Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Широкое развитие радиоэлектроники и внедрение её во все отрасли науки и техники является реалией нашего времени. Применение радиоэлектронной аппаратуры во многом обуславливает огромный рост эффективности производства, повышение качества продукции, дает возможность научным достижениям. Практически во всех областях знаний прогресс немыслим без широкого использования электроники. Именно поэтому радиоэлектроника, зародившаяся всего несколько десятилетий назад, является бурно развивающейся областью техники. За это время радиоэлектронная аппаратура прошла несколько этапов развития, каждый из которых позволял резко увеличивать количество функций, которые выполняет аппаратура, повышать их сложность и одновременно при этом сокращать вес и размеры аппаратуры, повышать ее надежность и снижать потребление энергии.

Каждому этапу развития соответствует свое поколение аппаратуры. К аппаратуре первого поколения относят радиоэлектронную аппаратуру, построенную на основе использования электронных ламп.

Сложность технологии электровакуумных приборов, небольшой срок службы, значительные габаритные размеры и масса, большое потребление электроэнергии послужили появлению второго поколения. К нему относится аппаратура, основу которой составляли полупроводниковые приборы.

Разработка и использование интегральных схем среднего уровня интеграции привели к появлению третьего поколения аппаратуры, в которой резко уменьшилось количество элементов и соединений между ними. В связи с этим во много раз уменьшились масса и габариты, повысилась надежность радиоэлектронных изделий.

Четвертое поколение - это аппаратура, построенная с использованием интегральных схем повышенной степени интеграции; аппаратура, в которой применяются большие интегральные схемы с программируемой логикой (микропроцессорные комплекты), позволяющие использовать цифровую обработку информации.

В настоящее время развиваются РЭС пятого поколения, в которых находят применение приборы функциональной электроники.

Современную микроэлектронику трудно представить без такой важной составляющей, как микроконтроллеры. Они незаметно завоевали весь мир.

Микроконтроллерные технологии очень эффективны. Одно и то же устройство, которое раньше собиралось на традиционных элементах, будучи собрано с применением микроконтроллеров, становиться проще. Оно не требует регулировки и меньше по размерам.

Кроме того, с применением микроконтроллеров появляются практически безграничные возможности по добавлению новых потребительских функций и возможностей к уже существующим устройствам.

К основным тенденциям и перспективам развития технологии производства РЭС относятся:

- освоение производства РЭС на безвыводных ЧИП-ЭРЭ и миниатюрных ЭРЭ с применением поверхностного монтажа;

- внедрение новых и высоких технологий на базе новых материалов;

- интенсивное внедрение систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП).

Технология (от греческого «techne» - мастерство и «logos» - учение) - это совокупность знаний о способах и средствах проведения производственных процессов, а также сами процессы (технологические процессы), при которых происходят качественные изменения обрабатываемого объекта.

Новая технология - это, обладающая более высокими качественными характеристиками по сравнению с лучшими аналогами, доступными на данном рынке, пользующаяся спросом и удовлетворяющая формирующимся или будущим потребностям человека и общества.

Высокая технология - это, обладающая наивысшими качествами показателями по сравнению с лучшими мировыми аналогами, пользующаяся спросом и удовлетворяющая формирующимся или будущим потребностям человека и общества.

Практической направленностью дипломного проекта является разработка и изготовление устройства ИК управления, достижение его высокой надёжности и технологичности.

1. Общая часть

1.1 Анализ технического задания

Анализ исходных данных, указанных в техническом задании, позволяет определить основные параметры разрабатываемого устройства ИК управления, а также уяснить назначение устройства и условия эксплуатации. Устройство предназначено для управления персональным компьютером и освещением в помещение.

Данное устройство характеризуется основными техническими характеристиками микроконтроллера и эксплуатационными параметрами устройства.

Технические характеристики устройства:

а) потребляемый ток - 0,1А;

б) напряжение питания - 220В;

в) рабочая частота - 36кГц;

г) максимальная коммутируемая нагрузка - 100Вт;

д) интерфейс подключения к ПК - USB.

Устройство должно эксплуатироваться в умеренном климате. При этом категория условий эксплуатации - в помещениях с искусственным климатом (4). В закрытом помещении с искусственным регулированием климатических условий (вентиляция, отопление).

Диэлектрические материалы необходимо подобрать так, чтобы не допустить пробивных напряжений (с большим удельным сопротивлением).

Для обеспечения надежности функционирования устройства при воздействии влаги необходимо применить влагозащитные материалы (лаки, компаунды).

Для обеспечения механической прочности изделия нужно выбрать материал печатной платы с достаточной прочностью (стеклотекстолит).

Для защиты от вибраций, печатную плату необходимо надежно закрепить в корпусе.

1.2 Разработка схемы электрической структурной

В настоящее время наиболее часто применяются три метода разработки структурных схем: эвристический, математический, функционального наращивания.

Эвристический метод - основан на накоплении опыта, анализе литературы и интуитивных соображений. На основе анализа исходных данных создается несколько моделей структурных схем и выбирается наиболее простая, надежная и дешевая.

Математический метод - на основе исходных данных создается модель - математическое описание внешних воздействий. Проводится анализ модели (математический расчет, имитационное моделирование на ЭВМ, испытание макетов).

Метод функционального наращивания - на основе исходных данных составляется перечень функций, которые должно реализовать разрабатываемое устройство. Далее изображается схема этого устройства путем условных прямоугольных изображений структурных единиц с изображением линий связи между ними, в соответствующем порядке узлов, реализующих эти функции.

При разработке структурной схемы устройства использовались в основном эвристический метод и метод функционального наращивания. На основе литературы и интуитивных соображений был проведен анализ имеющихся схем и выбран наиболее простой, экономичный и дешевый способ реализации заданных функций.

Основными функциями, разрабатываемого устройства являются:

- обработка полученных ИК команд. Данную функцию может выполнять микроконтроллер;

- отправление цифровых данных на ПК посредством USB интерфейса;

- автономное управление приборами;

- автономное управление питанием компьютера;

- запись обновленной версии прошивки в EEPROM.

На основе вышеизложенных функций, устройство будет включать в себя следующие устройства:

- ИК приемник;

- микроконтроллер;

- модуль управления нагрузками;

- модуль управлением питанием компьютера;

- EEPROM-память.

Тогда, схема электрическая структурная разрабатываемого устройства представлена на рисунке 1.



Рисунок 1 - Схема электрическая структурная устройства ИК управления



1.3 Разработка схемы электрической принципиальной

Принципиальная электрическая схема разрабатывается на основании анализа исходных данных принятой структурной схемы.

