Расчет функционального узла

3.3.8 Расчет функционального узла

В этом разделе производится расчет цепи светодиодов на плате стерео индикатора (А3).

Рисунок 3.1

Исходные данные для расчета:

– ток потребления светодиодов 10 мА

-  напряжение питания светодиодов 1,5 мм

-  напряжение питания схемы 12 В

Для включении светодиода на выводах микросхемы 10…14 появляется логический «0», что соответствует замыканию на корпус.

Рисунок 3.2

Падение напряжения на светодиоде равно 1,5 В, тогда падение напряжение на резисторе должно быть 12 В – 1,5 В = 10,5 В.

Ток в цепи 10 мА, поэтому сопротивление резистора будет равно:

R=U/I = 10,5 / 10*10^-3 = 1 кОм.

В цепи R1 подключено параллельно 5 диодов. Они будут включатся от 1-го до 5-ти одновременно, поэтому номинал резистора принимаем тоже 1 кОм, но когда будут гореть все светодиоды, то яркость свечения каждого будет немного меньше.

3.4 Компоновка прибора

3.4.1 Внутренняя компоновка прибора

Устройство состоит из основания и передней панели. Плата эквалайзеров устанавливается под регулировочными резисторами горизонтально, плата эффектов устанавливается горизонтально на переднюю панель элементами вверх, плата индикации устанавливается на переднюю панель светодиодами вверх так, чтобы они вошли в нужные отверстия на передней панели. Плата регулировок устанавливается вместе с резисторами на переднюю панель, и не закрепляется ничем, кроме резисторов. Остальные платы закрепляются винтами М3х6 ГОСТ 17473–80. Контакт между блоками осуществляется с помощью гибких проводников.

Внутренняя компоновка представлена на рисунке 3.1

3.4.2 Внешняя компоновка

Устройство представляет собой параллелепипед с наклонной верхней стороной, которая служит передней панелью. Это сделано для удобства регулирования и лучшей видимости надписей на панели.

Расстановка органов управления сделана так, как на большинстве микшерных пультов современного стандарта. Управление входом расположены горизонтально и управление другими входами расположены параллельно.

Расположение органов управления.

Первым снизу расположены регулировка громкости и включатель входа, выше расположена регулировка баланса, еще выше расположены 5 регулировок эквалайзера внизу низкие частоты, выше – высокие.

И во входах 1..3 еще выше есть регулировка чувствительности. Эта компоновка относится ко всем входам и выходу.

Регулировки эффектов расположены справа тоже в 2 столбика по 4. Справа правый канал, слева – левый.

Индикаторы сигнала расположены в правом верхнем углу для лучшей видимости, представляет собой 2 столбика из 6-ти светодиодов. Нижние показывают питание устройства, а 5 верхних – величину сигнала на выходе. Для лучшего восприятия верхний светодиод – красный, говорит о том, что сигнал опасно высокого уровня, и следует уменьшить громкость, второй снизу – желтый, граница нормального сигнала и высокого.

Крышка крепится к основанию 4-мя винтами. М3х6 ГОСТ 17437.

На основание снизу крепятся 4 резиновых ножки винтами М3х6 ГОСТ 17437 для лучшей устойчивости и амортизации.

Устройство мало и имеет небольшой вес, что очень удобно при использовании.

Внешняя компоновка приведена на рисунке 3.2. На рисунке 3.3 показана компоновка с боковой стороны, чтобы показать расположение плат относительно передней панели.

Устройство имеет вес примерно 400 г. что соответствует ТЗ и говорит о правильной компоновке.

3.5 Расчет надежности

Надежность – это свойство изделия выполнять свои функции при заданных условиях эксплуатации. Надежность изделия зависит от количества и качества элементов, которые входят в его состав, а так же качества изделия и соблюдения уровня эксплуатации.

Расчет надежности ведем упрощенно, определяя среднюю наработку на отказ и возможность безотказной работы на протяжении заданного интервала времени.

