì46200Êîìïëåêòóþùèå èçäåëèÿÐêîìïë156200Ýíåðãèÿ íà òåõíîëîãè÷åñêèå öåëèÐò.ý394Îñíîâíàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà ïðîèçâîäñòâåííûõ ðàáî÷èõÇîñí20000Äîïîëíèòåëüíàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà ïðîèçâîäñòâåííûõ ðàáî÷èõÇäîï4002Îò÷èñëåíèÿ íà ñîöèàëüíûå íóæäûÎñ.ñ6240Ðàñõîäû íà ïîäãîòîâêó è îñâîåíèå ïðîèçâîäñòâàÐïîäã1350Èçíîñ èíñòðóìåíòà è ïðèñïîñîáëåíèé öåëåâîãî íàçíà÷åíèÿ è ñïåöèàëüíûå ðàñõîäûÈèí2760Ðàñõîäû íà ñîäåðæàíèå è ýêñïëóàòàöèþ îáîðóäîâàíèÿÐñýî13800Îáùåçàâîäñêèå ðàñõîäûÐîç17940Öåõîâûå ðàñõîäûÐö16000Ïðî÷èå ïðîèçâîäñòâåííûå ðàñõîäûÐïðî÷200Ïðîèçâîäñòâåííàÿ ñåáåñòîèìîñòüÑïð285086Âíåïðîèçâîäñòâåííûå ðàñõîäûÐâï100Èòîãî ïîëíàÿ ñåáåñòîèìîñòüÑïîëí285186

Èñõîäÿ èç ãîäîâîé ñåáåñòîèìîñòè ïðîãðàììû âûïóñêà, íàéäåì ñåáåñòîèìîñòü îäíîãî èçäåëèÿ ïî ôîðìóëå:

,(42)

ãäå Ñïîëí - ïîëíàÿ ñåáåñòîèìîñòü ïðîãðàììû âûïóñêà, ðóá.;

N - îáúåì âûïóñêà, øò.

Ïîëó÷èì Ñèçä = 2852 ðóá.

Åäèíîâðåìåííûõ çàòðàò íà òðàíñïîðòèðîâêó èçäåëèé íåò ò.ê. ïðè ïðîäàæå äåéñòâóåò ñàìîâûâîç.

Ìîíòàæ, íàëàäêà è ïóñê èçäåëèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîêóïàòåëåì çà ñâîé ñ÷åò.

9.7 Ñòîèìîñòíàÿ îöåíêà ðåçóëüòàòîâ ìåðîïðèÿòèÿ

Îòïóñêíàÿ öåíà åäèíèöû ïðîäóêöèè ñêëàäûâàåòñÿ èç ñåáåñòîèìîñòè èçãîòîâëåíèÿ è íîðìèðîâàííîé ïðèáûëè.

Ñòîèìîñòíàÿ îöåíêà ðåçóëüòàòîâ ìåðîïðèÿòèÿ â îäèí ãîä îöåíèâàåòñÿ ïî ôîðìóëå:

Pt=N (Ñèçä+0,3Ñèçä)=100(2852+856)=370800 ðóá.(43)

Ýêîíîìè÷åñêèé ýôôåêò ìåðîïðèÿòèÿ çà âðåìÿ tÐê ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ôîðìóëå:

(44)

ãäå Pt - ðåçóëüòàòû ìåðîïðèÿòèÿ â ãîäó t;

Çt - çàòðàòû â ãîäó t; at - êîýôôèöèåíò äèñêîíòèðîâàíèÿ;

Êîýôôèöèåíòû äèñêîíòèðîâàíèÿ ïðèíèìàþòñÿ ðàâíûìè (1,00; 0,91; 0,83; 0,69; 0,58).

Ðàññ÷èòàåì ýêîíîìè÷åñêèé ýôôåêò ïðîèçâîäñòâà ñðîêîì íà ïÿòü ëåò.  ïåðâûé ãîä ïðîèçâîäèòñÿ íàó÷íî-òåõíè÷åñêàÿ ïîäãîòîâêà ïðîèçâîäñòâà, ïîñëå åå çàâåðøåíèÿ íà÷èíàåòñÿ ìåëêîñåðèéíîå ïðîèçâîäñòâî, êîòîðîå ïðîäîëæàåòñÿ ÷åòûðå ãîäà. Ðàñ÷åò ýêîíîìè÷åñêîãî ýôôåêòà ïðåäñòàâëåí â òàáëèöå 15.

