124764 (593016), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Расчет надежности заключается в определении показателей надежности устройства по известным характеристикам компонентов, составляющих схему.

Интенсивность отказов всего устройства рассчитывается по формуле:

_m

= ∑ _{i ,}

ⁱ⁼¹

m – число компонентов,

_i - номинальная интенсивность отказов одного компонента (из справочника)

Рассчитываем _I для каждой группы компонентов:

• Резисторы пленочные: ₁ = ₀₁ · n= 0,03 · 10^-6 ·5 = 0,15 · 10^-6 1/ч

• Конденсаторы керамические: ₂ = ₀₂ · n= 0,15 · 10^-6 ·6 = 0,9 · 10^-6 1/ч

• Конденсаторы электролитические: ₃ = ₀₃ · n= 0,35 · 10^-6 ·1 =

  • =0,35 · 10^-6 1/ч

• Микросхемы: ₄ = ₀₄ · n= 0, 13 · 10^-6 · = 0,13 · 10^-6 1/ч

• Индикаторы: ₅ = ₀₅ · n= 0,9 · 10^-6 ·1 = 0,9 · 10^-6 1/ч

• Диоды кремниевые: ₆ = ₀₆ · n= 0,6 · 10^-6 ·3 = 1,8 · 10^-6 1/ч

• Стабилитроны: ₇ = ₀₇ · n= 1,6 · 10^-6 ·3 = 4,8 · 10^-6 1/ч

• Плата печатная: ₈ = ₀₈ · n= 0,7 · 10^-6 ·1 = 0,7 · 10^-6 1/ч

• Провода соединительные: ₉ = ₀₉ · n= 0,015 · 10^-6 ·38 = 0,57 · 10^-6 1/ч

• Пайка монтажа: ₁₀ = ₀₁₀ · n= 0,01 · 10^-6 ·97= 0,97 · 10^-6 1/ч

• Резонаторы: ₁₁ = ₀₁₁ · n= 0,1 · 10^-6 ·1 = 0,1 · 10^-6 1/ч

• Трансформатор: ₁₂ = ₀₁₂ · n= 2,4 · 10^-6 ·1 = 2,4 · 10^-6 1/ч

• Кнопки: ₁₃ = ₀₁₃ · n= 0,07 · 10^-6 ·9 = 0,63 · 10^-6 1/ч

• Транзисторы: ₁ = ₁₌₀₁₄ · n= 0,30 · 10^-6 ·2 = 0, 6 · 10^-6 1/ч

Для всего устройства интенсивность отказов составит:

= ₁ + ₂ +₃ +₄ +₅ +₆ +₇ +₇ +₈ +₉ +₁₀ +₁₁ +₁₂ +₁₃ +₁₄ = (0,15+ 0,9+ 0,35+ 0,13+ 0,9+ 1,8+ 4,8 + 0,7+ 0,57 + 0,97 + 0,1 + 2,4+ 0,63+ 0,6) · 10^-6 =14,85 · 10^-6 1/ч

Среднее время наработки на отказ определяется по формуле:

Тср = 1/ ч

Для устройства в целом среднее время наработки на отказ составит:

Тср = 1/ = 1/(14,25 · 10^-6) ч = 70175,4 ч

4. Конструирование

Конструирование аппаратуры на цифровых микросхемах включает следующие основные этапы: создание макета печатных плат, разработку топологии изготовления печатных плат, конструирование корпуса прибора, в котором должны быть размещены печатные платы. Значение этапа конструирования при построении аппаратуры на микросхемах очень велико, потому что именно такие элементы конструкции как печатные платы, элементы крепления и другие, в значительной мере определяют объем, массу и надежность аппаратуры.

4.1 Изготовление макета печатной платы

Платы с проводниками и контактными площадками используют тогда, когда устройство предварительно хорошо отработано. В процессе настройки приходится несколько раз демонтировать отдельные детали и устанавливать другие, а печатные контактные площадки под действием многократных тепловых и механических нагрузок, как правило, отслаиваются. Поэтому на этапе отладки схемы лучше применять монтажные платы, которые являются макетом будущей печатной платы.

Для изготовления монтажной платы используют пластину изоляционного материала (гетинакса, текстолита и стеклотекстолита) со множеством отверстий, в которые вставляются выводы навесных электрорадиоэлементов. Из луженного одножильного провода изготавливают проводники платы, которые соединяют между собой выводы элементов в соответствии с электрической принципиальной схемой.

Проверка работоспособности монтажной платы цифровых часов и ее сборка проводятся не в целом, а по блочно, так как электрическая принципиальная схема состоит из нескольких блоков – блока генератора импульсов, блока, состоящего из цепочки последовательно включенных счетчиков и блока на транзисторных ключах, предназначенного для гашения нуля в разряде десятков часов. Это делается для того, чтобы легче можно было обнаружить неисправность и сократить время на ее устранение.

После изготовления монтажной платы приступают к разводке печатной платы.

4.2 Трассировка печатной платы

Основными особенностями изготовления печатных плат, предназначенных для цифровых устройств, являются – малая толщина печатных линий, малые расстояния между соединительными контактными площадками, а также значительная сложность плат, вызванная большим числом соединений между микросхемами.

Изготовление фотошаблона, через который впоследствии делается экспонирование нашей будущей печатной платы, конструируется в программе Sprint-Layout 4.0. После зарисовки и проверки правильности шаблона производится печать на специальной пленки для принтеров.

После этого поверхность фольгированного стеклотекстолит полируется до блеска, а затем протирается обычной чистой тряпкой для лучшего нанесения фоторезиса. Затем отрезается нужный размер фоторезиста и наносится на стеклотекстолит ровным слоем. Накладываем на фольгированный стеклотекстолит покрытый пленочным фоторезистом, шаблон изготовленный на пленки и накладываем стекло. Затем над этой конструкцией подвешивается ультрафиолетовая лампа на определенное время. После окончания времени засвечивания фоторезиса удаляем пленку с него и опускаем в ванну с раствором воды и кальцинированной соды и ожидаем проявления рисунка на стеклотекстолите. По окончанию проявки проверяется качество и правильность нанесенного рисунка. Дальше идет травление платы.

Готовая плата травится химическим методом в растворе хлорного железа плотностью 1, 3 г / см³ (150 грамм хлорного железа FeCl₃ (порошок) растворяют в 200 миллилитрах воды). Готовый раствор выливают в плоскую стеклянную эмалированную или пластмассовую ванночку, и погружают в него заготовку печатной платы. Время травления зависит от температуры раствора и интенсивности обмена его у поверхности фольги. Для ускорения процесса травления можно травить печатную плату в вертикальном положении. При этом продукты реакции будут оседать на дно кюветы и не будут препятствовать процессу травления. Но можно травить плату и в горизонтальном положении при этом необходимо периодически покачивать ванночку. При температуре раствора 20 – 25 ˚C процесс травления заканчивается примерно через час, а в подогретом до температуры 40 – 50 ˚C растворе требуется около 25 – 30 минут.

Сверление отверстий под выводы микросхем проводится сверлами диаметром 0, 5 – 1 миллиметр. Более толстые сверла применять нельзя, так как при этом контактные площадки получаются тонкими и будут легко отклеиваться при нагреве. Диаметр отверстий в печатной плате должен быть чуть больше вставляемого в него вывода, что обеспечит свободную установку элемента. Разница должна быть не менее 0, 2 – 0, 3 миллиметра.

Протравленную плату тщательно промывают попеременно холодной и горячей водой, а затем ватой, смоченной в ацетоне, удаляют остатки краски. После чего плату необходимо облудить. При облуживании недопустим перегрев платы.

Сборка цифровых устройств требует особого внимания, надо стараться делать как можно меньше ошибок, так как их поиск и устранение занимают гораздо больше времени, чем сборка устройства в целом.

После изготовления печатной платы приступают к установке данной платы в корпус.

4.3 Изготовление корпуса

Корпус для цифровых часов изготовлен из органического стекла. На передней панели часов находится блок семисегментного индикатора и кнопочные переключатели для управления часами.

Печатные платы должны устанавливаться в корпус прибора таким образом, чтобы обеспечивалось их устойчивое положение в нем. Нельзя допускать того, чтобы платы “болтались” внутри корпуса.

5. Технико-экономическое обоснование

В себестоимости продукции находит отражение уровень технической оснащенности предприятия, уровень организации производства и труда, рациональные методы управления производством, качество продукции и так далее. Снижение себестоимости является важнейшим условием роста прибыли. Себестоимость является ценообразующим фактором.

В себестоимость продукции (работ, услуг) предприятия включаются затраты, связанные с использованием в процессе производства природных ресурсов, сырья, материалов, топлива, энергии, основных средств, трудовых ресурсов и прочих затрат на ее воспроизводство и реализацию.

Себестоимость включает в себя:

1) Затраты на материалы

2) Затраты на заработную плату

3) Остальные расходы

Таблица 5.1

Расчет материальных затрат на изделие

Итого материальные затраты на изделие составляют 673,1

Характеристики

Список файлов ВКР