Необходимые данные по интенсивности отказов элементов схемы заносим в таблицу 3.10.

Таблица 3.10

Суммарная средняя интенсивность отказа λ = 28,125 * 10^-6

Средняя наработка на отказ будет равна

1 / λ = 1 / 28,125 * 10^-6 = 0,03 * 10⁶ = 35 тыс. часов.

Определяем вероятность безотказной работы на участке времени, результаты заносим с таблицу 3.11. Считается по формуле Р(t) = e^-λt.

Таблица 3.11

По данным таблицы строим график безотказности работы на отрезке времени, рисунок 3.4.

Рисунок 3.4

Так как для данного устройства полученная наработка на отказ подходит, и устройство надежно, то замена в элементной базе не нужна.

Устройство может работать беспрерывно почти 4 года. Но так как устройство предназначено для индивидуального использования или озвучке концертов, и устройство в основном будет включатся на 3–4 часа, и возможно не каждый день, то устройство сохраняет работоспособность 20–30 лет. Что подходит для данного типа устройства.

3.6 Технико-экономический анализ конструкции

3.6.1 показатели качества конструкции

1.  Объем внутренних элементов прибора.

Включает в себя объем деталей, расположенных внутри корпуса и объема габаритных объемов печатных плат.

Внутри корпуса располагаются такие элементы:

– Переменные резисторы с внутренними габаритами 10х10х15, 41 шт. 12 шт. регулировок громкости и баланса не учитываются в связи с тем, что они находится в пределах печатной платы регулировок. Объем резисторов:

(10х10х15) х38 = 61,5 см².

– Разъемы габаритами 20х20х25, 13 шт. Объем:

(20х20х15) х13 = 78 см²

В корпусе установлены такие печатные платы с габаритами:

– Плата эквалайзеров (А1) 165х70х12

– Плата эффектов (А2) 60х50х12

– Плата индикации (А3) 30х60х12

– Плата регулировок (А4) 165х45х12

Суммарный объем будет равен:

138,6 см² + 36 см² + 21,6 см² + 89,1 см² = 285,3 см²

2.  Объем корпуса

Прибор представляет устройство нестандартной формы. Ширина и длинна прибора равны 21х25. Высота в передней части равна 20 мм, в задней 30. Так как высота изменяется линейно, то чтобы подсчитать объем, нужно взять среднее значение: 25 мм.

21х25х2,5 = 1312,5 см².

3.  Коэффициент заполнения объема

Β = v / v1 = 285,3 / 1312,5 = 0,21

где v – объем деталей в корпусе.

v1 – объем корпуса.

4.  Коэффициент плотности прибора.

Kn = m/v1 = 400 / 1312.5 = 0,30 г./см²

где m – масса прибора

5.  Коэффициенты заполнения печатных плат.

Коэффициенты заполнения основных печатных плат подсчитаны в пунктах 2.3.1 и 2.3.2.

Коэффициент заполнения платы эквалайзеров составляет 0,21.

Коэффициент заполнения платы эффектов составляет 0,27.

3.6.2 Показатели технологичности конструкции

1.  Коэффициент использования типоразмеров отверстий на платах.

К₀=К_т/К_отв

где К_т – количество типоразмеров отверстий

K_отв – общее количество отверстий

Используется 3 типа отверстий:

3,6 мм – для крепления печатных плат

2 мм – для установки переменных резисторов на плату регулировок.

0,8 мм – для установки остальных элементов.

Отверстий: (4+414)+(2+88)+(2+52)+90 = 652 отверстия.

К₀=К_т/К_отв =3/652 = 0,004

2.  Коэффициент автоматизации.

К_а.м.= Н_а.м./Н_м

Где Н_а.м. – количество соединений, которые можно осуществить автоматизированным методом.

Нм – общее число монтажных соединений.