Òàáëèöà 15 - Ðàñ÷åò ýêîíîìè÷åñêîãî ýôôåêòà

Ãîä öèêëà20112012201320142015ÑòàäèèÍÈÎÊÐÏð-âîÏð-âîÏð-âîÏð-âîÇàòðàòû ïðè ïðîèçâîäñòâåÅäèí.396640000Òåêóùèå0285186285186285186285186Çàòðàòû íà äîï. óñëóãè0,00000Ðåçóëüòàòû0,0370800370800370800370800at10,910,830,690,58Ðåçóëüòàòû çà âû÷åòîì çàòðàòÔàêò-êèå-3966459496594965949659496Äèñêîí-íûå-3966459496493824105234507Íàêîï-íûå-396641447763859104911139418

Ýêîíîìè÷åñêèé ýôôåêò çà ïÿòü ëåò ñîñòàâëÿåò 139418 ðóáëåé. Ñðîê îêóïàåìîñòè âëîæåíèé â ðàçðàáîòêó è îñâîåíèå ïðîèçâîäñòâà ñîñòàâëÿåò äâà ãîäà.

Ïðîâåäåííîå ïëàíèðîâàíèå ðàáîò ïîçâîëèëî âûïîëíèòü ïîñòàâëåííóþ çàäà÷ó â óñòàíîâëåííûé ñðîê. Ýêîíîìè÷åñêèå ðàñ÷åòû ïîêàçàëè ýôôåêòèâíîñòü è öåëåñîîáðàçíîñòü ðàçðàáîòêè è ïðîèçâîäñòâà ïðèáîðà êîíòðîëÿ ïîñòîâîé îõðàíû.

10. ÎÕÐÀÍÀ ÒÐÓÄÀ

10.1 Àíàëèç îïàñíûõ è âðåäíûõ ïðîèçâîäñòâåííûõ ôàêòîðîâ, èñòî÷íèêîì êîòîðûõ ÿâëÿåòñÿ ïðîåêòèðóåìîå óñòðîéñòâî

Ñîãëàñíî ÃÎÑÒ 12.2.007.0-75 «Èçäåëèÿ ýëåêòðîòåõíè÷åñêèå. Îáùèå òðåáîâàíèÿ» áëîê ïðèáîðà äîëæåí îòâå÷àòü òðåáîâàíèÿì áåçîïàñíîñòè, êîòîðûå ïðåäîòâðàùàþò èëè óìåíüøàþò äî äîïóñòèìîãî óðîâíÿ âîçäåéñòâèå íà ÷åëîâåêà: ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà; ýëåêòðè÷åñêîé äóãè è èñêðû; ÷àñòåé èçäåëèÿ, íàãðåâàþùèõñÿ äî âûñîêèõ òåìïåðàòóð; îïàñíûõ è âðåäíûõ ìàòåðèàëîâ, èñïîëüçóåìûõ â êîíñòðóêöèè èçäåëèÿ, à òàêæå îïàñíûõ è âðåäíûõ âåùåñòâ, âûäåëÿþùèõñÿ ïðè åãî ýêñïëóàòàöèè.

À òàêæå äîëæíà îòâå÷àòü òðåáîâàíèÿì, ñíèæàþùèì âåðîÿòíîñòü âîçíèêíîâåíèÿ ïîæàðà îò: ýëåêòðè÷åñêîé äóãè è èñêðû; ÷àñòåé èçäåëèÿ, íàãðåâàþùèõñÿ äî âûñîêèõ òåìïåðàòóð; ïðèìåíåíèå ïîæàðîîïàñíûõ ìàòåðèàëîâ, âûäåëÿþùèõ îïàñíûå è âðåäíûå âåùåñòâà ïðè ýêñïëóàòàöèè è õðàíåíèè.