Задачей разработки схемы электрической принципиальной проектируемого устройства, является: выбор и обоснование принципиальных схем каскадов для реализации структурной схемы.

Принципиальная схема устройства должна быть выполнена с использованием различной элементной базы и различных схемных решений.

Вначале производится анализ известных схемных решений проектируемого каскада, приводится схема одного из них. И на основании анализа исходных данных и принятой структурной схемы выбирается наиболее подходящая электрическая схема. Критерии выбора: простота, надежность, дешевизна при выполнении заданных требований. Она может быть дополнена, усовершенствована новыми схемными решениями.

Исходя, из разработанной структурной схемы устройства ИК управления принципиальная схема состоит из следующих функциональных узлов:

- ИК приемник;

- микроконтроллер;

- модуль управления нагрузками;

- модуль управления питанием компьютера;

- EEPROM-память.

В качестве ИК приемника целесообразно выбрать TSOP 1736. Устройство содержит в своем корпусе приемник, усилитель сигнала и демодулятор, на выходе получаем стандартный сигнал величиной в пределах 0.3-6В.

TSOP1736 часто применяется в системах дистанционного управления (в основном в бытовой технике) совместно с протоколом RC5. Что позволяет получить качественный канал передачи данных.

Серия приемников TSOP17xx разработана для работы на различной несущей частоте.

Рисунок 2 - Структура приемника TSOP1736

В качестве центрального управляющего устройства был выбран микроконтроллер фирмы ATMEL, семейства MEGA - ATMega8. Имеет удобный для разводки платы и пайки корпус DIP. Расстояния между ножками относительно большое. Широко доступен в продаже. Часто применяется во многих устройствах. Данный микроконтроллер имеет на борту два 8-ми битных таймера-счетчика, один 16-ти битный таймер-счетчик, три ШИМ канала, АЦП, аппаратный интерфейс USART.

Рисунок 3 - Условно графическое обозначение микроконтроллера



В модуле управления нагрузками применен микроконтрллер ATTiny2313 для управления нагрузками в автономном режиме. Данный микроконтроллер относительно недорогой. Широко распространен.

В качестве оптоэлектронной развязки применен популярный симисторный оптрон MOC3063M широкого применения с коммутацией нагрузки в момент перехода сетевого напряжения через ноль. Оптрон MOC3063 применяется для управления симисторными и тиристорными ключами. Схема коммутации нагрузки в момент перехода сетевого напряжения через ноль минимизирует уровень создаваемых устройством помех.

В качестве силового ключа применен мощный симистор BT138 для управления мощной нагрузкой. При коммутации нагрузки с током не более 15 ампер радиатор для BT138 не обязателен, при условии естественной конвекции. То есть при обычном использовании в корпусе с отверстиями для вентилирования.

Рисунок 4 - Схема модуля управления нагрузками

В качестве модуля управления питанием компьютера применен популярный транзисторный оптрон с высоким коэффициентом передачи тока - PC817A. Оптроны с другими буквенными индексами отличаются другими значениями CTR (коэффициент передачи). Данный оптрон подключен непосредственно к кнопке питания ПК, таким образом Микроконтроллер может включать или выключать компьютер, а также выполнять другие функции, назначенные на кнопку питания.

Рисунок 5 - Схема модуля управления питания компьютера

В качестве внешней памяти применена двухпроводный последовательный EEPROM емкостью 128 кбит.

Микросхема AT24C128 содержит 131072 бит последовательного электрически стираемого и программируемого постоянного запоминающего устройства EEPROM с организацией памяти в виде 16384 слов по 8 бит в каждом. Микросхема содержит входы задания адреса на последовательной двухпроводной шине, которые позволяют подключить к одной последовательной шине до 4 микросхем. Микросхемы оптимизированы под использование во многих промышленных и коммерческих приложениях, где важны малая потребляемая мощность и работа при низком напряжении питания.



Рисунок 6 - Структурная схема EEPROM-памяти AT24C128

Таким образом, общая схема электрическая принципиальная устройства ИК управления имеет вид, приведенный на рисунке 7.



Рисунок 7 -- Схема электрическая принципиальная устройства ИК управления

1.4 Выбор элементной базы

Выбор электрорадиоэлементов (ЭРЭ) должен быть сделан так, чтобы обеспечить надежную работу узла, блока. При этом, необходимо стремиться к выбору недорогих элементов и, имеющих широкое применение в современном аппаратостроении и добиваться максимальной простоты сборки и электрического монтажа, регулировки и эксплуатации.

Все ЭРЭ выбираются по справочной литературе и техническим условиям:

а) ИМС выбираются по функциональному назначению (аналоговые, многофункциональные, усилители, преобразователи, стабилизаторы, цифровые), по рабочему диапазону частот, рабочему напряжению, потребляемому току, температурной стабильности.

б) резисторы выбираются:

1) по величине рассеиваемой мощности (К_н = 0,5 - 0,6);

2) по типу проводящего слоя - непроволочные, проволочные;

3) по максимальному рабочему напряжению (например, МЛТ - 2 Вт имеет U_{раб max} > 750. В, а МЛТ - 1 Вт имеют U_{раб max} < 750 В);

4) по классу точности от - 0,1% до 20%;

5) по температурному коэффициенту сопротивления (ТКР).

в) конденсаторы выбираются:

1) по типу (электролитические, керамические и прочие);

2) по номинальному напряжению;

3) по классу точности от 1% до 90%;

4) по температурному коэффициенту емкости (ТКЕ).

г) диоды выбираются:

1) по максимально выпрямляемому току I_{о max};

2) максимально допустимому обратному напряжению U_{обр max};

3) прямой рассеиваемой мощности P_пр.

д) стабилитроны выбираются по напряжению стабилизации (U_ст), пределам рабочего тока стабилизации (I_{ст min} и I_{ст max}) и как правило выбираются по наименьшему току стабилизации с целью экономии потребляемого тока:

1) по напряжению срабатывания (U_cp);

2) по максимально допустимому току (I_max).

В соответствии с разработанной принципиальной схемой, выбираем электрорадиоэлементы для проектируемого устройства.

ИМС:

- DD1 - микроконтроллер ATMega8;

Электрические параметры:

1. тактовая частота - 8МГц;

2. память - 8кБ;

3. разрядность - 8;

4. напряжение питания - 5В.

- DD2 - EEPROM-память;

Электрические параметры:

1. напряжения питания - 2-5В;

2. интерфейс - последовательный;

3. время доступа - 100нс;

4. число циклов записи - 10⁶.