Автоматизировано можно осуществить соединения, которые находятся на платах. Это 652 (число отверстий) – 8 (число отверстий для установки плат) = 644 соединения. Соединения за платами – это соединения переменных резисторов 3*38 = 114, соединения разъемов 3х3 + 4х2 + 2х3 + 4х2 = =31, и соединения на выключатель питания и разъем питания 4 шт.

Итого общее количество монтажных соединений:

114 + 31 + 4 + 644 = 793.

К_а.м.= Н_а.м./Н_м = 644 / 793 = 0,81

3.  Коэффициент прогрессивности формирования.

Кф = Дпр / Д = 10/10 = 1

где Дпр – количество деталей устройства, изготовленные прогрессивными методами (штамповка, прессование, литье, сварка, пайка)

Д – общее число деталей

4.  Коэффициент использования типовых технологических процессов.

Ктп = Нтп / Нп = 11/11 = 1

где Нтп – количество типовых технологических процессов.

Нп – общее число технологических процессов.

4. Технологическое проектирование

4.1 Обоснование выбора типа технологического процесса

Технологические процесс выбираем исходя из структуры изделия, которая показана на рисунке 4.1.

Так, как программа выпуска 1000 штук, можно определить что производство должно быть серийным. Оно характеризуется ограниченной номенклатуры изделий партиями, которые повторяются через определенные промежутки времени на рабочих местах с широкой специализацией.

Обоснование выбора типа технологического процесса необходимо производить на основе структурной схемы сборки. Из рисунка видно, что устройство собирается по типовому технологическому процессу сборки веерного типа.

При разработке схемы технологического процесса нужно стремится к максимальной типизации. Выбираем типичный технологический процесс сборки и монтажа узла печатной платы.

4.2 Выбор оборудования

В соответствии с схемой технологического процесса, принимаем решение проводить сборку на поточной линии.

Принимаем, что для сборочных работ используем рабочих 3-го разряда.

Для монтажных операций – 4 разряд.

Трудоемкость операций сборки составляет 2,5 часа.

Трудоемкость операций монтажа составляет 2 часа.

Трудоемкость операций регулировки составляет 0,6 часа.

Похожие работы

Разработка мероприятий по стимулированию сбыта музыкального магазина "МузТорг"

Скачать

55761

0

0

... поддерживает их имидж, помогает музыкантам освоить что-то новое в музыке, и, конечно же, приходя на эти мероприятия, потенциальные покупатели автоматически начинают осматривать продукцию. Самыми сильными и выигрышными мероприятиями по стимулированию сбыта в музыкальных магазинах являются концерты и мастер-классы. Именно на этих мероприятиях применяются и демонстрируются музыкальные инструменты ...

Проект корпоративной сети звукового обеспечения "Интеллектуального здания" на основе технологии Fast Ethernet

Скачать

227829

16

5

... этому представлен данный дипломный проект, который является первым в своем роде в г. Астрахани. В данном дипломном проекте рассматривается проблема построения локальной корпоративной сети звукового обеспечения интеллектуального здания на основе технологии Fast Ethernet для Областного центра детского и юношеского творчества г. Астрахани. Целью дипломного проекта является организация локальной ...

Шпора

Скачать

126287

0

0

ат пакета данных. Как известно, все военное секретно, поэтому доступ к информации долгое время был закрыт. Серверы расположены по принципу паутины, так что, если ломается один из них, система из строя не выходит. Это же объясняет невозможность отследить информацию. Проблема хранения информации была решена. Спустя некоторое время, ее стало так много, что решили сделать серверы открытыми и ...

Аппаратно-студийный комплекс областного телецентра

Скачать

53442

10

2

... имеет выбор архитектурно-планировочного решения АСК т.е. взаимное расположение отдельных студий и аппаратных, а также выбор их размеров. 2.1. Назначение АСК Основная часть телецентра – аппаратно-студийный комплекс (АСК) – включает основные и вспомогательные технологические службы, предназначенные для производства и выпуска ТВ программ, записи и тиражирования их на видеокассеты. В ее составе ...