Устройство ввода аналоговой информации
Общий принцип работы аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Принцип работы интерфейса USB. Функциональная и электрическая схемы АЦП с интерфейсом USB. Описание и принцип работы устройства ввода аналоговой информации, технические характеристики.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 16.01.2009 |
Размер файла | 725,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Проявление большинства фоторезистов осуществляется раствором едкого натра (NaOH) -- 7 граммов на литр воды. Лучше всего использовать свежеприготовленный раствор, имеющий температуру 20°C-25°C. Время проявления зависит от толщины пленки фоторезиста и находится в пределах от 30 секунд до 2 минут. После проявления плату можно подвергать травлению в обычных растворах, поскольку фоторезист устойчив к воздействию кислот. При использовании качественных фотошаблонов применение фоторезиста позволяет получить дорожки шириной вплоть до 0,15-0,2мм.
Травление - хлорное железо (FeCl3) --самый известный и популярный реактив. Сухое хлорное железо растворяется в воде до тех пор, пока не будет получен насыщенный раствор золотисто-желтого цвета (для этого потребуется порядка двух столовых ложек на стакан воды). Процесс травления в этом растворе может занять от 10 до 60 минут. Время зависит от концентрации раствора, температуры и перемешивания. Перемешивание значительно ускоряет протекание реакции. В этих целях удобно использовать компрессор для аквариумов, который обеспечивает перемешивание раствора пузырьками воздуха. Также реакция ускоряется при подогревании раствора. По окончании травления плату необходимо промыть большим количеством воды, желательно с мылом (для нейтрализации остатков кислоты). К недостаткам данного раствора следует отнести образование в процессе реакции отходов, которые оседают на плате и препятствуют нормальному протеканию процесса травления, а также сравнительно низкую скорость реакции.
Очистка заготовки, сверловка, нанесение флюса, лужение.
После завершения травления и промывки платы необходимо очистить ее поверхность от защитного покрытия. Сделать это можно каким-либо органическим растворителем, например, ацетоном.
Просверлить все отверстия.
Делать это нужно остро заточенным сверлом при максимальных оборотах электродвигателя. В случае, если при нанесении защитного покрытия в центрах контактных площадок не было оставлено пустого места, необходимо предварительно наметить отверстия (сделать это можно, например, шилом). Прижимное усилие в процессе сверления не должно быть слишком большим, чтобы на обратной стороне платы не образовывались бугорки вокруг отверстий. Обычные электродрели практически не подходят для сверления плат, поскольку, во-первых, имеют низкие обороты, а во-вторых, обладают достаточно большой массой, что затрудняет регулирование прижимного усилия. После сверловки нужно обработать отверстия: удалить все зазубрины и заусенцы. Сделать это можно наждачной бумагой.
Следующим этапом является покрытие платы флюсом с последующим лужением. Можно использовать специальные флюсы промышленного изготовления (лучше всего смываемые водой или вообще не требующие смывания) либо просто покрыть плату слабым раствором канифоли в спирте. Лужение можно производить двумя способами: погружением в расплав припоя либо при помощи паяльника и металлической оплетки, пропитанной припоем. В первом случае необходимо изготовить железную ванночку и заполнить ее небольшим количеством сплава Розе или Вуда. Расплав должен быть полностью покрыт сверху слоем глицерина во избежание окисления припоя. Для нагревания ванночки можно использовать перевернутый утюг или электроплитку. Плата погружается в расплав, а затем вынимается с одновременным удалением излишков припоя ракелем из твердой резины.
8 Смета затрат на устройство ввода аналоговой информации
8.1 Материалы и комплектующие
В таблице 2 показаны затраты на приобретение материалов и комплектующих [10].
Таблица 2
Наименование |
Кол. |
Цена, руб. |
Сумма, руб. |
|
Конденсаторы |
||||
К53-14-6,3В-10мкФ-10% |
2 |
1 |
2 |
|
К10-7В-М47-30пФ |
1 |
2 |
2 |
|
К10-7В-М47-0,1мкФ |
6 |
2 |
12 |
|
К10-7В-М47-27пФ |
2 |
1 |
2 |
|
К10-7В-М47-0,033мкФ |
1 |
1 |
1 |
|
Микросхемы |
||||
FT232BM |
1 |
231 |
231 |
|
OP747AR |
1 |
460 |
460 |
|
AD7495AR |
1 |
140 |
140 |
|
Катушки индуктивности |
||||
220К 22 мкГН |
2 |
10 |
20 |
|
Резисторы |
||||
МЛТ-0,125-1МОм-10% |
1 |
1 |
1 |
|
МЛТ-0,125-100кОм-10% |
4 |
1 |
4 |
|
МЛТ-0,125-470Ом-10% |
1 |
1 |
1 |
|
МЛТ-0,125-1,5кОм-10% |
1 |
1 |
1 |
|
МЛТ-0,125-270Ом-10% |
2 |
2 |
4 |
|
Преобразователь напряжения |
||||
DC-101 |
1 |
22 |
22 |
|
Штепсельные разъемы |
||||
BNS-СР-50-73ФВ |
1 |
30 |
30 |
|
USB-A |
1 |
37 |
37 |
|
Кварцевый резонатор |
||||
PR-1100-6МГц |
1 |
20 |
20 |
|
Корпус |
1 |
50 |
50 |
|
Стеклотекстолит фольгированый ФС-1 |
85х125 мм |
400 руб/м2 |
42,5 |
|
Припой |
0,15кг. |
30 руб/кг |
4,5 |
|
Флюс |
0,4кг. |
20 руб/кг |
8 |
|
Хлорное железо |
0,2кг. |
45 руб/кг |
9 |
|
Итого: |
1104 |
Итого на приобретение материалов и комплектующих потребовалось 1104 рубля.