- DD3 - микроконтроллер ATTiny2313;

Электрические параметры:

1. тактовая частота - 8МГц;

2. память - 2кБ;

3. разрядность - 8;

4. напряжение питания - 5В.

- DA1 - TSOP1736;

Микросхема представляет собой фотоприемник.

Электрические параметры:

1. информационный сигнал - 3-6В;

2. несущая частота - 36кГц;

3. напряжение питания - 3-5В;

4. рабочее расстояние - 45м.

- DA2, DA3 - MOC3063M;

Микросхема представляет собой оптопару, тип оптопары - фототиристор.

Электрические параметры:

1. постоянное прямое входное напряжение - 1,3В;

2. максимальное коммутируемое напряжение - 600В;

3. количество каналов - 1шт.;

4. максимальное входное обратное напряжение, Uвх.обр.макс. - 6В.

- DA4 - 78L05.

Микросхема представляет собой мощный стабилизатор.

Электрические параметры:

1. выходное напряжение - 5В;

2. номинальный выходной ток - 0,1А;

3. максимальное входное напряжение - 40В.

Резисторы:

- R1 - R14 - МЛТ 0,125Вт;

- R15 - R18 - МЛТ 0,5 Вт.

Резистор постоянный металлодиэлектрический общего назначения для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока, с аксиальными выводами, для печатного монтажа с установкой параллельно плате.

Электрические параметры:

1. номинальная мощность - 0,125-0,25Вт;

2. предельное импульсное напряжение - 750В;

3. максимальная резонансная частота - 3000Гц.

Конденсаторы:

- С2-С5, С8 - К10-17;

Керамический;

Электрические параметры:

1. рабочая температура - -55-125С;

2. допуск номинала - 5%;

3. номинальное напряжение - 50В.

- С1, С6, С7,С9 - К50-35.

Электролитический;

Электрические параметры:

1. допуск номинальной емкости - 20%;

2. номинальная ёмкость - 10-220мкф;

3. номинальное напряжение - 16В.

Стабилитроны:

- VD1, VD2 - BZV85C3V6.

Электрические параметры:

1. номинальное напряжение стабилизации - 3.6В;

2. номинальный ток стабилизации - 69мА;

3. максимальный ток стабилизации - 252мА.

Диоды:

- VD3-VD6 - 1N4007.

Электрические параметры:

1. Максимальное постоянное обратное напряжение - 1000В;

2. Максимальный прямой ток - 1А;

3. Максимальный допустимый прямой импульсный ток - 30А.

Оптопары:

- VU1, VU2 - PC817.

Тип оптопары - транзисторная.

Электрические параметры:

1. максимальный прямой ток - 50мА;

2. максимальное входное напряжение - 35В;

3. время включения/выключения - 3-4мкс.

Тиристоры:

- VS1, VS2 - BT138-600.

Электрические параметры:

1. максимальное обратное напряжение - 600В;

2. наименьший постоянный ток управления - 25мА;

3. время включения - 2мкс.

Кварцевый резонатор:

- ZQ1 - KX-3HT.

Электрические параметры:

1. напряжение питания - 5В;

2. ток нагрузки - 20мА;

3. резонансная частота - 12МГц;

4. рабочая температура - 0-70С.

Предохранитель:

- FU1 - H520.

Электрические параметры:

1. номинальное напряжение - 250В;

2. номинальный рабочий ток - 1А;

3. Рабочая температура - -60-85С.

Соединители:

- ХS1-XS3 - DG-306-5.0.

Электрические параметры:

1. максимальный коммутируемый ток - 10А;

2. максимальное напряжение - 300В;

3. шаг - 5мм.

Трансформаторы:

- T1 - ОСМ-0,16-12.

Электрические параметры:

1. максимальный выходной ток - 2А;

2. входное напряжение - 220В;

3. выходное напряжение - 12В.

2. Расчетная часть

2.1 Электрический расчет каскадов

Расчет стабилизатора напряжения.

Для питания узлов устройства использован стабилизатор напряжения, выполненные на микросхеме 78L05. Микросхема DA4 питает микроконтроллер, EEPROM-память. На стабилизатор поступает напряжение 12В с понижающего трансформатора.

Основные технические характеристики микросхемы 78L05 следующие:

- U_вх=8,0-15В;

- U_вых=4,9-5,1В;

- I_вых=0,45 A.

Порядок расчета стабилизатора:

а) определяют необходимое минимальное для работы стабилизатора входное напряжение U_вх при заданном выходном U_вых:

U_вх = U_вых + 3, (1)

U_вх = 5 + 3=8В.

- где цифра 3 характеризует минимальное напряжение между входом и выходом микросхемы, взята в расчете на использование кремниевых ИМС.

б) рассчитывают максимальную рассеиваемую микросхемой мощность:

Р_ф = 1,3 (U_вх-U_вых) I_{н max}, (2)

Р_ф = 1,3 (12-5) 0,2 = 1,8Вт.

в) рассчитывают коэффициент нагрузки микросхемы:

К_н = Р_ф/Р_max, (3)

К_н = 1,8/10=0,18.

Исходя из рассчитанного значения коэффициента нагрузки К_н можно сделать следующие выводы:

- микросхема 78L05 подходит для данного стабилизатора напряжения;

- с целью уменьшения рабочей температуры корпуса микросхема установлена на малогабаритный радиатор.

Расчет частоты тактового генератора микроконтроллера.

Таймер 0 - 8-ми битный таймер-счетчик. Таймер 1 - 16-ти битный, может быть как таймер, так и счетчик. Оба таймера могут подсчитывать поступающие от источника тактовых импульсов сигналы. В момент времени, когда содержимое счетного регистра TCNTn достигает максимального возможного значения, возможно появления прерывания, по наступления которого, программа может перейти на выполнение особых действий. ATtiny2313 может гарантированно работать на частотах до 8 МГц, а при условие применения внешнего кварца - до 20 МГц.

Время одного такта рассчитывается по формуле:

, (4)

.

1 переполнение таймера происходит при поступлении 255 счетных импульсов, т.е. на 255-ом такте.

, (5)

.

- время, за которое таймер-счетчик 0 переполнится и сработает внутреннее прерывание, т.к. данное время очень мало, нужно применить блок предделителя.

Для того, чтобы упростить написание программы разработчиками контроллеров создан специальный аппаратный блок задержки - блок предделителя. Наличие этого блока обеспечивает задержку изменения содержимого счетного регистра в зависимости от константы - числа предделителя.

Fg - частота поступающая на счетный регистр после прохождения делителя.

, (6)

Количество прерываний в секунде высчитывается по формуле:

, (7)

.