10.2 Àíàëèç óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè ïðîåêòèðóåìîãî óñòðîéñòâà

Áëîê ïðèáîðà êîíòðîëÿ ïîñòîâîé îõðàíû ïðåäíàçíà÷åí äëÿ ðàáîòû â çàêðûòûõ ïîìåùåíèÿõ. Êëèìàòè÷åñêîå èñïîëíåíèå - Ó4.

• Òåìïåðàòóðà îêðóæàþùåé ñðåäû îò 0 äî +400Ñ.
• Îòíîñèòåëüíàÿ âëàæíîñòü âîçäóõà íå áîëåå 80% ïðè 250Ñ.
• Àòìîñôåðíîå äàâëåíèå 100±4êÏà (750±30 ìì.ðò.ñò.).
• Â èçäåëèè èñïîëüçóþòñÿ:
• ðàáî÷àÿ èçîëÿöèÿ òîêîâåäóùèõ ÷àñòåé;
• ìàëîå íàïðÿæåíèå â ýëåêòðè÷åñêèõ ÷àñòÿõ - 12Â;
• âíåøíèé ïëàñòìàññîâûé êîðïóñ, ïðåäîòâðàùàþùèé âîçìîæíîñòü ñëó÷àéíîãî ïðèêîñíîâåíèÿ ê òîêîâåäóùèì ÷àñòÿì.

10.3 Ñîîòâåòñòâèå ïðîåêòèðóåìîãî óñòðîéñòâà òðåáîâàíèÿì áåçîïàñíîñòè

Ïðèáîð êîíòðîëÿ ïîñòîâîé îõðàíû îòíîñèòñÿ ê 0 êëàññó ýëåêòðîòåõíè÷åñêèõ èçäåëèé ïî ñïîñîáó çàùèòû ÷åëîâåêà îò ïîðàæåíèÿ ýëåêòðè÷åñêèì òîêîì. Ê 0 êëàññó îòíîñÿòñÿ èçäåëèÿ, ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ ðàáîòû ïðè áåçîïàñíîì íèçêîì íàïðÿæåíèè (íîìèíàëüíîå íàïðÿæåíèå, êîòîðîå íå ïðåâûøàåò 42 ìåæäó îòäåëüíûìè ïðîâîäíèêàìè èëè ìåæäó ïðîâîäíèêîì è çåìëåé, ïðè ýòîì áåç íàãðóçêè íàïðÿæåíèå íå ïðåâûøàåò 50Â), èìåþùèå, ïî êðàéíåé ìåðå, ðàáî÷óþ èçîëÿöèþ è íå èìåþùèå ýëåìåíòîâ äëÿ çàçåìëåíèÿ.

Ïðîåêòèðóåìîå óñòðîéñòâî íå ÿâëÿåòñÿ ïåðåíîñíûì è èìååò îòâåðñòèÿ äëÿ æåñòêîãî êðåïëåíèÿ ê ãîðèçîíòàëüíûì ïîâåðõíîñòÿì. Óñòðîéñòâî íå ÿâëÿåòñÿ èñòî÷íèêîì âèáðàöèè è øóìà, ïîýòîìó â êîíñòðóêöèè ïðèáîðà íå ïðåäóñìàòðèâàåòñÿ äîïîëíèòåëüíûõ ñðåäñòâ øóìî- è âèáðîçàùèòû. Ïðèáîð ïðåäïîëàãàåòñÿ ýêñïëóàòèðîâàòü åäèíè÷íî.

Âíóòðè ïðèáîðà ðàñïîëàãàþòñÿ êðàñíûå ñâåòîäèîäû, èçäåëèå íå ÿâëÿåòñÿ èñòî÷íèêîì èíôðàêðàñíîãî, òåïëîâîãî è ðåíòãåíîâñêîãî èçëó÷åíèÿ.

 ïðîöåññå ðàáîòû óñòðîéñòâî ìîæåò ñîçäàâàòü ýëåêòðîìàãíèòíûå ïîëÿ, íî îíè èìåþò ìàëóþ ìîùíîñòü èçëó÷åíèÿ â îäèí Âàòò, ëîêàëèçèðóþòñÿ âûñîêî÷àñòîòíîé ëèíèåé ïèòàíèÿ è íå âîçäåéñòâóþò íà ÷åëîâåêà.

Ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõåìà èçäåëèÿ èñêëþ÷àåò âîçìîæíîñòü åãî ñàìîïðîèçâîëüíîãî âêëþ÷åíèÿ è îòêëþ÷åíèÿ. Âñå ñîåäèíåíèÿ ÷àñòåé, à òàêæå èõ ðàñïîëîæåíèå è ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ñáîðêè âûïîëíåíû ñ ó÷åòîì óäîáñòâà áåçîïàñíîñòè íàáëþäåíèÿ çà èçäåëèåì ïðè âûïîëíåíèè ñáîðî÷íûõ ðàáîò, ïðîâåäåíèå îñìîòðà, èñïûòàíèé è îáñëóæèâàíèÿ.

Ââîä ïðîâîäîâ â êîðïóñ îñóùåñòâëÿåòñÿ ÷åðåç èçîëÿöèîííûå äåòàëè. Êîíñòðóêöèÿ è ìàòåðèàë ââîäíûõ óñòðîéñòâ èñêëþ÷àåò âîçìîæíîñòü ñëó÷àéíîãî ïðèêîñíîâåíèÿ ê òîêîâåäóùèì ÷àñòÿì, ýëåêòðè÷åñêèõ ïåðåêðûòèé, à òàêæå çàìûêàíèÿ ïðîâîäíèêîâ íà êîðïóñ è íàêîðîòêî. Òàê êàê ïèòàíèå áëîêà ñîñòàâëÿåò 12Â, íèêàêèå äîïîëíèòåëüíûå òðåáîâàíèÿ ê èçîëÿöèè íå ïðåäúÿâëÿþòñÿ.

10.4 Ýðãîíîìèêà

Ðàáîòà ñ áëîêîì ìèêðîêîíòðîëëåðà áóäåò îñóùåñòâëÿòüñÿ ñòîÿ. Ðàáî÷åå ìåñòî îïåðàòîðà äîëæíî áûòü ñïðîåêòèðîâàíî ñîãëàñíî ÃÎÑÒ 12.2.033-78 (2001) ÑÑÁÒ. Ðàáî÷åå ìåñòî ïðè âûïîëíåíèè ðàáîò ñòîÿ. Îáùèå ýðãîíîìè÷åñêèå òðåáîâàíèÿ <#"justify">10.5 Çàùèòà îò øóìà

Òàê êàê â ïðèáîðå ïðåäóñìîòðåí çâóêîèçëó÷àþùèé äèíàìèê, íåîáõîäèìî îáåñïå÷èòü óðîâåíü çâóêîâîãî äàâëåíèÿ äèíàìèêîì, íå ïðåâûøàþùèé äîïóñòèìûå íîðìû ñîãëàñíî ÑàíÏèÍ 2.2.2/2.4.1340-03. Ãèãèåíè÷åñêèå òðåáîâàíèÿ ê ïåðñîíàëüíûì ýëåêòðîííî-âû÷èñëèòåëüíûì ìàøèíàì è îðãàíèçàöèè ðàáîò. Äîïóñòèìûå óðîâíè çâóêîâîãî äàâëåíèÿ ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå 16.

Òàáëèöà 16 - Ïðåäåëüíî äîïóñòèìûå óðîâíè çâóêîâîãî äàâëåíèÿ

¹ ïïÂèä òðóäîâîé äåÿòåëüíîñòè, ðàáî÷åå ìåñòîÓðîâíè çâóêîâîãî äàâëåíèÿ, äÁ, â îêòàâíûõ ïîëîñàõ ñî ñðåäíåãåîìåòðè÷åñêèìè ÷àñòîòàìè, ÃöÓðîâíè çâóêà è ýêâèâàëåíòíûå óðîâíè çâóêà (â äÁÀ)31,56312525050010002000400080001êîíñòðóèðîâàíèå è ïðîåêòèðîâàíèå, ïðîãðàììèðîâàíèå. Ðàáî÷èå ìåñòà â ïîìåùåíèÿõ ïðîåêòíî-êîíñòðóêòîðñêèõ áþðî, ïðîãðàììèñòîâ âû÷èñëèòåëüíûõ ìàøèí.86716154494542403850