8.2 Затраты на адаптацию
Для изготовления печатной платы и пайки элементов потребуется исполняющий. В таблице 3 показаны расходы на оплату труда исполнителю.
Таблица 3 - Основная заработная плата
№ |
Вид работы |
Трудоемкость, ч. |
Цена за1 ч., руб. |
Сумма, руб. |
|
1 |
Получение заказа |
4 |
10 |
40 |
|
2 |
Изучение литературы |
16 |
20 |
320 |
|
3 |
Изготовление печатной платы (ПП) |
8 |
100 |
800 |
|
4 |
Пайка элементов |
3 |
200 |
600 |
|
5 |
Тестирование |
2 |
50 |
100 |
|
6 |
Внешняя экспертиза |
2 |
50 |
100 |
|
7 |
Сдача заказчику |
2 |
20 |
40 |
|
Итого: |
2000 |
Дополнительная заработная плата составляет 20% от основной:
20%*2000=400 рублей
Дополнительная заработная плата составила 400 рублей.
Северный районный коэффициент составляет 50% от основной и дополнительной заработных плат:
(2000+400)*50%=1200 рублей
Северный районный коэффициент составил 1200 рублей.
Единый социальный налог 26% от основной, дополнительной заработных плат и северного районного коэффициента:
(2000+400+1200)*26%=936 рублей
Единый социальный налог составил 936 рублей.
Итого затраты на адаптацию составили:
2000+400+1200+936=4536 рублей.
8.3 Общепроизводственные расходы
Для изготовления устройства потребуется рабочее место и необходимое оборудование, поэтому берем в аренду лабораторию 123б ИАТ. Аренда 1 рабочего места лаборатории составляет за 1 кв. м 154,87 рублей. По ГОСТу 12.2.033 рабочее место составляет 6 кв. м.
Итого аренда за 6 кв. м составляет:
154,87*6=929,22 рубля.
В аренду входит амортизация оборудования.
Исходя из таблицы 3, для выполнения работы потребуется 37 часов, то есть 5 дней по 8 рабочих часов.
Отдельно оплачиваются коммунальные услуги за 5 рабочих дней:
- вода и канализация 21,3 рубля;
- мусор 24 рубля;
- электроэнергия и теплоэнергия 17,7 рублей.
Итого за аренду лаборатории потребуется:
21,3+ 24+17,7+929,22=992,12 рубля.
Оплата коммунальных и эксплуатационных услуг взята из бухгалтерии ИАТ за ІІ квартал 2008 года.
8.4 Нематериальные активы
В таблице 5 показаны расходы на программное обеспечение (ПО).
В лаборатории установлено необходимое программное обеспечение, поэтому платим 5% от стоимости программного продукта.
Таблица 5
№ |
Наименование ПО |
Цена, руб. |
5% |
|
1 |
P-cad [11] |
218704 |
10935,2 |
|
2 |
USCOPE [12] |
120240 |
6012 |
|
Итого: |
16947,2 |
Затраты на нематериальные активы составили 16947,2 рубля
8. 5 Коммерческие расходы
Коммерческие расходы составляют 10% от заработной платы:
4536*10%=453,6 руб.
Итого коммерческие расходы составили 453,6 рублей.
Итого себестоимость устройства показана в таблице 6.
Таблица 6
Затраты |
Сумма, руб. |
|
Расходы на материалы и комплектующие |
1104 |
|
Затраты на адаптацию |
4536 |
|
Общепроизводственные расходы |
992,12 |
|
Нематериальные активы |
16947,2 |
|
Коммерческие расходы |
453,6 |
|
Итого себестоимость: |
24032,92 |
9 Экономическая эффективность разработки
В таблице 7 показана экономическая эффективности разработки. Для примера взята схема АЦП на PIC - контроллере.
Таблица 7
АЦП на PIC - контроллере |
АЦП с интерфейсом USB |
||
1 |
COM порт - ограничение скорости |
USB 2.0 интерфейс (500 мбит/с) |
|
2 |
АЦП 12 разрядов |
АЦП 12 разрядов |
|
3 |
Источник питания 0-5 В |
Не требует отдельного источника питания (от USB) |
|
4 |
АЦП реализовано на PIC - контроллере (программируется) |
АЦП реализовано на микросхеме AD7495AR |
|
5 |
Минимальный период повторения сигналов 300 мкс |
Минимальный период повторения сигналов 300 мкс |
|
6 |
Интервал входных сигналов 0-5В |
Интервал входных сигналов -1.25 ..+1.25 |
Заключение
В данном ДП 230101.08.73.11 ПЗ рассматривается пример КИС имеющий интерфейс USB. Интерфейс USB выбран неслучайно, так как это наиболее распространенный порт на современных платформах, также USB-порт выбран из-за большой скорости передачи данных. Современные платформы имеют от 2 до 6 USB-розеток. Для реализации USB-интерфейса была выбрана микросхема FT232BM, которая полностью реализует USB-интерфейс, хотя это довольно сложный интерфейс и его реализация до недавнего времени была очень сложна.
Большинство фирм-производителей изготавливают подобные КИС с использованием программируемых контроллеров, однако в данном курсовом проекте была использована АЦП микросхема AD7495AR, которая заметно увеличила быстродействие схемы.
В дальнейшем для увеличения диапазона исследуемых сигналов планируется установить аттенюатор (делитель напряжения), что позволит исследовать сигналы большей амплитуды.
Список информационных источников
1 Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: учебник для вузов. - М.; Радио и связь, 1986г.
2 Гук М. Интерфейсы ПК: справочник - СПб Питер Ком, 1999г
3 Нефедов В.И. Электрорадиоизмерения: учебник для вузов. - М.; Просвещение, 2004г.
4 Журнал Радио № 5 2005 г.
5 Электронный ресурс Интернет - магазин «Chipinfo». Раздел «Продукция» www.chipinfo.ru/vstock/catalog.html
6 Электронный ресурс Интернет - сайт www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/256945590AD7475_95_a.pdf
7 Электронный ресурс Интернет сайт www.analog.com
8 Электронный ресурс Интернет сайт HTTP://www.ftdichip.com/drivers/FT232-FT245Drivers.htm
9 Электронный ресурс Интернет - магазин http://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv_s/00_01/stat_47.htm
10 Электронный ресурс Интернет - магазин ЗАО «Руднев - Шиляев» http://www.rudshel.ru/production/data_acquisition_boards/external_devices/la-2usb-12-14.html
11 Электронный ресурс Интернет - магазин «Конкурент» http://www.konkurentov.net/altium_limited_p_cad_2006__6l_68/ ?ъь P-CAD
12 Электронный ресурс Журнал «Радио» http://www.radio.ru Раздел «Архив» http://www.radio.ru/pub/2005/05/usbadc.zip
13 эффективность
Подобные документы
Разработка устройства ввода аналоговой информации (напряжения в диапазоне 0-100 мВ) в персональный компьютер через LPT-порт с предварительным ее сохранением в памяти устройства. Его структурная схема. Алгоритм работы программы чтения данных в ПК.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 25.12.2012Описание, характеристика и принципы работы основных компонентов современного персонального компьютера. Принципы адрестности, однородности памяти и принцип программного управления. Периферийные устройства ввода информации. Центральные элементы.
реферат [2,4 M], добавлен 07.11.2008Анализ особенностей работы специальных устройств для ввода информации в память компьютера. Клавиатура – устройство позволяющее вводить числовую и текстовую информацию. Виды манипуляторов: мышь, трекбол, джойстик. Устройства для ввода цифровой информации.
курсовая работа [668,5 K], добавлен 14.04.2013Структура персонального компьютера и принцип его работы. Состав и назначение основных блоков. Классификация компонентов: устройства ввода-вывода информации и ее хранения. Физические характеристики микропроцессора, оперативной памяти, жесткого диска.
реферат [185,6 K], добавлен 02.06.2009Понятие информации, ее измерение, количество и качество информации. Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики. Организация и средства человеко-машинного интерфейса, мультисреды и гиперсред. Электронные таблицы.
отчет по практике [117,0 K], добавлен 09.09.2014Устройства ввода информации: клавиатура, мышь, манипуляторы. Накопитель на жестких магнитных дисках. Видеоподсистема компьютера. Видео мониторы, их классификация. Современные ЖК мониторы. Принцип работы, основные параметры и характеристики сканеров.
курсовая работа [431,9 K], добавлен 24.09.2010Общая характеристика и принцип работы электронных весов. Порядок преобразования аналогового сигнала веса в цифровую форму с участием микропроцессора. Составление блок-схемы алгоритма работы электронных весов. Описание интерфейсов ввода и вывода.
курсовая работа [784,9 K], добавлен 28.06.2011Изучение основных структурных элементов компьютера - электронного устройства, которое выполняет операции ввода информации, хранения и ее обработки по определенной программе. Функции центрального процессора, запоминающего устройства, носителей информации.
реферат [15,9 K], добавлен 18.01.2012Основные виды входных компьютерных устройств. Указательные (координатные) устройства (джойстик, мышь, тачпад, трекбол). Устройства ввода графической информации (сканер, цифровые камеры, световое перо, дигитайзер). Устройства ввода звуковой информации.
реферат [42,4 K], добавлен 28.02.2016Преобразование аналоговой формы первичных сигналов для их обработки с помощью ЭВМ в цифровой n-разрядный код, и обратное преобразование цифровой информации в аналоговую. Практическая реализация схем аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей.
реферат [89,2 K], добавлен 02.08.2009