- количество прерываний, вызванных таймером-счетчиком по переполнению за 1 секунду.

Если необходимо с помощью контроллера подсчитывать временные интервалы, то нужно использовать его на минимально низких частотах с максимально возможными значениями числа предделителя.

2.2 Расчет надежности изделия

Надежность - свойство изделия сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта и транспортирования. В общем случае надежность - это свойство изделия сохранять способность выполнять заданные функции.

Надежность РЭС в конечном итоге зависит от количества и качества входящих в него электрорадиоэлементов, качества сборки, условий эксплуатации и от своевременности обслуживания и ремонта.

Качественными характеристиками надежности являются безотказность, ремонтопригодность, долговечность, сохраняемость.

Безотказность - свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Ремонтопригодность - свойство изделия, заключающееся в его приспособленности к предупреждению и обнаружению возможных причин возникновения отказов, повреждений, и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания.

Долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при выполнении установленных требований по техническому обслуживанию и ремонту.

Сохраняемость - свойство изделия сохранять непрерывно исправное и работоспособное состоянии в течение, и после хранения или транспортировки.

Предельное состояние - это состояние устройства, при котором его дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена.

Если при работе или хранении аппаратуры произошло нарушение работоспособности изделия, то такое событие называют отказом. Отказы могут быть внезапными и постепенными.

Все эти характеристики дают представление о качественной стороне надежности. Чтобы сравнить различные типы изделия или образцы изделий одного и того типа, на практике используют количественные характеристики надежности.

Одной из таких характеристик является вероятность безотказной работы - это величина, показывающая, какая часть изделий будет работать исправно в течение заданного времени работы t_р (0 < Р(t_р) < 1).

Вероятность безотказной работы на практике определяется по формуле:

P(t_р) = b/a, (8)

где b - количество ЭРЭ, работающих исправно;

a - общее количество ЭРЭ.

Для большинства изделий РЭС и их компонентов вероятность их безотказной работы Р(t_р) зависит от длительности работы по экспоненте:

P(t_р) = e^-лtр, (9)

где e - основание логарифма,

л - интенсивность отказов,

tp - время безотказной работы.

Производится анализ исходных данных в таблице 1.

Таблица 1 - Перечень, тип и количество используемых компонентов

Наименование компонента	Тип	Количество
Стабилитроны	BZV85C3V6	2
Резисторы	МЛТ-0,25 МЛТ-0,5	14 4
Конденсаторы	К10-17 К50-35	5 4
Микросхемы	ATMega8 ATTiny2313 AT24C128 TSOP1736 MOC3063M 78L05	1 1 1 1 2 1
Оптопары	PC817	2
Тиристоры	BT138-600	2
Кварцевый резонатор	KX-3HT	1
Диоды	1N4007	4
Предохранитель	H520	1
Соединители	DG-306-5.0	3
Трансформатор	ОСМ-0,16-12	1
Пайка		174

Коэффициент нагрузки рассчитывается для каждого компонента.

Резисторы:

К_н = Р_ф / Р_н, (10)

где Р_ф - фактическая мощность, рассеиваемая на резисторе,

Р_Н - номинальная мощность, рассеиваемая на резисторе.

Микросхемы:

К_н = Uпп / Uпп_max, (11)

где Uпп - фактическое напряжение питания ИМС,

Uпп_max - максимальное напряжение питания ИМС.

Транзисторы:

K_н = Р_к.фак / Р_к.max, (12)

где Р_к.max - максимальная мощность рассеивания на коллекторе,

P_к.фак - фактическая мощность рассеивания на коллекторе.

Стабилитроны:

K_н = I_0cр / I_0max, (13)

где I_0max - максимальный выпрямленный диодом ток,

I_0cр - фактическая выпрямленный диодом ток.

Конденсаторы:

К_н=U_ф/U_ном, (14)

где U_ф - фактическое напряжение на конденсаторе,

U_ном - номинальное напряжение на конденсаторе.

Оптопары:

К_н = U_ф/U_ном, (15)

где U_ф - фактическое напряжение,

U_ном - номинальное напряжение.

Тиристоры:

К_н = U_ф/U_ном, (16)

где U_ф - фактическое напряжение на тиристоре,

U_ном - номинальное напряжение на тиристоре.

По таблице 2 интенсивности отказов определяется значение (интенсивность отказов) для каждого радиокомпонента.

Таблица 2 - Интенсивность отказов радиокомпонентов

Наименование радиокомпонента	ло 10 - 6, 1/ч
Диоды кремниевые: Выпрямительные Импульсные Стабилитроны	0,2 0,5 0,1
Транзисторы кремниевые малой мощности: Низкочастотные Среднечастотные Высокочастотные	0,5 0,25 0,2
Конденсаторы: Керамические, пленочные Электролитические алюминиевые	0,05 0,5
ИМС	0,7
Резисторы непроволочные	0,04
Трансформаторы	0,8
Оптопары	0,7
Тиристоры	0,4
Соединители	0,01
Кварцевый резонатор	0,05
Предохранитель	1
Пайка	0,005

Исходные данные:

- резисторы л₀ = 0,04Ч10^-6 N = 18;

- микросхемы л₀ = 0,7Ч10^-6 N = 7;

- стабилитроны л₀ = 0,1Ч10^-6 N = 2;

- конденсаторы л_{0 эл} = 0,5Ч10^-6 N = 4;

л_0Cк =0,05Ч10^-6 N = 5;

- оптопары л₀ = 0,7Ч10^-6 N = 2;

- диоды л₀ = 0,2Ч10^-6 N = 4;

- тиристоры л₀ = 0,4Ч10^-6 N = 2;

- кварцевый резонатор л₀ = 0,05Ч10^-6 N = 1;

- предохранитель л₀ = 1Ч10^-6 N = 1;

- соединители л₀ = 0,01Ч10^-6 N = 3;

- трансформатор л₀ = 0,8Ч10^-6 N = 1;

- пайка л₀ = 0,005Ч10^-6 N=174.

Из таблицы 2 определяются также для каждого компонента дополнительный коэффициент б, учитывающий значение температуры и коэффициента нагрузки (заносится в таблицу 3). Затем рассчитывается л_i (интенсивность отказов с учетом температуры и коэффициента нагрузки) по формуле:

л_i = л₀ Ч б, (17)

где б - коэффициент влияния температуры,

л₀ - интенсивность отказов для группы компонентов.