Ñîãëàñíî ÃÎÑÒ 12.1.036-81. Øóì. Äîïóñòèìûå óðîâíè â æèëûõ è îáùåñòâåííûõ çäàíèÿõ, äîïóñêàåòñÿ ìàêñèìàëüíûé óðîâåíü çâóêà â äÁÀ îò òåõíè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ, ðàñïîëîæåííîãî â çäàíèÿõ, ïðîìûøëåííûõ è îáùåñòâåííûõ ïîìåùåíèé (âíóòðè çäàíèÿ) íà 10 äÁÀ âûøå ñîîòâåòñòâóþùåãî äîïóñòèìîãî ýêâèâàëåíòíîãî óðîâíÿ çâóêà â òåõ æå ñàìûõ òî÷êàõ èçìåðåíèÿ, â êîòîðûõ îïðåäåëÿþò ýêâèâàëåíòíûé óðîâåíü çâóêà.

 äàííîì ïðèáîðå èñïîëüçóåòñÿ äèíàìèê, ìàêñèìàëüíàÿ ìîùíîñòü èçëó÷åíèÿ êîòîðîãî ñîñòàâëÿåò 40 Äá, ÷òî íå ïðåâûøàåò ñàíèòàðíûõ íîðì ïî óðîâíþ çâóêîâîãî äàâëåíèÿ. Òàêæå äàííàÿ âåëè÷èíà íå ïðîòèâîðå÷èò ÃÎÑÒ 12.1.036-81 äëÿ ýêâèâàëåíòíûõ óðîâíåé çâóêà ëþáûõ ïîìåùåíèé.

Òàêèì îáðàçîì, ïðîåêòèðóåìûé áëîê áóäåò óäîáåí â ýêñïëóàòàöèè, íå áóäåò ÿâëÿòüñÿ èñòî÷íèêîì âðåäíûõ ïðîèçâîäñòâåííûõ ôàêòîðîâ.

ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ

 äèïëîìíîì ïðîåêòå áûëà ðàçðàáîòàíà ïðèáîð êîíòðîëÿ ïîñòîâîé îõðàíû: ðàçðàáîòàíà êîíñòðóêöèÿ áëîêà, êîíñòðóêöèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî óçëà, óïðàâëÿþùàÿ ïðîãðàììà äëÿ ìèêðîêîíòðîëëåðà, âûðàáàòûâàþùåãî óïðàâëÿþùèé ñèãíàë äëÿ GSM ìîäóëÿ â çàâèñèìîñòè îò íàæàòîé êíîïêè. Ñîçäàíà òðåõìåðíàÿ ìîäåëü êîíñòðóêöèè, íà îñíîâå êîòîðîé áûëè ïîëó÷åíû ÷åðòåæè äåòàëåé è ñáîðî÷íûå ÷åðòåæè èçäåëèÿ. Ðàçðàáîòàí êîìïëåêò ãðàôè÷åñêîãî ìàòåðèàëà, êîòîðûé ñîäåðæèò: ÷åðòåæ ïå÷àòíîé ïëàòû, ñáîðî÷íûå ÷åðòåæè áëîêà, ïå÷àòíîãî óçëà, ÷åðòåæ êîðïóñíîé äåòàëè. Òàêæå ðàçðàáîòàí êîìïëåêò ïðîãðàììíîé äîêóìåíòàöèè, â ñîñòàâ êîòîðîãî âêëþ÷åí òåêñò ïðîãðàììû è ðóêîâîäñòâî îïåðòîðà.

Áûë ïðîèçâåäåí ðàñ÷åò íàäåæíîñòè ïå÷àòíîãî óçëà. Íàðàáîòêà íà îòêàç ñîñòàâèëà 27366 ÷àñîâ, ÷òî ïðåâûøàåò çàäàííîå â òåõíè÷åñêîì çàäàíèè çíà÷åíèå.

