ВКР: Комбинированный преобразователь интерфейса USB в RS-232/485

Техническое задание

Настоящее техническое задание распространяется на разработку комбинированного преобразователя интерфейса USB в RS-232/485.

1. Основание для разработки.

Система разрабатывается на основании задания на ВКР.

Тема: «Комбинированный преобразователь интерфейса USB в RS-232/485».

1. Источники разработки.

Система разрабатывается на основании схемы электрической принципиальной, предоставленной дипломным руководителем.

1. Технические требования

1. Технические параметры

1. Питание – сеть постоянного тока напряжением 5В и силой тока 1А.

1. Потребляемая мощность – 5 Вт.

1. Требования к надежности

1. Время безотказной работы – не менее 5000 ч.

1. Требования к конструктивному исполнению

1. Форма корпуса – параллелепипед

1. Габаритные размеры, 80×45×24 мм.

1. Масса устройства, кг, не более 140 г.

1. Условия эксплуатации

1. Климатическое исполнение УХЛ-4

• предельная рабочая температура, °С +40

• рабочие значения температуры, °С +10…+35

• среднемесячная относительная влажность воздуха при температуре

+25 °С, % -80%

1. Механические воздействия

-частота вибрации, Гц 1 – 55

-вибрационное ускорение, g до 1

-ударные нагрузки, g до 2

1. Тип аппаратуры – носимая.

1. Принцип работы устройства.

Принцип работы преобразователя интерфейса USB в RS-232/485 основан на использовании микросхемы FT232RL, которая обеспечивает преобразование сигналов между USB и RS-232/485. При подключении преобразователя к компьютеру через порт USB создается виртуальный COM-порт, с которым могут работать различные устройства, такие как: модемы, терминальные программы и т.п. Также интерфейс работает без изменения программного обеспечения.

1. Требования безопасност

Основные требования к безопасности соответствуют требованиям ПУЭ "Правила устройств электроустановок потребителей", утвержденным Минэнерго СССР от 01.08.84г., и требованиям к безопасности при эксплуатации "Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителем", утвержденным Госэнергонадзором 10.12.72г.

1. Требования к упаковке, маркировке, транспортированию и хранению.

Транспортная упаковка и условия хранения нацелены на целостность изделия при перевозке и хранении, и исполняться по стандартам, нормам и инструкциям. Изделие должно храниться в складских помещениях, куда не проникают атмосферные осадки, нет низких t и пыли. После нахождения изделия при низкой температуре, включать его нужно лишь после выдержки не менее чем в 3 часа в нормальных условиях, изделие не подвергается резкому перепаду t. Перевозку изделия производить в упакове изготовителя любым транспортом.

1. Экономические показатели

Масштабность выпуска соответствует серийному производству

1. Порядок выполнения

Испытания производятся на заводе – изготовителе помощью проверки на соответствия технических показателей изделия стандарту ГОСТ 16.962-70

«Изделия электронной техники. Механические, климатические воздействия. Требования и методы испытаний».

Испытания проводятся на предприятии-изготовителе с помощью проверки соответствия технических параметров изделия стандарту ГОСТ 16.962 - 79 "Электронные изделия. Механические, климатические воздействия. Требования и методы испытаний.

Аннотация

В выпускной квалификационной работе была создана конструкция комбинированного преобразователя USB в RS-232/485. В работе представлена оптимальная конструкция устройства, а также произведены расчеты: надежности по внeзапным откaзам, тепловой, на вибрoпрoчность, компоновочные расчеты. В технологической части произведена oценка технoлoгичности кoнcтрукции, рaзрабoтан технoлогичeский прoцeсс сбoрки устройства. Произведен расчет первоначальной стоимости устройства и аналитика опасных факторов в процессе изготовления.

The summary

In the final qualifying work the design of the combined converter USB to RS232/485 was created. The work presents the optimal design of the device, as well as calculations: reliability on sudden failures, thermal, vibration resistance, layout calculations. In the technological part the manufacturability of the design is evaluated, the technological assembly process of the device is developed. The initial cost of the device and analysis of hazardous factors in the manufacturing process were calculated.

Список используемых сокращений

ТБ – техника безопасности ТУ – технические условия ФУ – функциональный узел ПП – печатная плата

РЭА – радиоэлектронная аппарату

Содержание

Оглавление

Введение...................................................................................................................................... 11

1. Теоретическая часть......................................................................................................... 13
   1. Обзор и анализ известных технических решений............................................................. 13
   2. Анализ схемы электрической принципиальной............................................................... 14
   3. Анализ исходных данных.................................................................................................... 16
2. Конструкторская часть.................................................................................................... 18
   1. Разработка технических требований к конструкции изделия......................................... 18
   2. Выбор элементной базы изделия......................................................................................... 21
   3. Разработка конструкции изделия........................................................................................ 21
   4. Разработка функционального узла на печатной плате..................................................... 23
   5. Разработка корпуса............................................................................................................... 27
      1. Разработка крышки............................................................................................................ 27
      2. Разработка основания........................................................................................................ 28
   6. Проработка вопросов упаковки, транспортировки и хранения...................................... 29
3. Расчетная часть................................................................................................................. 30
   1. Компоновочные расчеты...................................................................................................... 30
   2. Расчет на вибропрочность и ударопрочность.................................................................... 32
   3. Расчет теплового режима..................................................................................................... 35
   4. Расчет компоновочных характеристик устройства........................................................... 39
   5. Расчет надежности по внезапным отказам......................................................................... 42
4. Технологическая часть..................................................................................................... 47
   1. Расчет показателей технологичности................................................................................. 47
   2. Разработка технологического процесса сборки изделия.................................................. 51
   3. Экономическая часть........................................................................................................ 54
      1. Расчёт себестоимости изготовления изделия.................................................................... 54
      2. Формирование цены на изделие......................................................................................... 57
      3. Оценка конкурентоспособности изделия........................................................................... 57
      4. Элементы маркетинговой политики фирмы..................................................................... 58
   4. Безопасность жизнедеятельности................................................................................... 60
      1. Основные требования безопасности к технологическим процессам.............................. 60
      2. Охрана труда при обработке пластмасс.............................................................................. 62

1. Охрана труда при изготовлении печатных плат............................................................... 62

Заключение............................................................................................................................. 64

Список используемой литературы.................................................................................... 65

Введение

В современном мире технологии развиваются быстрыми темпами. Постоянно появляются новые устройства, требующие интеграции различных систем для обмена данными. Один из таких преобразователей интерфейс USB в RS – 232/485.

Комбинированный преобразователь интерфейс USB в RS-232/485 представляет собой универсальное устройство, котoрое позволяет преобразовывать данные между интерфейсом USB и RS – 232/485. Это делает его незаменимым инструментом для инженеров и разработчиков, которые работают с различными системами и устройствами.

Данный преобразователь имеет ряд положительных характеристик, таких как: Поддержка выбора из 2 наиболее распространенных интерфейсов передачи данных: RS – 232 и RS – 485; Возможность работы с операционными системами, такими как Linux и Windows и многими другими; Простота установки, не требующая специальных знаний и навыков; Хорошая надежность и достаточно высокая производительность.

Преобразователь может найти широкое применение в различных отраслях, таких как радиопромышленность, транспорт, телекоммуникации и многие другие. Своей простотой, высокой производительностью он станет незаменимы помощников в работе инженеров и разработчиков.

В устройстве дoлжен быть удoбный интeрфейс, однако устройство должнo быть труднoдоступным для проникновения посторонних лиц.