Таблица 3 - Учет влияния температуры

Т, °C	Значение б при Кн равном:
	0,1	0,3	0,5	0,8	1
КРЕМНИЕВЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ
40	0,05	0,15	0,30	1	-
КЕРАМИЧЕСКИЕ КОНДЕНСАТОРЫ
40	0,20	0,30	0,50	1,00	1,4
ЭЛЕКТРОЛИТИЧСКИЕ АЛЮМИНИЕВЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ
40	0,65	0,80	0,90	1,1	1,2
МЕТАЛЛООКСИДНЫЕ ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ РЕЗИСТОРЫ
40	0,45	0,60	0,80	1,1	1,35
СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
40	0,42	0,5	0,6	0,9	1,5
ОПТОПАРЫ И КОМУТИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
40	0,2	0,5	0,65	0,7	0,8

Рассчитывается для каждого элемента:

- резисторы л_i = 0,04Ч10^-6 Ч 1,1 = 0,044Ч10^-6;

л_i = 0,04Ч10^-6 Ч 0,7 = 0,028Ч10^-6;

- микросхемы л_i = 0,7Ч10^-6 Ч 1 = 0,7Ч10^-6;

л_i = 0,7Ч10^-6 Ч 0,2 = 0,14Ч10^-6;

- стабилитроны л_i = 0,1Ч10^-6 Ч 1 = 0,1Ч10^-6;

- конденсаторы л_i = 0,5Ч10^-6 Ч 0,7 = 0,35Ч10^-6;

л_i = 0,05Ч10^-6 Ч 0,2 = 0,01Ч10^-6;

- оптопары л_i = 0,7Ч10^-6 Ч 0,68 = 0,48Ч10^-6;

- тиристоры л_i = 0,4Ч10^-6 Ч 0,57 = 0,23Ч10^-6;

- диоды л_i = 0,2Ч10^-6 Ч 0,8 = 0,16Ч10^-6;

- кварцевый резонатор л_i = 0,05Ч10^-6 Ч 0,9 = 0,045Ч10^-6;

- предохранитель л_i = 1Ч10^-6 Ч 0,72 = 0,72Ч10^-6;

- соединители л_i = 0,01Ч10^-6 Ч 0,68 = 0,007Ч10^-6;

- трансформатор л_i = 0,8Ч10^-6 Ч 0,3 = 0,24Ч10^-6.

Рассчитывается л_С (интенсивность отказов всех ЭРЭ) для каждой группы компонентов по формуле:

л_с = n л_i , (18)

где n - число компонентов, входящих в группу,

л_i - интенсивность отказов группы компонентов.

резисторы л_c = 0,044Ч10^-6 Ч 4 =0,176Ч10^-6;

л_c = 0,028Ч10^-6 Ч 14 =0,392Ч10^-6;

микросхемы л_c = 0,7Ч10^-6 Ч 6 =4,2Ч10^-6;

л_c = 0,14Ч10^-6 Ч 1= 0,14Ч10^-6;

стабилитроны л_c = 0,1Ч10^-6 Ч 2 = 0,2Ч10^-6;

конденсаторы л_c = 0,35Ч10^-6 Ч 4 = 1,4Ч10^-6;

л_c = 0,01Ч10^-6 Ч 5 = 0,05Ч10^-6;

оптопары л_c = 0,48Ч10^-6 Ч 2 = 0,96Ч10^-6;

тиристоры л_c = 0,23Ч10^-6 Ч 2 = 0,46Ч10^-6;

диоды л_c = 0,16Ч10^-6 Ч 4 = 0,64Ч10^-6;

кварцевый резонатор л_c = 0,045Ч10^-6 Ч 1 = 0,045Ч10^-6;

предохранитель л_c = 0,72Ч10^-6 Ч 1 = 0,72Ч10^-6;

соединители л_c = 0,007Ч10^-6 Ч 3 = 0,021Ч10^-6;

трансформатор л_c = 0,24Ч10^-6 Ч 1 = 0,24Ч10^-6.

Рассчитывается значение интенсивности отказа л? для всего блока:

л? = л_R+л_DA+л_VU+л_VD+л_C+л_XS+л_VS+л_ZQ+л_п, (19)

где л_R, л_DA, л_VD, л_C, л_VU, л_FU, л_T , л_XS , л_ZQ - интенсивность отказов для резисторов, микросхем, конденсаторов, оптопар, предохранителя, трансформатора, соединителей, кварцевого резонатора, пайки.

л?=(0,176+0,392+4,2+0,14+0,2+1,4+0,05+0,96+0,46+0,64+0,045+0,72+0,021++0,24+0,005) Ч10^-6 = 10,51 Ч 10^-6.

Все рассчитанные и исходные данные заносятся в таблицу 4, которая служит основанием для дальнейших расчетов.

Таблица 4 - Расчет надежности изделия

Наименование	Тип	Количество n	t, C0	Фактическое значение параметра, определяющего надежность	Номинальное значение параметра, определяющего надежность	КН	б	л0, 1/ч 10-6	лi = бЧ л0	лc = nЧ лi
Резисторы	МЛТ	4	40	Р = 0,2 Вт	Р = 0,25 Вт	0,8	1,1	0,04	0,044	0,176
	МЛТ	14	40	Р = 0,05 Вт	Р = 0,125 Вт	0,4	0,7	0,04	0,028	0,392
Микросхемы	КМОП	6	40	Uф=4,9В	Uном=6В	0,81	1	0,7	0,7	4,2
	78L05	1	40	Uф=12В	Uном=30В	0.4	0,2	0,7	0,14	0,14
Стабилитроны	BZX	2	40	I0cр=0,01А	I0max=0,0125А	0,8	1	0,1	0,1	0,2
Диоды	1N4007	4	40	I0cр=0,09А	I0max=0,125А	0,72	0,8	0,2	0,16	0,64
Кварцевый резонатор	KX-3HT	1	40	Uф=4,9В	Uном=5В	0,98	0,9	0,05	0,045	0,045
Конденсаторы	К10-17	5	40	Uф=5В	Uном=50В	0,1	0,2	0,05	0,01	0,05
	К50-35	4	40	Uф=5В	Uном=25В	0,2	0,7	0,5	0,35	1,4
Оптопары	PC817	2	40	Uф=5В	Uном=6,5В	0,77	0,68	0,7	0,48	0,96
Тиристоры	BT138	2	40	Uф=220В	Uном=600В	0,37	0,57	0,4	0,23	0,46
Предохранитель	H520	1	40	Uф=220В	Uном=250В	0,88	0,72	1	0,72	0,72
Соединители	DG	3	40	Uф=220В	Uном=300В	0,73	0,68	0,01	0,007	0,021
Трансформатор	OCT	1	40	Iф=0,1А	Imax=2А	0,05	0,3	0,8	0,24	0,24
Пайка	-	174	0	-	-	-	-	0,005	0,005	0,87
Итого:	10,51

Рассчитывается средняя наработка на отказ:

Tср = 1 / л? , (20)

где л? - интенсивности отказа для всего блока.

Tср = 1 / 10,51 Ч10^-6 = 95140 ч.

Рассчитывается значение вероятности безотказной работы для четырех значений времени работы узла РЭС по формуле:

P(t_р) = e^лtр, (21)

Рассчитанные данные заносим в таблицу 5 которая служит основанием для построения графика безотказной работы изделия.

Таблица 5 - Расчет вероятности безотказной работы

Время работы (tр), ч	Вероятность безотказной работы Р(tр)
100	0,9989
1000	0,9896
10000	0,9002
100000	0,3496

Общую зависимость вероятности безотказной работы от времени отражает график изображенный на рисунке 8.

Рисунок 8 - График вероятности безотказной работы изделия

2.3 Расчет размера печатной платы

При выполнении расчетов используются справочные данные о габаритных размерах электрорадиоэлементов, или проводят измерения установочных размеров всех электрорадиоэлементов с учетом выбранного способа размещения и крепления их на печатной плате.

Для обеспечения оптимизации размещения электрорадиоэлементов на печатной плате, размер платы должен выбираться (рассчитываться) с определенным запасом. Коэффициент запаса (коэффициент плотности монтажа) для большинства узлов РЭС выбирают в пределах К_З = 1,0 … 2,7. Выбираем К_З = 2,5.

Расчет площади, занимаемой всеми ЭРЭ данного типа в проектируемом узле:

S_{R(C,VD,VT,DA,HG,ZQ,L,K,SB)} = n_{R(C,VD,VT,DA,HG,ZQ,L,K,SB)}*S_i, (22)

где n - количество ЭРЭ данного типа (таблица 6),

S_i - площадь ЭРЭ данного типа (ммІ).

Таблица 6 - Количество и установочная площадь применяемых ЭРЭ

Наименование элемента	Количество	Установочная площадь, мм2
Резисторы	18	50
Конденсаторы	9	35
Диоды	4	25
Стабилитроны	2	15
Микросхемы	7	150
Оптопары	2	80
Тиристоры	2	40
Кварцевый резонатор	1	35
Соединители	3	80
Трансформатор	1	4000

В результате расчета получены следующие данные:

- площадь, занимаемая резисторами S_R = 19·50=950 ммІ;

- площадь, занимаемая конденсаторами S_C = 9·35=315 ммІ;

- площадь, занимаемая ИМС S_DA =5·150=1050 ммІ;

- площадь, занимаемая стабилитронами S_VD = 2·15=30 ммІ;

- площадь, занимаемая диодами S_VD = 4·25=100 ммІ;

- площадь, занимаемая оптопарами S_VU=2·80=160 ммІ;

- площадь, занимаемая трансформатором S_Т=1·4000=4000 ммІ;

- площадь, занимаемая тиристорами S_VS=2·80=160 ммІ;

- площадь, занимаемая кварцевым резонатором S_ZQ=1·35=35 ммІ;

- площадь, занимаемая соединителями S_XS=3·80=240 ммІ;

- площадь уголков и монтажных проводов S_уг + S_мп = 670 ммІ.

Расчет общей площади элементов монтажа:

S_общ = S_R+S_C+S_DА+S_VD+ S_VU+ S_T + S_VS + S_ZQ + S_XS +S_мп = 7710 ммІ.

Расчет площади печатной платы с учетом коэффициента плотности монтажа при Кз = 2,5:

S_ПП = S_общ * К_З, (23)

S_ПП = 7710 * 2,5 = 20000 ммІ.

Соотношение сторон по удобству расположения и крепления платы в конструкции узла РЭС выбирается: 1:1.

Расчет размера сторон платы:

S_ПП = XЧY = 2ХІ откуда Х =, (24)

X == 100(мм);

Y = X; Y = 100(мм).

По результатам расчета получены следующие данные:

- длина платы: 100 мм;

- ширина платы: 100 мм.

2.4 Расчет печатного монтажа

Исходные данные для расчета:

- максимальное напряжение на печатном проводнике относительно общего провода составляет 12 В;

- максимально возможный ток через печатный проводник равен максимальному потребляемому нагрузкой току, и составляет по исходным данным порядка 0.1А;

- в качестве материала печатной платы применяется односторонний фольгированный стеклотекстолит марки СФ-1-35-1,5;

- метод изготовления печатной платы выбираем химический;

- в качестве метода получения проводящего рисунка используем офсетную печать;

- размер печатной платы равен 100Ч100 мм;

- резистивное покрытие печатных проводников (лужение) осуществляется низкотемпературным сплавом Розе.

Минимально допустимая ширина печатного проводника равна:

Bmin ? Imax / (h_п * I_доп), (25)

где h_п = h_ф+h_пм+h_г - толщина печатных проводников,

h_ф - толщина фольги (0,035 мм),

h_пм толщина предварительно осажденной меди (0,005 мм),

h_г - толщина наращенной гальванической меди (0,05 мм),

I_доп - допустимое значение плотности тока (30 А/ммІ),

Imax - берется из исходных данных (0,4 А).

Bmin ? 0,1 / (0,09 * 30) ? 0,15 мм.

Минимальное расстояние между печатными проводниками определяется из соображений обеспечения электрической прочности. Расчёт минимального расстояния между двумя печатными проводниками производится исходя из максимального рабочего напряжения в электрической схеме. Для напряжения питания 12В, при использовании стеклотекстолита в качестве основания печатной платы, минимальное расстояние между проводниками составляет 0,15 мм.

Для изготовления печатных плат используют фольгированный гетинакс и фольгированный стеклотекстолит, которые могут быть односторонними и двусторонними. Выбор материала выбирается из конструктивных соображений. Следует помнить, что гетинакс дешевле стеклотекстолита, но если плата должна быть двусторонней или изделие будет эксплуатироваться в условиях повышенной влажности, повышенных механических нагрузок или в тяжелом температурном режиме, то следует использовать стеклотекстолит. Кроме того, сцепление фольги со стеклотекстолитом лучше, чем с гетинаксом, и фольгированный стеклотекстолит выдерживает большее число перепаек, не отслаиваясь. Наиболее распространенные марки фольгированных диэлектриков следующие: ГФ-1-35, ГФ-1-50, ГФ-2-50, СФ-1-35, СФ-1-50, СФ-2-35, СФ-2-50, где первые две буквы означают вид диэлектрика, первая цифра говорит о том односторонний или двусторонний фольгированный диэлектрик, следующие две цифры указывают на толщину фольги в микрометрах.

Выбрано следующее:

- материал печатной платы: односторонний фольгированный стеклотекстолит марки СФ-1-35-1,5;

- метод изготовления печатной платы: химический;

- метод получения проводящего рисунка: офсетная печать;

- резистивное покрытие печатных проводников: сплав «Розе».

Сопротивление печатного проводника рассчитывается по формуле:

, (26)

где l - длина проводника (для наиболее длинного - 0,07 м),

с -удельное сопротивление печатного проводника (0,0175ОмЧммІ/м),

t - минимальная ширина проводника (0,08 мм),

h -толщина проводника.

Суммарная площадь печатных проводников в виде линий вычисляется по формуле:

Sпр = bЧl, (27)

где Sпр - суммарная площадь печатных проводников в виде линий,

b - ширина печатного проводника в мм,

l - общая длина печатных проводников в мм.

Sпр = 0,8Ч600 = 480мм².

Суммарная площадь контактных площадок вычисляется по формуле:

Sкпл = nЧ(R²к-R²отв.), (28)

где Sкпл - суммарная площадь контактных площадок,

Rк - радиус контактной площадки, равен 2мм,

Rотв - радиус отверстия, равен 1мм,

N - количество контактных площадок, 174.

Sкпл = 174Ч(3,14Ч2²-3,14Ч1²) = 1639,1 мм^2..

Суммарная площадь печатных проводников вычисляется по формуле:

Sпп = Sкпл+Sпр, (29)

где Sкпл - площадь контактных площадок,

Sпп - суммарная площадь печатных проводников, мм²,

Sпр - суммарная площадь печатных проводником в виде линий.

Sпп = 480+1639,1=2119 мм².

Паразитная емкость печатной платы вычисляется по формуле:

C = 9 Ч10 ^-3 е S_ПП е ? h_п, (30)

где е - диэлектрическая проницаемость диэлектрика,

h - толщина платы (1,5 мм),

S_ПП - суммарная площадь печатных проводников, ммІ.

С = 9 Ч10^-3 Ч5Ч2119/1,5=63 пФ.

Поскольку маркировка ЭРЭ и условное обозначение платы выполняется краской, то площадь металлизации равна площади проводящего слоя.

Площадь металлизации вычисляется по формуле:

Sмет = Sпп, (31)

S_мет = 2119 ммІ.

Рассчитанное значение S_мет заносится в технические требования монтажа печатной платы (графическая часть ДП).

Паразитная поверхностная емкость между соседними проводниками вычисляется по формуле:

C = k Ч е Ч l_п, (32)

где k - коэффициент, зависящий от ширины проводников и их взаимного расположения,

е - диэлектрическая проницаемость материала платы,

l_п - длина взаимного перекрытия проводников.

C = 0,6 Ч 5 Ч 80 = 240 пФ.

Масса печатной платы определяется по формуле:

m = m_{п +} m_ф, (33)

где m_п - масса платы,

m_ф - масса фольги.

Масса печатной платы и массу фольги рассчитываются по формуле:

m = ЧV, (34)

где - удельная плотность, кг/м³,

V - объем, .

Значения определяются по справочникам:

- толщина фольги - h_ф = 0.035 мм,

- удельная плотность фольги - 2,6*10³кг/м³,

- удельная плотность стеклотекстолита - 1700 - 1800кг/м³,

- толщина платы - Н = 1,5 мм.

m_п = 1700*0,1*0,1*0,0015 = 25,5г,

m_ф = 2,6*10³*0,1*0.1 *0,035*10^-3 = 0,91мг.

Так как масса фольги на три порядка меньше массы платы, массой фольги можно пренебречь.

Определяется масса печатной платы с элементами. Результаты расчетов записываются в таблицу 7.



Таблица 7 - Вес отдельных элементов устройства

Наименование	Тип	Вес, гр	Кол-во, шт	Общий вес, гр.
Резисторы	МЛТ 0,25 МЛТ 0,5	0.15 0,25	14 4	2,1 1
Конденсаторы	К50-35	1,5	4	6
	К10-17	1	5	4
Микросхемы	ATMega8 ATTiny2313 78L05 MOC3063M TSOP1736 AT24C128	4 2,5 2,5 1 0,3 1,1	1 1 1 2 1 1	4 2,5 2,5 2 0,3 1,1
Диоды	1N4007	0,7	4	3,2
Стабилитроны	BZV85C3V6	3	2	6
Оптопары	PC817	5	2	10
Трансформатор	ОСМ-0.16-12	150	1	150
Соединители	DG-306-5.0	7	3	21
Кварцевый резонатор	KX-3HT	1.2	1	1,2
Пайка		0,001	174	0,174
ИТОГО:	217,1

Общая масса элементов: m_э = 217,1 г.

Общая масса устройства вычисляется по формуле:

M = m_э+ m_п, (35)

M = 217,1 +25,5 =242,6 г.

2.5 Расчет технологичности изготовления изделия

Согласно ГОСТ 14.205-83 «Технологичность конструкции изделий. Термины и определения»: технологичность конструкции изделия - это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат труда, при производственном изготовлении и техническом обслуживании для заданных показателей качества объема выпуска и условий выполнения работ.

Количественной оценкой технологичности конструкции является суммарный показатель, в состав которого входят конструкторские и технологические показатели деталей и узлов изделия.

Согласно ОСТ 4ГО.091.219 81, все блоки по технологичности делятся на четыре основные группы: электронные, радиотехнические, электромеханические, коммутационные.

Для оценки технологичности используют систему относительных частных показателей (К_i) и комплексный показатель (Кк) который сравнивается с нормативным комплексным показателем технологичности (Кн), разрабатываемым как среднестатистический для данного класса изделий и приведенным в таблице 8. Если Кк>Кн, то конструкция считается технологичной.

Таблица 8 - Значения нормативных показателей технологичности

Наименование класса изделий	Кн
1. Электронные приборы	0,5-0.7
2. Радиотехнические приборы	0.4-0.6
3. Электромеханические приборы	0,45-0,65

Различают производственную, эксплуатационную и ремонтную технологичность конструкции.

Производственная технологичность определяет объем работ по технологической подготовке производства (ТПП), сложность изготовления, удобство монтажа вне предприятия - изготовителя.

Количественной оценкой производственной технологичности конструкции является суммарный показатель, в состав которого входят конструкторские и технологические показатели деталей и узлов изделия.

Конструкторские показатели определяют конструктивную преемственность - совокупность свойств изделия, характеризуемую повторяемостью в нем составных частей, относящихся к изделиям данной классификации группы, и применяемостью новых составных частей, обусловленных его функциональным назначением, а также сложностью сборки.

Технологические показатели определяют технологическую преемственность конструкции, приспособленность её к механизации и автоматизации при изготовлении, а также сложностью обработки деталей. Под технологической преемственностью понимают совокупность свойств изделия, характеризуемую применяемостью и повторяемостью технологических методов выполнения узлов и их конструктивных элементов, относящихся к изделиям данной классификационной группы. Основные конструкторские и технологические показатели конструкции приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Основные показатели технологичности РЭС

Классификация показателей	Наименование показателя	Обозначение
Конструкторские	Коэффициент освоенности деталей и сборочный единиц (ДСЕ)	КОСВ ДСЕ
	Коэффициент использования микросхем и микросборок	КИСП ИС
	Коэффициент повторяемости типовых электрорадиоэлементов (ЭРЭ)	КПОВ ЭРЭ
	Коэффициент применяемости типоразмеров оригинальных деталей	КПР ОР Д
	Коэффициент сложности сборки	КСЛ СБ
Технологические	Коэффициент механизации подготовки ЭРЭ к монтажу	КМП ЭРЭ
	Коэффициент автоматизации и механизации монтажа изделия	КАМ
	Коэффициент применяемости типовых техпроцессов	КПОВ ЭРЭ
	Коэффициент автоматизации и механизации контроля и настройки изделия	КАМ КН
	Коэффициент использования материалов	КИМ
	Коэффициент сложности обработки	КСЛ
	Коэффициент точности обработки	КТЧ
	Коэффициент прогрессивности формообразования деталей	КПФ

Для каждого типа блоков из общего состава, приведенного в таблице 9, определяется семь показателей технологичности, оказывающих наибольшее влияние (таблица10), каждый из которых имеет свою весовую характеристику, определяемую в зависимости от порядкового номера частного показателя таблица 11.

Таблица 10 - Показатели технологичности радиотехнических устройств

qi	Коэффициенты	Обозначение	цi
1Т	Автоматизации и механизации монтажа	КАМ	1,0
2Т	Автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу	Кмп ЭРЭ	1,0
3К	Освоенности ДСЕ	Косв	0,8
4К	Использования микросхем и микросборок	Кисп ис	0,5
5К	Повторяемости ЭРЭ	Кпов эрэ	0,3
6Т	Применения типовых техпроцессов	Ктп	0,2
7Т	Автоматизации и механизации регулировки и контроля	Км кн	0,1

Примечание: в графе q_i буквы нижнего индекса означают: «т» - технологический показатель, «к» - конструкторский показатель.

Таблица 11 -Весовые характеристики

g	f	g	f
1 2 3 4	1,0 1,0 0,8 0,5	5 6 7	0,3 0,2 0,1

Весовая характеристика рассчитывается по формуле:

F = g/, (36)

где g - порядковый номер последовательности частных показателей.

Для радиотехнических устройств рассчитываются семь следующих соответствующих коэффициентов:

а) коэффициент автоматизации и механизации монтажных соединений:

К_ам = Н_ам/Н_м , (37)

где Н_ам - число монтажных соединений, выполненных с использованием механизации и автоматизации,

Н_м - общее число монтажных соединений.

К_ам = 174/174 = 1.

б) коэффициент механизации и автоматизации подготовки ЭРЭ к монтажу:

К_{мп эрэ} = Н_{мп эрэ}/Н_эрэ , (38)

где Н_{мп эрэ} - число ЭРЭ, подготовленных механизировано к монтажу,

Н_эрэ - общее число ЭРЭ в изделии.

К_{мп эрэ} = 41/49 = 0,85.

в) коэффициент освоенности деталей и сборочных единиц:

К_осв = 1 - Д_ор / Д, (39)

где Д_ор - число оригинальных деталей,

Д - общее число деталей.

К_осв = 1 - 7/ 10 = 0,3.

г) коэффициент использования ИС и микросборок:

К_{исп ис} = Н_ис / (Н_ис + Н_эрэ), (40)

где Н_ис - количество ИС и микросборок,

Н_эрэ - количество остальных электрорадиоэлементов.

К_{исп ис} = 7 / ( 7 + 42) = 0,14.

д) коэффициент повторяемости типовых ЭРЭ:



К_{ПОВ ЭРЭ} = 1 - Н_{т эрэ} / Н_ЭРЭ, (41)

где Н_{т эрэ} - число типовых ЭРЭ в изделии (R, С, VD, VT),

Н_эрэ - общее число ЭРЭ в изделии.

К_{пов ЭРЭ} = 1 11/ 49 = 0,77.

е) коэффициент применения типовых процессов (ТП):

К_тп ⁼ Н_тп / Н_п, (42)

где Н_тп - число типовых ТП,

Н_п - общее число ТП.

К_тп ⁼ 6 /9 = 0,67.

ж) коэффициент автоматизации и механизации регулировки и контроля:

К_{м кн} = Н_{м кн} / Н_кн, (43)

где Н_{м кн} - число операций автоматизированного контроля и настройки,

Н_кн - общее число операций контроля и настройки.

К_{м кн} = 4 / 7 = 0,57.

Технологичность конструкции РЭС определяем с помощью комплексного показателя разрабатываемого изделия:

, (44)

где К₁ … К_n - базовые показатели, номенклатура которых зависит от типа блока (электронный, радиотехнический, соединительный, коммутационный, электромеханический, механический); радиотехнические блоки отличаются от электронных наличием приемопередающих и антенно-фидерных устройств;

коэффициенты весовой значимости каждого базового показателя, выбираемые в пределах , по ГОСТ 14.202 (т.е. коэффициенты степени влияния на трудоемкость изготовления изделия).

Все рассчитанные конструкторские и технологические показатели технологичности приведены в таблице 12.

Таблица 12 - Значения рассчитанных показателей технологичности

Показатель	KAM	KМП ЭРЭ	КОСВ	КИСП ИС	КПОВ ЭРЭ	КТП	КАМ КН
Значение Ki	1	0,85	0,3	0,14	0,77	0,67	0,57
Fi, вес	1	1	0,8	0,5	0,3	0,2	0,1

Определяем комплексный показатель технологичности:

,

К_кр = 2,571/3,9= 0,66.

Технологичность разрабатываемого изделия оценивается по формуле:

Q = К_кр/К_н , (45)

где К_н - нормативный комплексный показатель технологичности,

К_кр - достигнутый комплексный показатель технологичности.