Ýêîíîìè÷åñêèé ýôôåêò ðàçðàáàòûâàåìîãî óñòðîéñòâà çà ïÿòü ëåò ñîñòàâèë 139418 ðóá. Ñðîê îêóïàåìîñòè âëîæåíèé â ðàçðàáîòêó è îñâîåíèå ïðîèçâîäñòâà ñîñòàâëÿåò äâà ãîäà. Ýêîíîìè÷åñêèå ðàñ÷åòû ïîêàçàëè ýôôåêòèâíîñòü ðàçðàáîòêè è ïðîèçâîäñòâà ïðèáîðà êîíòðîëÿ ïîñòîâîé îõðàíû.

ÁÈÁËÈÎÃÐÀÔÈ×ÅÑÊÈÉ ÑÏÈÑÎÊ

1.Ïðîåêòèðîâàíèå è òåõíîëîãèÿ ÐÝÑ: Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ ïî äèïëîìíîìó ïðîåêòèðîâàíèþ / Ñîñòàâèòåëè: Á.Â. Ïåðìÿêîâ, Â.Í. Ñòåïàíåíêî; ïîä ðåä. Á.Â. Ïåðìÿêîâà. - ×åëÿáèíñê: èçäàòåëüñòâî ÞÓðÃÓ, 2000. - 40 ñ.

2.Ðåâè÷ Þ.Â. Ïðàêòè÷åñêîå ïðîãðàììèðîâàíèå ìèêðîêîíòðîëëåðîâ Atmel AVR íà ÿçûêå àññåìáëåðà. - ÑÏë.: ÁÕÂ-Ïåòåðáóðã, 2011, -384 ñ.: èë.

.Áåëîâ À.Â. Ìèêðîêîíòðîëëåðû AVR â ðàäèîëþáèòåëüñêîé ïðàêòèêå. - ÑÏá.: Íàóêà è Òåõíèêà, 2007. -352 ñ.: èë.

.Ôîðóì ðàçðàáîò÷èêîâ ýëåêòðîíèêè. - #"justify">.AVR. Ó÷åáíûé êóðñ. - #"justify">6.SimCom Wireless solutions. - #"justify">7.Ãåëëü Ï.Ï., Èâàíîâ-Åñèïîâè÷ Í.Ê. Êîíñòðóèðîâàíèå è ìèêðîìèíèàòþðèçàöèÿ ðàäèîýëåêòðîííîé àïïàðàòóðû: Ó÷åáíèê äëÿ âóçîâ. - Ë.: Ýíåðãîèçäàò. Ëåíèíãð. îòä-íèå. 1984. - 536 ñ., èë.

.Ôðóìêèí Ã.Ä. Ðàñ÷åò è êîíñòðóèðîâàíèå ðàäèîàïïàðàòóðû: Ó÷åáíèê äëÿ ðàäèîòåõíè÷. ñïåö. òåõíèêóìîâ. - 5-å èçä., ïåðåðàá. è äîï. - Ì.: Âûñø. øê., 1989. - 463 ñ.: èë.

.Íåíàøåâ À.Ï. Êîíñòðóèðîâàíèå ðàäèîýëåêòðîííûõ ñðåäñòâ: Ó÷åá. äëÿ ðàäèîòåõíè÷. ñïåö. âóçîâ. - Ì.: Âûñø.øê.,1990. - 432ñ.: èë.

10.Êóäðèí Ë.Ï. Êîíñòðóèðîâàíèå ÐÝÑ: Ó÷åáíîå ïîñîáèå ïî êóðñîâîìó ïðîåêòèðîâàíèþ. - ×åëÿáèíñê: Èçä-âî ÞÓðÃÓ, 2000. - 19 ñ.

11.Åäðåíêèí Ý.Ä., Áåðåçèí Â.Ì. Ðàñ÷åò íàäåæíîñòè ýëåêòðîííûõ ñðåäñòâ: Ó÷åáíîå ïîñîáèå. - ×åëÿáèíñê: Èçä-âî ÞÓðÃÓ, 1999. -18 ñ.

.Ñåòåâûå ìåòîäû ïëàíèðîâàíèÿ è óïðàâëåíèÿ: Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ ê êóðñîâîìó ïðîåêòó äëÿ ñòóäåíòîâ ïðèáîðîñòðîèòåëüíîãî ôàêóëüòåòà/Ñîñòàâèòåëè: Â.Ñ. Çèíêåâè÷, Ë.À. Áàåâ, Í.Ï. Ìåøêîâîé. - ×åëÿáèíñê: Èçä. ÞÓðÃÓ, 1998. - 22 ñ. [658.51(07) / Ç-633].

