Маршрутный компьютер-тестер для автомобилей

СОДЕРЖАНИЕ Введение 1 Функциональные возможности МКТ 2 Выбор и обоснование схемы электрической структурной МКТ 3 Выбор и обоснование схемы электрической принципиальной МКТ 3.1 Выбор элементной базы и разработка схемы электрической принципиал ь ной МКТ 3.2 Описание принципа работы и настройка МКТ 4 Расчетная часть 4.1 Расчет потребляемой мощности МКТ 4.2 Расчет надежности МКТ 5 Конструкторская часть 5.1 Описание конструкции МКТ 5.2 Определение уровня унификации МКТ 6 Технологич еская часть 6. 1 Разработка техпроцесса сборки и монтажа МКТ 7 Организационно-экономи ческая часть 7.1 Оценка технического уровня МКТ 7.2 Расчёт затрат на техническую подготовку производства 7.3 Расчёт затрат на разработку и отладку программы 7.4 Расчёт себестоимости МКТ 7.5 Расчёт стоимости оборудования и капитальных затрат 7.6 Экономическая эффективность внедрения МКТ 8 Безопасность и экологи ч ность 8.1 Анализ условий труда по факторам опасности и вредности, тяжести и н а пряжённости трудового процесса 8.2 Методы и средства улучшений условий труда и оптимизации трудового процесса 8.3 Электро и пожарная безопасность 8.4 Экологичность разрабатываемого устро й ства 9 Экспериментальная часть 9.1 Макетная сборка МКТ 9.2 Подсистема маршрутного компьютера-тестера Заключение Список используемой литературы ВВЕДЕНИЕ Как-то незаметно к нам подкрался новый век – век информационных технологий. И кто бы мог подумать, ну хотя бы лет десять назад, что компьютеры займут такие основательные позиции в нашей жизни. Компьютер сегодня перестал быть вещью самодостаточной, вызывающей восторг и удивление, это повседневный инструмент для решения широкого круга задач. Компьютер нашел место и дома, и на работе. А чем автомобиль хуже? Тем более, что для многих автомобиль – и работа, а зачастую и второй дом. Да и вообще за последние несколько лет в продукции автомобильного производства заметно прибавилось электронной начинки, а автомобилисту все сложнее управляться с ней в одиночку. Именно для желающих жить с комфортом везде и всегда, в том числе и в собственном автомобиле, для этого необходимы специальные устройства, которые способны заметно облегчить нелегкую жизнь автомобилиста. Называются такие устройства бортовыми или маршрутными компьютерами. В настоящее время на автомобилях широко применяются электронные блоки управления (ЭБУ) двигателями типа Бош М1.5.4 (N), Январь-5.1.x., ВС5.1, Январь-7.2. Работу этих блоков невозможно проконтролировать без специальных приборов, которые всегда желательно иметь "под рукой". Однако даже простейшие из них довольно сложны и поэтому недешевы. Кроме управления двигателем, вышеназванные ЭБУ, вырабатывают сигналы с датчиков скорости и расхода топлива, которые выведены в салон автомобиля на специальный разъем для подключения маршрутного компьютера. Маршрутный компьютер позволяет отобразить различные параметры: время в пути, время в движении, пройденный путь, общий расход топлива, расход топлива на холостом ходу, текущую скорость, а также широкий спектр величин, рассчитанных на их основе (средняя скорость пути, средняя скорость движения и т.д.). Технически возможно, а экономически целесообразно объединить маршрутный компьютер и диагностический тестер в одно устройство . Целью дипломного проекта является разработка м аршрутн ого компьютер а -тестер а для автомобилей (МКТ) , котор ый устанавлива ет ся в салоне автомобиля на штатное место, предусмотр енное для бортового компьютера . 1 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ МКТ Маршрутный компьютер является мозгом машины и у него можно спросить, что в машине не работает или не попадает в заданные пределы нормы. Хотя, конечно, это не полный анализ, который может произвести квалифицированный мастер, но все же большую часть о состоянии машины выяснить мож но . Количество функций современного бортового компьютера измеряется десятками, а для некоторых моделей переваливает за сотню. Возможности: - отображает все доступные параметры системы - управляет доступными исполнительными механизмами - регулирует СО - показывает неисправности с текстовой расшифровкой ошибок! - сбрасывает вышеуказанные ошибки - показывает идентификационные данные блока управления - пройденное расстояние от начала маршрута (в метрах). - время нахождения на маршруте (включенное зажигание). - время нахождения в движении (скорость движения не равна нулю). - текущая скорость движения автомобиля (в км/час). - средняя скорость движения на маршруте (в км/час). - о бщий расход топлива на маршруте (в литрах). - средний расход топлива на маршруте (в литрах на 100 км). - мгновенный расход топлива (в литрах в час). - остаток топлива в баке - пробег на остатке. - время разгона в указанном диапазоне скоростей Мгновенные параметры Самое первое, на что способен бортовой компьютер, это отображать мгновенные параметры: текущее время, скорость автомобиля, обороты двигателя, температуру двигателя, температуру в салоне и температуру наружного воздуха, остаток топлива в баке, бортовое напряжение и т.д. Многие возразят, что большинство этих значений можно увидеть по показанию индикаторов на панели приборов, и окажутся не правы. Точность показаний штатных систем оставляет желать лучшего, а самое главное, не поддается коррекции. Скажем, при установке колес большего диаметра скорость вашего автомобиля при тех же оборотах двигателя будет выше. Однако штатный спидометр ничего не знает о ваших новых колесах и будет отображать неверную информацию. В то время, как большинство бортовых компьютеров позволят внести коррективы в работу и сообщат вам об истинном значении скорости. Маршрутные параметры С бортовым компьютером становится доступной информация о текущем расходе топлива, среднем расходе на 100 км, расходе топлива за текущую поездку, времени поездки, пройденном пути. Некоторые бортовые компьютеры умеют не только отображать информацию о совершенной поездке, но и помогут запланировать новую. Например, сообщат время, необходимое для преодоления пути, рассчитают рекомендуемую скорость, сообщат о нужном количестве бензина или о количестве километров, которые удастся преодолеть на остатке топлива. Контроль над ситуацией Возможность увидеть на экране ряд параметров – это приятно. Однако важно не только увидеть, но и вовремя среагировать на нештатную ситуацию. Здесь крайне полезной окажется возможность бортового компьютера постоянно контролировать ряд параметров и при необходимости оперативно сигнализировать об их изменении. П ри нарушении работы системы охлаждения ил и в просто очень жаркий день мож но не заметить, что температ ура двигателя превысила норму, в этом случае есть большой риск "закипеть", что в конечном итоге обернет ся серьезными проблемами для автомобиля. Бортовой компьютер ни на секунду не потеряет контроль над ситуацией и немедленно предупредит вас о перегреве двигателя звуковым сигналом. Точно так же он проконтролирует и предупредит о превышении рекомендуемой скорости движения, о значении бортового напряжения, о необходимости очередного техобслуживания. Существуют системы, сохраняющие работоспособность автомобиля даже в случае выхода из строя того или иного датчика, чтобы вы могли добраться до автосервиса или гаража и устранить неисправность. Стратегия состоит в том, что при возникновении неисправности в цепи какого-то датчика компьютер заменит сигнал этого датчика на постоянное значение, хранящееся в памяти (Fale Safe Mode – параметр по умолчанию). При переходе в режим ограниченной управляемости двигатель продолжает работать, хотя и с меньшей эффективностью. Некоторые системы управления настолько "сообразительны", что водитель даже может не заметить, что продолжает ехать с неисправностью. Только горящая сигнальная лампочка говорит о том, что с двигателем не все в порядке, либо его параметры работы не соответствуют принятым нормам. При неисправности особо важных датчиков, определяющих режим работы двигателя, его экономичность и экологичность, таких как датчик расхода воздуха или датчик давления в коллекторе, температурный датчик – компьютер может ограничить динамические характеристики двигателя. После устранения неисправности система возвращается к нормальному функционированию. Сервисные функции и диагностика двигателя Для владельцев автомобилей с инжекторными двигателями бортовой компьютер превращается в личного автомеханика, который перед каждой поездкой произведет диагностику двигателя и узлов автомобиля и сообщит о наличии неполадок и причинах, вызвавших их. Как работает бортовой компьютер Автомобильный компьютер является прямым родственником настольной персоналки и работают они по схожей схеме. Компьютер получает некоторые исходные данные, обрабатывает их по заданной программе и выводит на экран в форме, понятной любому пользователю. Исходные данные В случае с персональным компьютером все достаточно ясно. Данные вводятся с клавиатуры, сканера или считываются с носителей информации, например, жесткого диска. Откуда же берет информацию бортовой автомобильный компьютер, и что она собой представляет? Все очень просто. Современный автомобиль кишит разного рода датчиками, актуаторами и блоками управления. Бортовой компьютер подключается в цепь датчиков, таких как уровень топлива, скорости, к цепи зажигания, к колодке диагностики, к датчику расхода топлива и другим системам. То есть вся информация, которой оперирует бортовой компьютер, была в автомобиле и до появления оного. Но увидеть мы могли лишь ее малую часть. Обработка данных Здесь стопроцентная аналогия с обычным компьютером. В памяти автомобильного бортового компьютера заложена программа, которая обрабатывает полученные данные. Скажем, получив информацию с датчика уровня и датчика расхода топлива, компьютер дает возможность спрогнозировать пробег на остатке топлива. Так же и по ряду других параметров. Самое главное, на что ст оит обратить внимание при разработке компьютера, это возможность вносить поправки в полученные данные. Как уже говорилось, бортовой компьютер сам ничего не замеряет, всю информацию о процессах, происходящих с вашим автомобилем, он получает от штатных систем. Как правило, информация эта обладает большой погрешностью. Как следствие, все значения, вычисленные на основании неверных данных, будут иметь мало общего с действительностью. Программа хорошего бортового компьютера позволяет подстроить показания по расходу топлива, расчету скорости, пробегу и т.д. Отсутствие данной функции не позволит получить достоверную информацию от вашего бортового компьютера. Отображение информации Немаловажную роль играет способ отображения полученной и вычисленной информации. А это напрямую зависит от типа установленного дисплея. Дисплей может быть цифровой, трех- или четырехразрядный. Для большей информативности этих дисплеев может быть два. Также встречаются модели с жидкокристаллическим дисплеем, похожие на те, что устанавливаются в мобильные телефоны. Бортовые компьютеры с этим типом дисплея наиболее удобны, однако цена их значительно выше. 2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТРУКТУРНОЙ МКТ Алгоритм функционирования и особенности построения практически любого диагностического тестера начального уровня, работающего по протоколу KWP2000 и подключенного к К-линии, следующие : 1) Производится опрос клавиатуры и, в случае необходимости, модификация выбранного режима работы. Количество кнопок управления не превышает 4 шт уки и выбор режима работы , которое осуществляется с помощью меню. 2) Формируется запрос на ЭБУ, соответствующий заданному режиму работы. Виды запросов весьма многообразны, однако их содержание (за небольшим исключением, например запросов на изменение состояния исполнительных механизмов) постоянно. 3) Ожидается ответ от ЭБУ и осуществляется прием данных при его получении. Длина принимаемого сообщения не превышает 128 байт. 4) По истечении времени ожидания или завершении приема данных производится анализ сложившейся ситуации и в соответствии с ней возможна модификация заданного режима работы. 5) При необходимости обновляется информация на индикаторе с преобразованием полученных из ЭБУ данных. Информация для пользователя должна выводиться в удобной форме, т.е. в виде развернутых буквенно-цифровых сообщений и подсказок, что требует применения знакосинтезирующего индикатора как минимум с 1 строкой на 16 символов (лучше 2*20). Объем информации для отображения в развернутом виде очень большой, что влечет за собой увеличение памяти для ее хранения. Полученные из ЭБУ данные, в некоторых случаях, должны быть пересчитаны по несложной формуле (точность вычислений при этом может быть невелика) и преобразованы из двоичной формы в символьный формат. 6) Делается пауза, т.к. согласно протокола , запросы на ЭБУ должны выдаваться не раньше 100 мс по окончании предыдущего сеанса обмена, и все повторяется сначала. Алгоритм функционирования и особенности построения маршрутного компьютера примерно следующие: 1) Постоянно производится подсчет времени, импульсов с датчиков расхода топлива и скорости, а также измерение длительности между импульсами с датчика скорости. 2) Производится опрос клавиатуры и, в случае необходимости, модификация выбранного режима работы. Количество кнопок управления не превышает 4 шт уки и выбор режима работы осуществляется с помощью меню. 3) Обновляется информация на индикаторе с преобразованием накопленных первичных данных. Информация для пользователя должна выводиться в удобной форме, т.е. в виде развернутых буквенно-цифровых сообщений и подсказок, что требует применения знакосинтезирующего индикатора как минимум с 1 строкой на 16 символов (лучше 2*20). Объем информации для отображения в развернутом виде очень большой, что влечет за собой увеличение памяти для ее хранения. Первичные данные должны быть пересчитаны по несложным формулам (точность вычислений при этом может быть невелика) и преобразованы из двоичной формы в символьный формат. 4) Делается пауза, т.к. исходя из психофизиологических особенностей человека частота обновления информации не должна превышать 10Гц, и все повторяется сначала. Как видно из вышесказанного, между функционированием устройства в режиме тестера или маршрутного компьютера много общего, что позволяет совместно использовать аппаратные и программные ресурсы. С точки зрения построения программы, учитывая большой объем текстовых сообщений, все их желательно вынести за пределы внутреннего сравнительно небольшого ПЗУ микроконтроллера. Т.к. между обновлениями информации существует большая пауза (не менее 100 мс), а количество одновременно отображаемых символов невелико, то эти данные могут быть размещены во внешнем ПЗУ с последовательной выборкой и извлекаться оттуда по мере необходимости. Развивая эту идею, можно вынести во внешнее ПЗУ сами запросы, описание формул для пересчета различных параметров, а также и весь сценарий работы с меню. Таким образом, в микроконтроллере остается программа-монитор, которая осуществляет: · инициализацию устройства; · обработку прерываний; · опрос клавиатуры; · вывод на жидкокристаллический индикатор; · передачу и прием данных из буфера по К-линии; · формирование временных задержек; · выдачу звуковых сигналов; · считывание данных из внешнего ПЗУ, их интерпретацию и преобразование. Такой подход и применен в предлагаемом устройстве, что позволяет легко наращивать и видоизменять набор контролируемых параметров, не затрагивая микроконтроллера. Схема электрическая структурная представлена на чертеже АКВТ.230101.ДП00.10Э1. Маршрутный компьютер-тестер состоит из следующих компонентов: микроконтроллер; интерфейс подключения к К-линии; пульт управления; дисплей; ПЗУ . МКТ подключается к системе электрооборудования автомобиля в соответствии со схемой включения предусмотренной для бортового компьютера. 3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦ И ПИАЛЬНОЙ МКТ 3.1 Выбор элементной базы и разработка схемы электрической принципиал ь ной МКТ Задание для дипломного проектирования предусматривает создание МКТ, представленного на схеме электрической структурной АКВТ.230101.ДП00.10Э1. Для того, чтобы МКТ обеспечивал выполнение своих рабочих функций с необ ходимыми параметрами, используются в качестве элементной б а зы инте гральные микросхемы (ИМС) и дискретные элементы. В настоящее время существуют несколько вариантов логик цифровых ми к росхем: транзисторно-транзисторная логика ТТЛ, металл-окисел-проводник МОП и эммиторно-связная логика ЭСЛ. Отметим, что микросхемы МОП разрабатывали после внедрения в аппаратуру первых серий ТТЛ, п о этому во многом копировали их структуру. Большое распространение получили микросхемы КМОП – ко м плиментарные полевые транз и сторы со структурой МОП. Микросхемы КМОП почти не потребляют эле к троэнергию от источника питания во время ожидания. При обработке сигналов ток потребления микросхем тем выше, чем выше быстродейс т вие схемы. Микросхемы ТТЛ также как и КМОП отвечают таким требован и ям, как минимальное потребление энергии, но КМОП имеют наимен ь шие габариты и вес. Микросхемы логики КМОП целесообразно использовать в бортовых условиях р а боты. ЭСЛ – это самая быстродействующая логика, но является с а мой спорной. Потребителей отпугивает очень большая рассеиваемая мощность. Основным требованием к блоку является обеспечение минимального п о требления электроэнергии , высокая надежность и минимальные габаритные размеры. М аршрутный компьютер тестер рассчитан на бортовые условия эксплуатации , что следует учитывать при выборе элементной базы. Выбор микроконтроллера: В качестве микроконтроллера в ыбираем микроконтроллер AT89S53, 8-ми разрядный микроконтроллер с Flash памятью объемом 12 Кбайт семейства AT89S . Использование микроконтроллеров АТ89 позвол яет получить более высокие результаты при создании микроконтроллерных систем в плане снижения энергопотребления (за счет полностью статической структуры) и сокращения аппаратных затрат. AT89S53 наиболее подходит к разрабатываемому блоку и сочетает в себе все функции ранее разработанных МК семейства AT89S. П оддерживает пословную и постраничную запись, испо льзуемую при программировании, а так же и побайтную запись, что очень важно при программировании . М икроконтроллеры серии АТ89, изготовлены по КМОП (CMOS) технологии. О сновные преимущества перед другими моделями : 1) Совместимость с ИС семейства MCS 51 2) 12 Кбайт внутрисистемно- программируемой загружаемой Flash памяти: 3) Последовательный SPI- совместимый интерфейс для загрузки программ 4) Ресурс: 1000 циклов записи/ стирания 5) Напряжение питания от 4 В до 6 В 6) Полностатический режим работы: от 0 Гц до 24 МГц 7) Трехуровневая защита программирования памяти 8) Встроенная 256 х 8 бит RAM 9) 32 программируемые линии I/O 10) Три 16 – ти разрядных таймера/ счетчика 11) 9 источников прерывания 12) Программируемый последовательный канал UART 13) Последовательный SPI – совместимый интерфейс 14) Экономичные режимы ожидания (Idle) и отключения (Power – down) 15) Пробуждение из режима отключения (Power Down) по прерыванию 16) Программируемый следящий таймер 17) Двойной указатель данных 18) Флаг отключения питания Описание: AT89S53 представляет собой экономичный, в ысокопроизводительный, 8-ми разрядный CMOS микроконтроллер с, загружаемой, программируемой и стираемой ROM памятью объемом 12 К байт. П роизводится с применением технологии энергонезависимой памяти с высокой плотностью размещения, разработанной корпорацией Atmel, и имеет совместимость с, широко используемым, стандартным набором инструкций, и расположением выводов стандарта 80С51. Наличие встроенной Flash памяти с поддержкой функции загрузки позволяет производить внутрисистемное перепрограммирование программного кода посредством последовательного SPI – интерфейса, или с помощью стандартного программатора энергонезависимой памяти. Благодаря объединению универсального, 8-ми разрядного CPU и загружаемой Flash памяти на одном кристалле, микроконтроллер Atmel AT89S53 имеет высокую производительность, гибкость в применении, и конкурентоспособную себестоимость для широкого спектра встраиваемых систем управления. Загружаемая Flash память имеет возможность изменения одного байта за раз, а обращение к ней производится посредством последовательного SPI интерфейса. Удержание активного уровня сигнала инициализации RESET принудительно переводит шину SPI в режим последовательного программирующего интерфейса и обеспечивает возможность записи, или чтения программной памяти, в случае, если бит 2 блокировки (Lock bit 2) не был активирован. Рисунок 3.1 – Конфигурация выводов Выбираем тип корпуса TQFP. Рисунок 3.2 – Парамерты корпуса TQFP Более подробная информация о микросхеме находиться в Datasheets производителя. Выбор ПЗУ: Задание для дипломного проектирования предусматривает использование ПЗУ для хранения констант заведомо известных показаний. Для хранения заведомо известных показаний потребуется память не менее 64кб. В качестве ПЗУ в ыбираем память AT24C64 , 65536 битная серийная электрически стираемая и программируемая память только для чтения (EEPROM), организованная как 8192 слова по 8 бит каждое той же фирмы производителя, что и микроконтроллер, п роизвод ств а компании Atmel. Выбираем тип корпуса PDIP. Рисунок 3.3 – Конфигурация выводов Рисунок 3.4 – Параметры корпуса PDIP Выбор интерфейс для подключения к диагностической линии автомобиля : В качестве микросхемы выполняющей функцию интерфейса для подключения к диагностической линии автомобиля в ыбираем ИМС МС33290 , производства компании Моторола. ИМС МС33290 - интерфейс подключения к диагностической линии автомобиля. Я вляется последовательным интерфейсом связи, предназначенным для обеспечения двунаправленно й полудуплексн ой связи взаимодействия с автомобильной диагностическ ой системой управления . П редназначен для взаимодействия устройств на основе микроконтроллеров и электронного блока управления через специальный ISO K - лини ю . Рисунок 3.3 – Конфигурация выводов Рисунок 3.4 – Параметры корпуса Выбор микросхемы часов реального времени . В качестве ИМС выполняющей функцию часов выбираем микросхему M41T56 . M41T56 - серийные часы реального времени. Особенности: 1) 32KHz кварцевый генератор 2 ) Последовательный интерфейс. 3 ) 5V ± 10% питающего напряжения 4 ) Батарея питания 450nA (TYP на 3V) Выбор микросхемы формирования входного сигнала произвольной формы в цифровые сигналы. Для реализации функции формирования входного сигнала произвольной формы в цифровые сигналы в ыбираем микросхему SN7413 - два триггера Шмитта с элементом 4И-НЕ на входе. Выбор ЖК -индикатора Для отображения информации необходим двухстрочный 16-ти символьный русифицированный ЖК-индикатор со светодиодной подсветкой. Данный индикатор может быть любой фирмы изготовителя, главное соблюсти следующ ие требования: - контроллер ЖКИ- русифицированный, 2 строки 16 символов. Главное при выборе учесть совместимость ЖК-индикатора с микроконтроллером. Кроме Data Vision испытывались индикаторы фирм PowerTips, Wintec, Bolymin и ещё неизвестных производителей, работоспособность прибора не нарушалась. Индик атор - самый дорогой компонент МК Т . Выбираем индикатор MT-16S2D-2YLG . MT-16S2D-2YLG ЖКИ индикатор 2 строки 16 символов англо-русский, с подсветкой. 3.2 Описание принципа работы и настройка МКТ Схема электрическая принципиальная представлена на черт е же АКВТ.230101.ДП00.10Э3. Схема питания МКТ питается от бортовой сети автомобиля, в которой возможны значительные броски питания и помехи. Для исключения неблагоприятных факторов предназначен ряд дополнительных элементов. Для защиты схемы от «п ереполюсовки» служит диод ( V D1). Данный диод с прямым током не менее 300 mA. Для защиты схемы от бросков по питанию служат специа льные автомобильные варисторы R5 и R17 Интерфейс подключения к диагностической линии автомобиля (k-line) выполнен на специализированной микросхеме МС33290 , которая может быть заменена на МС33199 или L9243, Si9243 . Биполярные транзисторы - любые маломощные n-p-n, микросхему часов DD1 M41T56 можно заменить на DS1307 , пьезоизлучатель ВА 1 - обязательно со встроенным генератором. Загрузка программы в микроконтроллер. Микроконтроллер п рограмм ируется через параллельный порт (LPT). Схема подключения микроконтроллера (через разъем X1) к LPT порту компьютера приведена в самой программе программирования . Необходимо учесть, что максимальная длина кабеля, соединяющего микроконтроллер с компьютером не должна превышать 20-30 см. Настройка МКТ В первую очередь необходимо : - проверить отсутствие замыкания по питанию (между линиями +5В и GND). При отсутствии замыкания пода ется напряжение питания (12В) и необходимо убедиться в наличии +5В во всех точках схемы, куда + 5В должны приходить. - формирование сигнала "Сброс". При включении питания на выводе 9 R S Т микроконтроллера (МК) DD5 должна кратковременно появляться логическая "1", а затем все время держаться уровень логического нуля. - работ а внутреннего генератора МК. На выводах 18 и 19 МК должен быть синус частотой 12 мГц, а на выводе 30 (ALE) должен быть меандр с частотой 2 мГц. - правильность адресации к памяти программ. На выводе 29 (PME) МК должен быть уровень логической "1". Если на выводе PME присутствует постоянная генерация - то контроллер работает с внешней памятью программ – необходимо убедитс я в наличии уровня логической "1" на выводе 31 (DEMA) МК. Если на выводе PME периодически появляются пачки импульсов - происходит выход программы за пределы внутренней памяти программ, чего не должно быть. Скорее всего, микроконтроллер "чистый" или неверно запрограммирована программа. После старта программа инициализирует последовательный порт и системный таймер (что никак не отражается на выводах МК), а затем инициализирует ЖКИ: на порт P2 микроконтроллера выставляются команды, сопровождаемые импульсами единичной полярности на вход E ЖКИ. После записи каждой команды МК переводит все линии порта P2 в единичное состояние и начинать опрашивать готовность ЖКИ, выдавая импульсы единичной полярности на вход Е ЖКИ. Если по какой-либо причине индикатор не выставляет флаг готовности, программа зацикливается на опросе готовности ЖКИ. После инициализации экран ЖКИ должен очиститься и на него выводится, какой либо текст. Вывод текста аналогичен программированию ЖКИ. Если на дисплее горят черные квадраты, то необходимо отрегулировать яркость свечения индикатора потенциометром R4. При очищенном экране черных квадратов не должно быть видно (или они должны быть еле заметны). 4 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 4.1 Расчет потребляемой мощности МКТ На основании схемы электрической принципиальной МКТ определим потребляемую мощность схемы по формуле , ( 4.1) где Pn - потребляемая мощность одной микросхемы; N - количество микросхем одного типа ; При определении потребляемой мощности каждой микросхемы будем польз о ваться справочными данными, в случае их отсутствия мощность ИМС будем ра с с читывать по формуле , ( 4.2) где Р - мощность потребляемая микросхемой; U пит - напряжение питания ми к росхемы; I пот - ток, потребляемый микросхемой Справочные данные, необходимые для расчёта потребляемой мощности приведены в таблице 4.1 Таблица 4.1 Наименование Марка Кол-во U пит , В I потр , мА Р потр , мВт ИМС M41T56 1 5 0,3 1 , 5 ИМС AT 24C64 1 5 3 1 5 ИМС MC33290 1 5 2 10 ИМС AT89S53 1 5 25 1 25 ИМС 7805 1 5 5 25 ИМС LM2931 1 5 10 5 0 ИМС SN7413N 1 5 3 0 15 0 Р об 376,5 Просуммировав эти мощности, получим суммарную потребляемую мо щ ность блока: Р об = 37 6 ,5 мВт 4.2 Расчет надежности МКТ Надежность - это свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в допустимых пределах, соответствующих принятым режимам и условиям использования, те х нического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. К основным показателям надежности относятся: 1) вероятность безотказной работы; 2) интенсивность отказов; 3) наработка на отказ или среднее время безотказной работы ; Вероятность бе з отказной работы - это вероятность того, что в заданный интервал времени не пр о изойдет ни одного отказа. Вероятность безотказной работы определяется по фо р муле , (4.3) где P(t) - вероятность безотказной работы (вероятность того, что в пределах з а данной наработки, при заданных условиях отказа не произойдет); е - основание натурального логарифма; - интенсивность отказов; t - время безотказной работы. Величина t показывает, какая часть элементов по отношению к общему кол и честву исправно работающих элементов в среднем выходит из строя за единицу времени. Интенсивность отказов рассчитывается как сумма интенсивности отказов всех элементов блока. Интенсивность отказов элемента рассчитывается по формуле , (4.4) где - интенсивность отказов при нормальных условиях; к н - коэффициент н а грузки; к у - коэффициент условий; к Т - температурный коэффициент. Коэффициент, учитывающий условия работы: к у =1 - лабораторные условия; к у =10 - стационарные условия; к у = 10 0 -70 0 - бортовые условия; к у >70 0 - космические условия. Температурный коэффициент (к Т ) находится в зависимости от совокупности воздействующих факторов и учитывает нагрев конструкции. Коэффициент нагрузки характеризует электрический режим использования ЭРЭ и ИМС. Для разного вида элементов нагрузкой могут быть и являться ра з личные параметры. Для резисторов, транзисторов - отношение мощности раб о чей к номинальной; для конденсаторов - отношение рабочего напряжения к ном и нальному; для микросхем - отношение коэффициента разветвления рабочего к номинальному. Коэффициент нагрузки резист оров рассчитывается по формуле ( 4.5 ) , конденс а торов - по формуле ( 4.6 ) , а ИМС - по формулам ( 4.7 ) и ( 4.8 ) , (4.5) где Р раб - нагрузка на резистор в рабочем режиме; Р ном - номинальная нагрузка. , (4.6) где U раб - напряжение на конденсаторе в рабочем режиме; U ном - напряжение номинальное. , (4.7) где Р раб - нагрузка на ИМС в рабочем режиме; Р ном - номинальная нагрузка ИМС. , (4.8) где К раз.раб - рабочий коэффициент разветвления; К раз.ном - номинальный коэфф и циент разветвления. Подставив с правочные данные в формулы ( 4.5 ) , ( 4.6 ) , ( 4.7 ) , ( 4.8 ) , рассч и тал коэффициенты нагрузки, которые приведены в таблице 4.2 . Согласно техническому заданию на дипломный проект условия эксплу а тации бортовые (Ку = 100). Среднее время наработки на о тказ рассчитывается по формуле , (4.9) где - интенсивность отказов блока; Т ср - среднее время наработки на отказ (ожидаемая наработка объекта до первого о т каза) С учетом того, что данная с хема используется в бортовых условиях (к у =10 0 ) зн а чение = 0,00 001327 . Подставив в формулу ( 4.9 ) рассчитанное значение найдем среднее время н а работки на отказ: Подставив в формулу (4.3) расчетное значение найдем вероятность безотка з ной работы блока для t=10000, аналогично найдем значение вероятности безотказной раб о ты для различных значений t: Результаты ра счет ов представлены в таблице 4.2 Таблица 4. 2 Наименование и тип элеме н та Интенси в ность отказов элеме н та Коэффиц и ент нагру з ки Температу р ный коэфф и циент Колич е ство элеме н тов Интенсивность о т казов (х0 .000001) ИМС M41T56 0,1 0,5 0,1 1 0,005 ИМС AT 24C64 0,1 0,5 0,1 1 0,005 ИМС MC33290 0,1 1 0,1 1 0, 01 ИМС AT89S53 0,1 1 0,1 1 0, 01 ИМС 7805 0,1 0,5 0,1 1 0,005 ИМС LM2931 0,1 0,5 0,1 1 0,005 ИМС SN7413N 0,1 0,5 0,1 1 0,005 Конденсат о ры 0,01 0,2 0,4 10 0, 008 Резистор ы 0,01 0,5 0,2 43 0,043 Транзисторы 0,5 0,3 0,5 2 0, 15 Диоды 0,5 0,3 0,5 2 0,15 Пайка 0,0001 1 1 367 0,0367 Итого 0,1327 Данные для построения графика зависимости P(t): t=1000 P(t )=0,99 7 t =5 000 P(t )=0, 9 8 1 t=10 000 P(t)=0, 97 2 t=20 000 P(t)=0, 94 6 t=30 000 P(t)=0, 91 1 t=40 000 P(t)=0, 8 8 2 t=50 000 P(t)=0, 854 t=60 000 P(t)=0, 8 16 t =70 000 P(t)=0, 78 4 t =75 000 P(t )=0,7 8 5 По полученным данным построим график зависимости P(t) Рисунок 4.1 - График зависимости P(t) 5 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 5.1 Описание конструкции МКТ Большое внимание в настоящее время при конструировании устройств уделяют повышению надежности конструкции, уменьш ению габаритов и веса изделия, механизации и автоматизации технологического процесса изготовления того или иного изделия. Разработанная конструкция МКТ выполнена на двухсторонней печатной плате, изготовленной по типовому технологическому процессу комбинированным способом. Использование двухсторонней печатной платы позволило сократить матер иальные и трудовые затраты, использовать средства механизации и автоматизации в процессе изготовления печатной платы, сборки и монтажа. В качестве материала для изготовления двухсторонней платы использован фольгированный стеклотекстолит СФ-2-35, толщиной 0,8 мм, обладающий хорошим сцеплением с металлом (проводящим слоем), проницаемостью более 7. Для обеспечения максимального быстродействия и помехоустойчивости схемы МКТ в разрабатываемой конструкции предусмотрено следующее: - конденсаторы устанавливаются на той же стороне платы, на которой непосредственно находятся ИМС, - для подведения напряжения питания и подключения шины «земля» используются крайние контакты электрического разъема, - проводники по максимуму короткие и располагаются на различных сторонах платы и перекрещиваются под углом 45 или 90 градусов, Для соблюдения эксплуатационных требований корпуса ИМС располагаются линейно и многорядно. Конструкция блока используе тся в бортовой условиях. М аксимальные геометрические размеры платы ограничиваются свободным пространством в корпусе. Максимальные габаритные размеры обеспечиваются рациональным взаимным расположением элементов и повышением плотности монтажа. Для улучшения теплоотвода элементы установлены на плату с зазором. В данной конструкции блока использованы ИМС со штыревыми выводами, которые выдерживают большие механические нагрузки. При разработке печатны х проводников схемы уче ны следующи е требования: 1) шаг координатной сетки 2,5 мм; 2) минимальный зазор между соседними проводниками не менее 1,5 мм; 3) толщину и ширину проводников определ яется в зависимости от материала диэлектрика и плотности тока; 4) минимальная ширина проводников не менее 1,5 мм; 5) отверстия для конденсаторов, микросхем, резисторов металлизированы Ф 1,5 мм; 6) ширина проводников питания по контуру платы не менее 5 мм. Рекомендации по размещению элементов устройства на плате можно свести к нескольким: 1) функциональные узлы должны быть размещены компактно; 2) элементы излучения и приема сигнала должны иметь как можно более короткие провода подключения. На печатной плате располагаются микросхемы 7805, LM2931, M41T5, 24C64, MC33290, SN7413N , AT89S53 и ЭРЭ с зазором не менее 2 мм для лучшего охлаждения элементов. Микросхемы расположены на одной стороне печатной платы. Способ установки обеспечивает доступ и замену любой микросхемы. Для обеспечения помехоустойчи вости на плате установлены 12 конденсаторов. Микросхемы, конденсаторы и резисторы распределены равномерно по всей площади печатной платы. На каждую микросхему приходит ся не менее 0,05 мкФ. Для увеличения защиты от воздействий внешней среды печатная плата покры та двойным слоем лака УР-231, который повышает электрическую изоляцию схемы, механическую прочность, хорошо защищает конструкцию от влаги и пыли. 5.2 Определение уровня унификации МКТ Необходимость в сокращении сроков разработки и освоения массового производства электронных вычислительных машин и систем, состоящих из большого числа элементов, остро ставится вопрос о проведении стандартизации и унификации узлов, отдельных конструкций, отдельных функциональных ячеек. Унификация устройства - это приведение изделий к единообразию на основе установления рационального числа их разновидностей, что повышает технологичность конструкции, т.е. изделие должно отвечать всем эксплуатационным требованиям, может быть изготовлено в данных условиях с наименьшими затратами времени, труда, материалов при использовании наиболее прогрессивных, экономически оправданных методов производства. Количественно уровень стандартизации и унификации определяется коэффициентом применяемости и коэффициентом повторяемости. Коэффициент применяемости К пр - определяет какова доля неоригинальных сборочных единиц и деталей по сравнению с общим количеством сборочных единиц и деталей в конструкции. Коэффициент применяемост и рассчитывается по формуле К пр = (N ст + N з + N ун )/(N ст + N з + N ун + N ор ) , (5.1) где N ст - число стандартных деталей; N з - число заимствованных деталей; N ун - число унифицированных деталей; N ор - число оригинальных деталей. В данной схеме к стандартным деталям относятся резисторы и разъем, унифицированным относятся микросхемы, конденсаторы, транзисторы, диоды, оригинальным - плата печатная. В соответствии с формулой ( 5.1 ) определим коэффициент применяемости, учитывая что: 1) конденсаторов - 12 шт.; 2) микросхем - 5 шт.; 3) плата печатная - 1 шт.; 4) р азъем - 2 шт.; 5) транзисторов - 4 шт.; 6) диодов - 10 шт.; 7) резисторов - 3 2 шт. К пр = 0.98 Коэффициент повторяемости К пов определяет отношение общего числа изделий к числу наименований. Коэффициент повторяемости рассчитывается по формуле К пов = N общ / N н , (5.2) где, N общ - общее количество деталей в конструкции; N н - число наименований. В данной конструкции N общ равно 70 , а N н равно 15 . В соответствии с формулой 5.2 определим коэффициент повторяемости. К пов = 4,7 Для реализуемого модуля определили следующие коэффициенты: 1) коэффициент применяемости К пр = 0.98; 2) коэффициент повторяемости К пов = 4,7 . Из полученных данных можно сделать вывод, что данная конструкция имеет высокий коэффициент применяемости и достаточно высокий коэффициент повторяемости, что играет важную роль при серийном производстве. 6 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Важнейшим направлением научно-технического прогресса является автоматизация и механизация производства. Современный этап автоматизации опирается на новейшие достижения в области микроэлектроники, применение вычислительной техники пятого поколения. Большой вклад в решение проблемы сокращения сроков подготовки производства, запуска новых изделий вносит разработанная в нашей стране единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП). ЕСТПП – установленная стандартом система организации и управления производством, система технологической подготовки производства (ТПП), предусматривающая широкое применение прогрессивных процессов, стандартной технологической оснастки и оборудования, средств автоматизации и механизации производственных процессов (ЕСТПП ГОСТ 14.001 – 73). Основное назначение ЕСТПП заключается в обеспечении единого для всех предприятий порядка выбора и применения методов и средств технологической подготовки производства. Для предприятий, выпускающих электронно-вычислительную аппаратуру (ЭВА) следующие основные задачи ТПП: 1) Обеспечение технологичности конструкции изделия; 2) Разработка технологических процессов; 3) Проектирование и изготовление средств технологического оснащения (нестандартного оборудования, приспособлений, спец . инструмента, нестандартных установок для контроля, испытаний и т.д.); 4) Организация и управление процессом ТПП; 5) Разработка норм времени. 6.1 Разработка техпроцесса сборки и монтажа МКТ Согласно заданию на дипломное проектирование предусмотрена ра з работка техпроцесса сборки маршрутного компьютера-тестера для автомобилей . Исходными данными являются док ументы: сборочный чертеж АКВТ.230101.ДП00.10 СБ, схема элек трическая принципиальная АКВТ.230101.ДП00.10 Э3, а также нормативные документы и ГО С Ты. Технологическим процессом сборки называется совокупность операций, в результате которых детали соединяются в сборочные единицы, а сборочные единицы – в изделие. Изделием называется любой предмет или набор предметов производства, подлежащих производству на предприятии. Изделия основного производства предназначены для поставки, а вспомогательного производства – только для собственных нужд. Деталь или сборочная единица, с которой начинается сборка, назыв а ется базовой деталью. Такой деталью МКТ является печатная плата. Совокупность операций, в результате которых осуществляется эле к трическое соединение элементов, называется печатным монтажом. Применение печатного монтажа повышает надежность, обеспечивает повторяемость параметров от образца к образцу, позволяет более широко механизировать и автоматизировать производительность деталей, микр о миниатюризировать размеры изделия (в МКТ выполнен двусторонний монтаж печатных плат, с расположением на них микросхем со штыревыми выводами). Сборка изделий является наиболее ответственным этапом производс т венного процесса. Технология сборки отличается большим разнообразием: в зависимости от последовательности выполнения сборочных соединений, способов их осуществления, применения оборудования и технологической оснастки. Сборка сборочных единиц должна производится независимо и параллельно, что уменьшает технологический цикл изготовления и з делия. В разработанном техпроцессе применены типовые операции: 1) подготовка навесных элементов к монтажу, состоящая из входного контроля рихтовки формовки, обрезки и лужение выводов и размещения элементов в технол о гической таре; 2) установка навесных элементов на пе чатную плату по ОСТ 4.010.030 позволяет автоматизировать техпроцесс сборки и пайки. В ра з работанном техпроцессе применены типовые операции: подготовка элеме н тов к монтажу, состоящая из входного контроля, рихтовки, обрезки, луж е ния выводов, расконсервировании и маркировки печатной платы, нанесения защитного слоя после сборки. В техпроцессе сборки применяются типовые специфические операции склеивание, регулировка, испытание на вибро и удароусти й чивость. 3) получение контактных соединений выводов элементов с печатным монтажом методом пайки. Применение минимального числа разнотипных ЭРЭ, типоразмеров корпусов ЭРЭ и ИМС, а так же элементов, не требующих дополнительного крепления на плате, повышает технологичность конструкции. Формовка вывод ов ЭРЭ и ИМС по ОСТ 4.010.030 позволяет мех а низировать и автоматизировать техпроцесс сборки. Применение ЭРЭ И ИМС со штыревыми выводами позволяет прим е нить групповую пайку. В техпроцессе сборки применены специфические операции склеив а ния, регулировки, климатические испытания. Испытания влагоустойчивости проводят с целью определения способности изделия сохранить внешний вид, работоспособность и заданные параметры в условиях повышенной влажности. Для этого испытуемое изделие помещают в камеру влажности в положении, обеспечивающие свободный доступ влажного воздуха в глубь изделия: открывают крышки, щитки панелей и т.д. В камере устанавливают температуру 40 С, после чего повышается влажность до 95 – 98 %. Испытуемое изделие выдерживают в этих условиях в течении 2 – 10 суток. Ежесуточно изделие включают на 1 час для проверки работоспособность и измерения параметров. По окончанию испытаний, спустя 6 – 12 часов после выдержки в нормальных условиях, производят внешний осмотр и измерение параметров. В данном техпроцессе необходимо использовать следующее оборуд о вание: автомат рихтовки микросхем СГ2488, автомат для рихтовки ЭРЭ ГГ1422-4009, автомат для формовки выводов микросхем ГГ2126, автоо тпайки АП-10. Таблица 6 .1 - Техпроцесс сборки и монтажа № операции Содержание операции Оборудование 010 Комплектовочная Стол комплектовщика 020 Формовочная Автомат рихтовки микросхем ГГ-2488, автомат рихтовки радиоэлементов ГГ 1422-4009, автомат для формовки ИМС ГГ-2126, стол монтажный 030 Лужение Зонд вытяжной вентиляции, тигель УНВ-9 040 Контрольная Стол ОТК 050 Расконсервация Ванна ультразвуковая УЗВ-16Н, зонд вытяжной вентиляции 060 Маркировочная Стол маркировщика 070 Сборочная Рабочее место сборщика 080 Электромонтажная Стол монтажный 090 Пайка Автомат АП-10 для пайки ЭРЭ, автомат АПМ-13 для МС. 100 Проверочная Стол монтажника 110 Контрольная Стол ОТК 120 Лакокрасочная Пульверизатор, зонд с вытяжной вентиляцией или шкаф 130 Испытательная Вибростенд 140 Приемо-сдаточная Стол ОТК 150 Транспортно-складская Комплект технологической документации : комплектовочная и маршрутная карты, представлен . 7 ОРГАНИЗАЦИОННО- ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 7.1 Оц енка технического уровня МКТ В условиях расширяющегося рыночного производства, усиливаются темпы обновления, и увеличивается разнообразие видов продукции и применяемой для их производства техники и технологий. Используя основные из перечисленных критериев, рассчитывается интегральный технический показатель качества изделия. З атем оцениваются коэффициенты весомости данных критериев в общем показателе качества по шкале относительной значимости в диапазоне от 1 до 10, приводится бальная оценка степени удовлетворения каждого варианта данному критерию экспериментальным методом и рассчитывается интегральный показатель каче ства нового изделия по формуле , ( 7. 1) где m - количество критериев, b - удельное значение данного критерия в общем показателе качества, A б - значение данного критерия для базового варианта, A в - значение данного критерия для внедряемого варианта, Для расчета интегрального показателя качества изделия составляем таблицу 7. 1. Та блица 7.1 - Данные для расчета Киб и Кив Критерии Значимость b Баллы b* Ai базовый внедряемый базовый внедряемый Быстродействие 2 1 2 2 4 Способность к модернизации 3 1 1,5 3 4,5 Ремонтопригодность 1 1 1,2 1 1,2 Возможность диагностирования 1 1 1,5 1 1,5 Производительность 3 1 1,5 3 4,5 ИТОГО 10 15,7 В соответствии с формулой ( 7. 1 ) и данными таблицы 7. 1, рассчитываем интегральный показатель качества маршрутного ком пьютера тестера для автомобилей. Кив = 15,7/10 Кив = 1,57 Интегральный пока затель качества больше единицы, чт о свидетельствует об улучшении характеристик изделия. 7.2 Расчёт затрат на техническую подготовку производства Техническая подготовка производства – это совокупность работ по проектированию и внедрению устройства. Техническая подготовка производства включает в себя этапы по предварительной подготовке к разработке темы, проектированию, разработке программного обеспечения устройства, составлению отчета о проделанной работе. Реализация перечисленных этапов требует определённых затрат времени и материальных средств. Затраты на техническую подготовку производства рассчитаны в таблице 7. 2 Таблица 7. 2 - Затраты на техническую подготовку производства Содержание работ Продолжительность работ, час Изучение технического задания и дифференциация конструкторских и технических работ 5 Согласование задания с конструктором 8 Согласование задания с технологом 8 Разработка конструкторской документации 15 Разработка технологической документации 15 Пусконаладочные работы 62 Составление отчета рабочей документации 20 ИТОГО У =133 Стоимость этапов ТП П можно рассчитать по формуле Стпп = Сч* У Т , ( 7.2 ) где Стпп – стоимость этапов ТПП, руб; Сч – средняя стоимость одного часа инженерно-технических работ, руб (принять Сч = 40 руб); У Т – суммарная трудоемкость всех этапов разработки. Стоимость ТПП в соответствии с формулой ( 7.2 ): Стпп = 40 * 133 ; Стпп = 5320 руб. 7.3 Расчёт затрат на разработку и отладку программы Для функционирования системы нужен программный продукт. Для расчета капитальных затрат на программный продукт нужно знать себестоимость программы. Исходные данные для расчета себестоимости программы представлены в таблице 7. 3 Таблица 7. 3 - Себестоимость программы Исходные данные Единицы измерения Значения Трудоёмкость создания ПП Час Мин 120 Макс 150 Стоимость одного часа работы программиста без начислений Руб 35 Машинное время % 50 Стоимость одного часа машинного времени Руб 20 Накладные расходы % 50 Трудоёмкость создания программного продукта рассчитывается по формуле , ( 7.3 ) где Tпр – ожидаемая трудоемкость программы, день; Тmin (Tmax) – наименьшая (наибольшая) трудоемкость по экспертным оценкам, час. В соответствии сформулой: Тпр = (2 * 150 + 3 * 120 ) / 5 Тпр = 132 час Себестоимость программы ра ссчитывается по формуле Спр = Сч * Тпр * 1.1 * 1.26 + Тм * Счмв + Сч * Тпр * 0.5 , ( 7.4 ) где Спр – себестоимость программы, руб; Сч – стоимость одного часа работы программиста, руб; Тпр – трудоемкость программы, час; 1.26 – коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды; 0.5 – коэффициент накладных расходов; Тм – машинное время, час; (Тм=50%Тпр) Счмв – стоимость одного часа машинного времени, руб. Себестоимость программы в соответствии с формулой ( 7.4 ): Спр = 35 * 132 * 1,1 * 1,26 + 20 * 66 + 0,5 * 35 * 132 Спр = 6403,32+1320+2310 руб. Спр = 10033,32 руб. 7.4 Расчёт себестоимости МКТ Себестоимость – сумма затрат в денежной форме, связанных с изготовлением и реализацией продукции. Затраты делятся на прямые и косвенные. Прямые – непосредственно связаны с выпуском изделия и определяются на основании действующих норм и нормативов. Это затраты на основные и вспомогательные материалы, полуфабрикаты, комплектующие, заработная плата основных производственных рабочих с начислениями. Косвенные затраты – это расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, общецеховые, общезаводские, внепроизводственные. При расчете полной себестоимости необходимо знать значение каждого вида затрат. Основные материалы остаются в составе изделия. Это припои, лак и другие. Вспомогательные материалы – средства для выполнения технологических операций. Это канифоль, спирт, бензин и другие. Элементарная база определяется на основании чертежа изделия. Основная заработная плата производственных рабочих представляет собой сумму сдельных расценок, определяемых по формуле РС = ЧТС * t шт , ( 7.5 ) где РС – расценка сдельная на операцию, руб; ЧТС – часовая тарифная ставка разряда выполняемой операции, руб; t шт – норма штучно – калькуляционного времени (для серийного производства) на данную операцию, час. 7.4 .1 Расчет стоимости основных и вспомогательных материалов Исходными данными для расчёта являются количество паек в изделии, определяемое на основании чертежа, таблицы удельных норм расхода основных и вспомогательных материалов, источником которых является отраслевое предприятие. Количество паек в изделии всего 420, в т.ч. с лужением 109 . Норма расхода материала на одно изделие определяется на основании удельных норм расхода, представленных в таблице 7.4 . Таблица 7.4 - Расхода материала Наименование Ед. изм. Пайка соединений (на 100 выв.) Лужение выводов (на 100 выв.) Покрытие лаком (на 1 м2) ПОС-61 кг 0,01 0,01 - Лак УР-231 кг 3 слоя кг - - 0,6 2 слоя кг - - 0,4 Канифоль сухая кг 0,001 0,0015 - Спирт технический кг 0,0065 0,0065 1,5 Бензин «Калоша» кг 0,04 0,004 1,5 Кисть художественная шт. 0,01 - 1 Перчатки Пар. 0,01 0.01 1 Вата кг 0,001 - - Для каждого вида материалов расчёт стоимости производится по формуле , ( 7.6 ) где М - стоимость данного материала на одно изделие, руб; Ц - оптовая цена единицы данного материала, руб; Н - норма расхода данного вида материала. Припоя ПОС-61 на пайку выводов и обслуживание требуется: H 1 = 0,01/100* 420 H 1 = 0,0838 H 2 = 0,01/100* 108 H 2 = 0,0166 Сводная норма расхода припоя (Нприп) на одно изделие рассчитывается по формуле H прип = H 1 + H 2 , ( 7.7 ) H прип = 0,0838+0,0166 H прип = 0,1004 Расход лака УР-231 зависит от покрываемой поверхности, количества слоев и количества сторон платы. Размер платы 0,15 * 0,14.Норма расхода лака при трёхслойном покрытии платы S=0,021 м І составляет: H 3 = 0,6 * 0,021 * 2 H 3 = 0,0252 Расход канифоли сухой на пайку и лужение выводов: H 4 = 0,001/100* 420 H 4 = 0,00838 H 5 = 0,0015/100* 108 H 5 = 0,00249 Сводная норма расхода канифоли (Н кан ) рассчитывается по формуле H кан = H 4 + H 5 , ( 7.8 ) H кан = 0,00838+0,00249 H кан = 0,01087 Расход спирта технического на промывку паек, на лужение выводов, на обезжиривание платы перед покрытием лаком, на разведение канифоли: H 6 = 0,0065/100* 420 H 6 = 0,05447 H 7 = 0,0065/100* 108 H 7 = 0,01079 H 8 = 1,5*0,021*2 H 8 = 0,063 Сводная норма расхода спирта технического ( H сп ) рассчитыв ается по формуле H сп = H 6 + H 7 + H 8 , ( 7.9 ) H сп = 0,05447+0,01079+0,063 H сп = 0,12826 Аналогично расчёту спирта технического выполняется расчёт по бензину: H 9 = 0,04/100* 420 H 9 = 0,3352 H 10 = 0,004/100* 108 H 10 =0,0064 H 11 =1,5*0,021*2 H 11 =0,063 Сводная норма расхода бензина рассчитывается по формуле H бен. = H 9 + H 10 + H 11 , ( 7.10 ) H бен =0,3352+0,0064+0,063 H бен =0,4046 Расход кистей художественных при пайке соединений, при покрытии лаком: H 12 = 0,01/100* 420 H 12 =0,0838 H 13 =1*0,021*2 H 13 =0,042 Сводная норма расхода кистей художественных H кх рассчитывается по формуле H кх = H 12 + H 13 , ( 7.11 ) H кх = 0,0838+0,042 H кх =0,1258 Расход х/б перчаток на пайку выводов, на лужение проводов, покрытие платы лаком: H 14 =0,01/100* 420 H 14 =0,0838 H 15 =0,01/100* 108 H 15 =0,0166 H 16 =1*0,021*2 H 16 =0,042 Сводная норма расхода перчаток (Н пер ) рассчитывается по формуле H пер = H 14 + H 15 + H 16 , ( 7.12 ) H пер = 0,0838+0,0166+0,042 H пер = 0,1424 Расход ваты па пайку выводов составляет: H 17 = 0,001/100* 420 H 17 = 0,00838 Результаты расчёта приведены в таблице 7.5 . Таблица 7.5 Наименование Марка ГОСТ Ед. изм. Норма расхода Цена за ед. Сумма, руб. ПОС-61 21390-76 Кг 0,1004 440 44,176 Лак УР-231 ТУ 10863 Кг 0,0252 600 15,12 Канифоль 19137-73 Кг 0,01087 100 1,087 Спирт технический 17299-71 Кг 0,12826 40 5,1304 Бензин «Калоша» ТУ 17248 кг 0,4046 20 8,092 Кисть художественная 433-76 шт 0,1258 7 0,8806 Перчатки Х/Б - пары 0,1424 4 0,5696 Вата 5679-74 Кг 0,00838 3 0,02514 ИТОГО 75,08074 10% от стоимости 7,508074 Общая стоимость 82,588814 7.4 .2 Расчет стоимости полуфабрикатов и комплектующих Расчет выполнен и представлен в таблице 7.6 . Таблица 7.6 Полуфабрикаты и комплектующие Ед.изм Кол-во в изделии Цена за единицу, руб Сумма, руб Микросхема 7805 шт. 1 30 30 Микросхема LM2931 шт. 1 40 40 Микросхема M41T56 шт. 1 30 3 0 Микросхема АТ 24C64 шт. 1 160 1 6 0 Микросхема MC33290 шт. 1 250 250 Микросхема SN7413N шт. 1 25 25 Микросхема AT89S53 шт. 1 225 225 Кварцевый резонатор шт. 2 10 2 0 Подстроечный резистор 10 кОм шт. 2 5 10 Кнопки шт. 4 2,5 10 Батарейка шт. 1 5 5 Пьезоизлучатель шт. 1 25 25 Разъём DB 25F шт. 1 60 60 Дисплей Шт. 1 300 300 Плата шт. 1 300 3 00 Корпус шт. 1 150 150 ИТОГО : 1640 7.4 .3 Расчёт основной заработной платы производственных рабочих Расчет основной заработной платы производственных рабочих м ожет производиться по формуле , ( 7.13 ) где