.Îðãàíèçàöèîííî-ýêîíîìè÷åñêèé ðàçäåë äèïëîìíîãî ïðîåêòà êîíñòðóêòîðñêîãî íàïðàâëåíèÿ: Ó÷åá. Ïîñîáèå äëÿ ñòóäåíòîâ ïðèáîðîñòðîèòåëüíîãî ôàêóëüòåòà/ Ìåøêîâîé Í.Ï., Çàêèðîâ Ð.Ø., Çèíêåâè÷ Â.Ñ., Ïîïîâ Ã.Ñ.; Ïîä ðåä. Í.Ï. Ìåøêîâîãî. - ×åëÿáèíñê: ×ÃÒÓ, 1990. - 53 ñ.

.Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ ïî äèïëîìíîìó ïðîåêòèðîâàíèþ äëÿ ñòóäåíòîâ ïðèáîðîñòðîèòåëüíîãî ôàêóëüòåòà. (Ðàçäåë «Áåçîïàñíîñòü æèçíåäåÿòåëüíîñòè») / Ñîñòàâèòåëè Í. Â. Ãëîòîâà, È. Ñ. Îêðàèíñêàÿ; Ïîä ðåä. À. È. Ñèäîðîâà. ¾ ×åëÿáèíñê: ÞÓðÃÓ, 1999. (658.382(07) Ã548).

.ÃÎÑÒ 12.2.007.0-75 «Èçäåëèÿ ýëåêòðîòåõíè÷åñêèå. Îáùèå òðåáîâàíèÿ»

.Ñàíèòàðíûå íîðìû ÑÍ 2.4/2.1.8.562-96 "Øóì íà ðàáî÷èõ ìåñòàõ, â ïîìåùåíèÿõ æèëûõ, îáùåñòâåííûõ çäàíèé è íà òåððèòîðèè æèëîé çàñòðîéêè"

.ÃÎÑÒ 12.2.033-78 «Ðàáî÷åå ìåñòî ïðè âûïîëíåíèè ðàáîò ñòîÿ. Îáùèå ýðãîíîìè÷åñêèå òðåáîâàíèÿ»

.Ðàçðàáîòêà è îôîðìëåíèå êîíñòðóêòîðñêîé äîêóìåíòàöèè ðàäèîýëåêòðîííîé àïïàðàòóðû: Ñïðàâî÷íèê / Ý.Ò. Ðîìàíû÷åâà, À.Ê. Èâàíîâà, À.Ñ. Êóëèêîâ è äð.; Ïîä ðåä. Ý.Ò. Ðîìàíû÷åâîé. - 2-å èçä., ïåðåðàá. è äîï. - Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1989.- 448 ñ.: èë.

.Ñòàíäàðò ïðåäïðèÿòèÿ. Êóðñîâîå è äèïëîìíîå ïðîåêòèðîâàíèå. Îáùèå òðåáîâàíèÿ ê îôîðìëåíèþ. ÑÒÏ ÞÓðÃÓ 04-2001/ Ñîñòàâèòåëè: Ñûðåéùèêîâà Í.Â., Ãóçååâ Â.È., Ñóðèêîâ È.Â., Âèíîêóðîâà Ë.Â.,-×åëÿáèíñê: ÞÓðÃÓ, 2001.- 49 ñ., èë.

.ÃÎÑÒ 2.105-95 Îáùèå òðåáîâàíèÿ ê òåêñòîâûì äîêóìåíòàì.- ÑÒÏ ÞÓðÃÓ 02-1995/ Ñîñòàâèòåëè: Ñûðåéùèêîâà Í.Â., Âèíîêóðîâà Ë.Â., - ×åëÿáèíñê: ÞÓðÃÓ, 1995. - 19ñ., èë.

Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru

АНОТАЦИЯ Прибор контроля постовой охраны. А.А.Шмелев - Челябинск: ЮУрГУ, ПС, 2011, -100 с. Библиография литературы 20 наименований, 10 чертежей и плакато

Больше работ по теме: