Конструкторское проектирование микроконтроллерной системы формирования цифрового кода аналогового сигнала с применением САПР Proteus VSM

SR15 - установочная площадь резистора R15, мм2;

S R17-20- установочная площадь резистора R17- R20, мм2;

S С2-С4 - установочная площадь конденсатора С2-С4, мм2;

S С6-С8 - установочная площадь конденсатора С6-С8, мм2;

S VT2 - установочная площадь транзистора VT2, мм2;

S VT3 - установочная площадь транзистора VT3, мм2;

S VT5 - установочная площадь транзистора VT5, мм2;

S DD2 - установочная площадь мик-мы DD2, мм2;

SDD4 - установочная площадь мик-мы DD1.4, мм2;

Sxs1 -установочная площадь входного разъема XS1.

Sсг= 27*2 + 45 + 57,5+59,4*2+58,3+17,6*7+ 140*6 + 170*3 + 63,4+60,96+26 = =1957· 10-6 мм2;

Sм= 4*375,4+3*1957= 7372,6 · 10-6 мм2.

Полагая монтажную зону квадратной и используя полученные значения SM, можно определить линейные размеры монтажной зоны, которые в дальнейшем могут быть скорректированы с учётом требований ГОСТ 10317-79 и принятой конструкционной системы.

Длины сторон печатной платы L1=L2 , мм, рассчитывается по формуле

L1= L2= (2.12)

L1= L2== 85,86. 10 -3 мм.

С учетом рекомендуемых краевых полей рассчитываются длины сторон печатной платы по формуле

L1=(71,29+12.5+12.5) . 10 -3 = 96,29 . 10 -3 м

L2=(71,29+2.5+2.5) . 10 -3 = 76,29. 10 -3 м

Окончательные полные размеры печатной платы L1 и L2 выбираются с учетом требований кратности и соотношений между ними. Устанавливаются размеры печатной платы L1=95 мм, и L2=95 мм, которые кратны 5 в соответствии с требованием ГОСТ 10317-79.

Основные параметры конструкции печатных плат и правила их выбора регламентированы ГОСТ 23751-86.

После определения номинальных значений основных размеров элементов печатной платы можно приступить к трассировке.

Основной шаг координатной сетки принимается 1,25 мм. При использовании шага координатной сетки меньше основного следует применять шаг, равный 0,625; (0,5) мм. Значение шага, указанное в скобках, применять не рекомендуется.

Таблица 2.1 - Паспортные данные электронных элементов

Элемент	Наименован. элемента в схеме	Паспортные данные элемента
		Название	Длина элем., мм	Диаметр элем., мм	Установочная площадь, мм2
R1,R6,R8-R10, R16	Резистор	С2-33Н	6	2,2	13,2
R11,R12,R17-R20, R15	Резистор	С2-14	8	2,2	17,6
R3-R5, R2 R21,R22	Резистор	С2-11	6	2	12
R7,R13,R23-R29, R15	Резистор	С2-6	6	2,2	13,2
С1	Конденс.	К10П-4	11	5,3	58,3
С2-С4,С6-С8	Конденс.	К50-46	14	10	140
VT1,VT4	Транзистор	1HT251	5,2	5,2	27
VT2,VT3, VT5	Транзистор	КТ639Д	15,9	10,7	170
VD1- VD4	Диод	D17V401	1,4	1,4	1,9
VD5- VD16	Диод	КД639Д	3	2	6
DD1.1-DD1.2	Микросхема	Л155ЛА7	11	5,4	59,4
DD2	Микросхема	TL494	10,6	6,1	63,4
DD3	Микросхема	AT90S8535	10,1	5,7	57,5
DD4	Микросхема	DV16244	10,1	6	60,96
ПКн	Пер.кноп.	ПКн-105Н	7.5	6	45
XS1	Вх.разъем	XS1	5,2	5	26

2.2 Определение технологии изготовления печатной платы

Компоновка, размещение и установка ЭРЭ и ИМС па плате

В соответствии с техническим заданием проектируемое устройство реализуется на одной печатной плате.

Размещение элементов производится таким образом, чтобы электрические соединения были минимальной длины, но при этом должен обеспечиваться III-й класс точности печатного монтажа. Кроме того, элементы необходимо располагать как можно более равномерно по площади печатной платы для обеспечения равномерности масс элементов. Также, желательно устанавливать элементы таким образом, чтобы обеспечить наибольшую технологичность платы, т.е. монтажные отверстия следует располагать рядами. Это делается для ускорения операции сверления на программируемых сверлильных станках, а также для обеспечения автоматической установки элементов на печатную плату и их групповой пайки.

Рекомендации по размещению элементов устройства на плате можно свести к следующим:

- функциональные узлы должны быть размещены компактно;

- входные и выходные линии размещаются по возможности дальше друг от друга;

- элементы регулировки должны иметь как можно более короткие провода подключения;

- элементы размещаются в узлах координатной сетки.

Координатная сетка - ортогональная сетка, определяющая места расположения соединений элементов монтажа с ПП, т.е. расстановку элементов.

Шаг координатной сетки гарантирует совместимость ПП, изделий электронной техники, квантовой электроники, электрорадиоэлементов, электротехнических изделий, т.е. всех электрорадиоизделй, которые монтируются на ПП. Согласно ГОСТ Р51040-97 шаг координатной сетки устанавливается 2,5; 1,25 мм или 0,625мм. С 1 января 1998 г. для размещения соединений на ПП основным шагом координатной сетки является шаг 0,50мм в обоих направлениях [4, с.31].

Допустимы шаги координатной сетки - дюймовые шаги, которые применяют в конструкциях ПП, использующих импортные элементы монтажа с шагом, кратным 2,54 мм. Разъемы следует установить по краю печатной платы со стороны задней панели корпуса устройства. Расстояние между двумя соседними микросхемами равно размеру корпуса микросхемы, так что тепловой режим конструкции будет в норме. Установка навесных элементов производится в соответствии с ОСТ ГО.010.030-81.

Выбор и обоснование метода изготовления печатной платы

В настоящее время применяют несколько методов изготовления ПП:

- субтрактивные, при которых проводящий рисунок образуется за счет удаления проводящего слоя с участков поверхности, образующих непроводящий рисунок;

- аддитивные, при которых проводящий рисунок получают нанесением проводящего слоя заданной конфигурации на диэлектрическое основание платы;

- полуадцитивный, при котором проводящий рисунок получают нанесением проводящею слоя на основание с предварительно нанесенным тонким проводящим покрытием, впоследствии удаляемым с участков поверхности, образующих непроводящий рисунок.

В соответствии с ГОСТ 23751-86 конструирование печатных плат следует осуществлять с учетом следующих методов изготовления:

- химического для односторонних печатных плат и гибких печатных кабелей;

- комбинированного позитивного для ДПП, ГПП;

- электрохимического (полуаддитивного) для ДПП;

- металлизации сквозных отверстий для МПП.

Все рекомендуемые методы (кроме полуаддитивного) являются субтрактивными. Преимущества метода - освоенность процесса производства и широкая номенклатура травителей.

Недостатки метода:

- возможность срыва контактных площадок при сверлении;

- необходимость специальных контактирующих приспособлений при металлизации отверстий;

- вредное воздействие химических растворов на платы;

большая величина подтравливания.

В курсовом проекте предлагают использовать комбинированный позитивный метод. Этот метод обеспечивает хорошую адгезию элементов проводящего рисунка к диэлектрическому основанию и сохранение электроизоляционных свойств диэлектрика, защищенного во время обработки платы в агрессивных химических растворах медной фольгой.

Исходным материалом для комбинированного способа служит фольгированные с двух сторон диэлектрик, поэтому проводящий рисунок получают вытравливанием меди, а металлизация отверстий осуществляется посредством химического меднения с последующим электрохимическим наращиванием слоя меди.

Позитивный комбинированный метод обеспечивает III-й класс точности печатного монтажа и лучшие, по сравнению с другими методами, диэлектрические свойства плат.

Травление меди производится растворами на основе хлорного железа. Эти растворы допускают утилизацию меди из отработанного травителя, а также регенерацию самого травителя. Боковое подтравливание проводников - минимально.

С учетом всех перечисленных достоинств этот метод в настоящее время является основным в производстве двусторонних и многослойных печатных плат для аппаратуры самого разнообразного назначения. Метод хорошо отработан на производстве и является оптимальным при серийном выпуске. Схема технологического процесса изготовления ДПП химико-гальваническим аддитивным методом показана на рисунке 2.7[5, с.31].

Выбор защитного покрытия печатной платы

В качестве защитного покрытия выбираем полиуретановый лак УР-231 светло-коричневого цвета. В отличие от других лаков, таких как СБ-1с (стойкость к периодическому воздействию минерального масла, бензина и воды) и К55 (устойчив к кислотам, нефтепродуктам), он обладает более низкой стоимостью, но худшими защитными характеристиками, а так как данное устройство предназначено для работы в стационарных условиях, то этим можно пренебречь. Лак обеспечивает повышенную электроизоляцию, выдерживает температуру от минус 60 до плюс 120 °С. Лак представляет собой твердое и прочное покрытие.

2.3 Выбор и обоснование конструкции блока

Для улучшения обеспечения теплового режима между корпусом и печатной платой по всем координатам оставляем зазор 5 мм. Высоту корпуса рекомендуется выбирать из расчета максимальной высоты электрорадиоэлементов плюс 10 мм (минимум).

Общая мощность выделяемая всеми элементами устройства, определяется как сумма мощностей всех ЭРЭ: Роб=16,46 Вт. Общее количество элементов ЭРЭ: N=71.

Исходные данные для теплового расчета:

- геометрические параметры корпуса L=105 мм, B=105 мм, H=30мм;

- мощность, выделяемая источниками тепла Роб=16,46 Вт;

- температура эксплуатации плюс 5 до плюс 40єC.

Общая поверхность нагретой зоны с учетом геометрических параметров корпуса Sк, м2, определяется по формуле

Sк=2. (L.B)+2. (L.H)+2. (B.H), (2.13) / , c. /

Sк=(2. (105.105)+2. (105.30)+2. (105.30)) .10-6=0,34 мм2

Мощность удельного теплового потока Руд, Вт/м2, с поверхности нагретой зоны определяется по формуле

Руд=, (2.14) / , с. /

Руд==48,41 Вт/м2

Значение среднеобъемного перегрева нагретой зоны по отношению к окружающей среде ?, єC определяется по формуле

?=Vp*Кв*б, (2.15) / , с. /

где Vp - множитель, учитывающий зависимость перегрева от удельной

мощности;

Кв - множитель, учитывающий зависимость перегрева от ширины эффективного зазора между платами;

б - множитель учитывающий зависимость перегрева от коэффициента перфорации.

Значение множителей, учитывающих зависимость перегрева от различных факторов приведены на графиках, представленных на рисунках 2.1 - 2.3.

Рисунок 2.1 - График зависимости среднеобъемного перегрева нагретой зоны от удельной мощности



Рисунок 2.2 - График зависимости среднеобъемного перегрева нагретой зоны от ширины эффективного зазора между платами

Рисунок 2.3 - График зависимости среднеобъемного перегрева нагретой зоны от коэффициента перфорации

Для Руд=48,41 Вт/м2 выбирается коэффициент Vр= 10.

В корпусе проектируемого устройства будет устанавливаться одна плата, поэтому Кв=1. Курсовым проектом предлагается выполнить корпус с перфорированными отверстиями, =0,5.

? =10.1.0,5=5 єC

Температура внутри блока tк, 0С определяется по формуле

tк= ?+tср, (2.16) / , с. /

где tср - температура окружающей среды, єC.

Предполагается, что проектируемое устройство будет эксплуатироваться в диапазоне от плюс 5 до плюс 40єС с допустимым отклонением ±5 єС.

При tср=5 єС tк=5+5=10єС

При tср=40 єС tк=40+5=45 єС

Температура внутри блока в повышенных температурных условиях находится в диапазоне от плюс 5 до плюс 40єС. Так как данная повышенная температура больше наименьшей рабочей температуры наиболее критичного элемента (tкr=-85 єC), следовательно тепловой режим удовлетворяет нормальным условиям эксплуатации всех ЭРЭ. Для обеспечения защиты людей от поражения электрическим током не обходимо сделать корпус устройства из материала, не проводящего электрический ток. Исходя из этого и учитывая, что стоимость устройства должна быть не большой выбираем материал корпуса. Корпус устройства лучше всего изолировать из пластмассы: фенопласт марки К-15-202 ТУ 2475-51 горячим или литьевым прессованием. Учитывая ограничения на габаритные размеры устройства и размеры печатной платы, выбираем размер корпуса устройства равным 105х105х30 мм3. Корпус устройства представлен на рисунке 2.4.

При изготовлении корпуса не обходимо предусмотреть отверстия под разъемы и отверстия для крепления печатной платы. Печатная плата крепиться на шайбах высотой 5 мм для обеспечения зазора между платой и нижней частью корпуса. Учитывая размеры разъемов, не обходимо изготовить в корпусе отверстие для крепления печатной платы в соответствии с рисунком 2.4.

Защита от механического воздействия

В проектируемом устройстве отсутствуют механические или электромеханические устройства (двигатели, тахогенераторы и др.), которые являются внутренними источниками механических воздействий. На проектируемое устройство влияют только внешние механические воздействия, которые оговариваются начальными условиями.

Для защиты от этих воздействий следует предусмотреть выполнение следующих мер:

- использование материалов и электрорадиоэлементов, обеспечивающих нормальное функционирование во всем установленном времени работы без изменения своих параметров, при данных внешних механических воздействиях;

- обеспечение надежного соединения деталей и узлов между собой;

- использование крепежных изделий исключение самопроизвольного отсоединения в процессе эксплуатации;

- использование амортизаторов.

Защита от воздействия влаги

Влияние климатических факторов, в том числе влаги выражается главным образом в возникновении процессов коррозии, изменение электропроводности, потери механических и диэлектрических свойств материалов, разбухании и короблении печатных плат, образование плесени и грибков и других процессов приводящих к выходу аппаратуры из строя.

Защиту поверхности печатной платы от воздействий влаги произведем путем нанесения защитного слоя. В качестве защитного покрытия применим полиуретановый лак УР-231 (светло-коричневый) покрытие твердое, прочное, выдерживает температуру от минус 60 до плюс 120 єC. Предназначен для защиты изделий из металлов и пластмасс. Для защиты схем и блоков аппаратуры от влаги можно рекомендовать применение фенольного лака СБ-1с (бесцветный). ТУ МХП 2785-91.

Элементы каркаса выполнены из алюминиевого сплава АД 31 ГОСТ 4784-65, имеют естественную оксидную пленку, которая устойчива к воздействию атмосферной влаги, поэтому отсутствует необходимость в нанесении дополнительного защитного покрытия.

3. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ САПР

3.1 Расчет себестоимости работ по проектированию электронного устройства

Себестоимость - это денежное выражение текущих затрат предприятия на производство и реализацию продукции (работ, услуг).

Себестоимость продукции является не только важнейшей экономической категорией, но и качественным показателем, так как она характеризует уровень использования всех ресурсов.

В условиях перехода к рыночной экономике роль и значение себестоимости продукции для предприятия резко возрастают.

С экономических и социальных позиций значение снижения себестоимости продукции для предприятия заключается в следующем:

- в увеличении прибыли, остающейся в распоряжении предприятия, а следовательно, в появлении возможности не только в простом, но и расширенном воспроизводстве;

- в появлении большой возможности для материального стимулирования работников и решения многих социальных проблем коллектива предприятия;

- в улучшении финансового состояния предприятия и снижении степени риска банкротства;

- в возможности снижения продажной цены на свою продукцию, что позволяет в значительной мере повысить конкурентоспособность.

- в снижении себестоимости продукции в акционерных обществах, что является хорошей предпосылкой для выплаты дивидендов и повышения их ставки.

По методам планирования, учета и распределения затраты классифицируется по экономическим элементам - сметный разрез затрат и по месту их осуществления - группировка по статьям калькуляции.

Сметный разрез затрат позволяет определить общий объем потребляемых предприятием различных видов ресурсов, но нельзя определить конкретное направление и место использования затрат, что не позволяет анализировать эффективность использования затрат, вскрывать резервы и их снижение. А главное, на основе элементов сметы невозможно определить себестоимость единицы выпускаемой продукции в размере всего ассортимента, а также каждого наименования, группы, виды. Эти задачи решает классификация затрат по статьям калькуляции.

Классификация затрат по статьям калькуляции позволяет определить себестоимость единицы продукции, распределить затраты по ассортиментам групп, установить объем расходов по каждому виду работ, производственным подразделениям, аппарату управления, выявить резервы снижения затрат.

При группировке по статьям калькуляции затраты объединяются по направлениям их использования, по месту их возникновения: непосредственно в процессе изготовления продукции. В обслуживании производства, в управлении предприятием и т. д.

На промышленных предприятиях устанавливается типовая кальтуляция в следующем виде:

­ сырье, основные материалы, полуфабрикаты, комплектующие изделия;

­ вспомогательные материалы;

­ топливо и энергия на технологические цели;

­ основная заработная плата производственных рабочих;

­ дополнительная заработная плата производственных рабочих;

­ отчисления на социальные нужды по заработной плате производственных рабочих;

­ расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;

­ расходы на подготовку и освоения нового производства;

­ цеховые расходы;

­ общепроизводственные расходы;

­ потери от брака;

­ внепроизводственные расходы.

В приведенных видах, первые шесть статей затрат осуществляются непосредственно на рабочем месте и прямо относятся на себестоимость каждого вида продукции. Все другие статьи являются комплексными, собирающими затраты по обслуживанию и управлению производством. Итог первых одиннадцати образуют производственную себестоимость продукции, итог всех двенадцати - полную себестоимость продукции.

Полная себестоимость работ по проектированию печатной платы С, руб, определяется по формуле

(4.1) / , /

где См - материальные затраты, руб.;

Сз - затраты на заработную плату работников, руб.;

Сс - отчисления на социальное страхование, руб.;

Са - амортизационные отчисления, руб.;

Ср - затраты на текущий ремонт оборудования, руб.;

Сэл - затраты на электроэнергию, руб.;

Сн - накладные расходы, руб.

Материальные затраты См, руб., при проектировании печатной платы, складываются из суммы денежных затрат на элементы источника питания b затрат на вспомогательные материалы, используемые при проектировании, определяется по формуле

, (4.2) / , /

где См элем - сумма денежных затрат на элемент печатной платы, руб.;

См всп - сумма денежных затрат на вспомогательные материалы, руб.

Расчет материальных затрат на элементы печатных плат приведен в таблице 4.1.

Затраты на вспомогательные материалы См всп руб., определяется по формуле

См всп = Спр·Скан·Слак·Скорп·Свин·Срез·Стекс, (4.3) / , /

где См всп - сумма денежных затрат на вспомогательные материалы, руб;

Спр- сумма денежных затрат на припой, руб., 15,00;

Скан- сумма денежных затрат на канифоль, руб., 22,00;

Слак- сумма денежных затрат на лак, руб., 20,00;

Скорп- сумма денежных затрат на корпус, руб., 50,00;

Свин- сумма денежных затрат на винты, руб.,24,00;

Срез- сумма денежных затрат на резинки, руб.,16,00;

Стекс- сумма денежных затрат на текстолит, руб., 66,15.

Cм всп=15,00+22,00+20,00+50,00+24,00+16,00+66,15=177,15 руб.

Расчет материальных затрат См, руб. определяется по формуле (4.2)

Cм=731+177,15=908,15 руб.

Таблица 4.1 - Расчет материальных затрат на материалы печатной платы

Наименование элемента	Обозначение элемента	Количество элементов, шт	Цена 1-го элемента, руб	Сумма, руб
Транзистор	VT1-VT5	5	10	50
Конденсатор	C1-C12	12	2	24
Резистор	R1-R29	29	1	29
Микросхема	DD1.1-DD1.2,DD2,DD3	4	6	24
ЖКИ- дисплей	DD4	1	350	350
Диод	VD1-VD16	16	12	192
Переключатель кнопочный	SA1-SA4	4	10	40
Вход. разъем	XS1	1	22	22
Итого		72		731

Затраты на заработную плату работников зависит от трудоемкости работ , по этому рассчитывается последовательно.

Основная заработная плата рабочих, занятых в операциях по проектированию печатной платы Сосн, руб, определяется по формуле

, (4.4) / . /

где Тi - часовая тарифная ставка по i-му виду работ, руб.;

ti - трудоемкость по i-му виду работ, ч.

Расчет основной заработной платы рабочих занятых в операциях по проектированию печатных плат для ручного способа Сосн р , руб., определяется по формуле

Сосн р=28,00· 102.5=2870 руб.

Расчет основной заработной платы рабочих занятых в операциях по проектированию печатных плат для автоматизированного спасоба Сосн а , руб., определяется по формуле

Сосн а=45,66· 2,33=106,38 руб.

Часовая тарифная ставка и трудоемкость работ при проектировании печатной платы приведены в таблицах Приложения Г (справочное). Результаты расчетов представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Параметры расчетов трудоемкости и основной заработной платы

Номер и наименование операции	Разряд работы	Часовая тарифная ставка, руб	Трудоёмкость работы, ч	Сумма заработной платы, руб
	Ручн.	Автом.	Ручн.	Автом.	Ручн.	Автом.	Ручн.	Автом.
1 Определение элементной базы	7	11	28,00	45,66	15,37	-	430,36	-
2 Тепловой расчет	7	11	28,00	45,66	15,37	0,42	430,36	19,1
3 Исследование параметров надежности	7	11	28,00	45,66	10,25	0,38	287	17,3
4 Определение конструкторско-технологических параметров	7	11	28,00	45,66	10,25	0,3	287	13,7
5 Выбор и обоснование конструкторского блока	7	11	28,00	45,66	10,25	0,33	287	15,06
6 Трассировка	7	11	28,00	45,66	41	0,9	1148	41
Итого:					102,5	2,33	2869,7	106,16

Фонд заработной платы работников Сз, руб., определяется по формуле

, (4.5) / , /

где Сосн - основная заработная плата рабочих, руб.;

Кпр - коэффициент, учитывающий размер премии, Кпр принимается Кпр = 1,5;

Кдоп - коэффициент, учитывающий размер дополнительной заработной платы, Кдоп принимается Кдоп=1,40;

Крк - районный коэффициент учитывающий климатические условия по Кемеровской области, утвержден Крк=1,3.

Расчет заработной платы для ручного способа , руб., определяется по формуле (4.5)

руб.

Расчет заработной платы для автоматизированного способа , руб, определяется по формуле (4.5)

руб.

Отчисления на социальное страхование делятся на отчисления в Фонд социального страхования и в Пенсионный фонд. Отчисления на социальные нужды Сс, руб., определяются по формуле

, (4.6) / , /

где Сз - фонд заработной платы работников, руб.;

Пс - процент отчислений в Фонд социального страхования. Утвержден Пс = 6 %;

Ппен - процент отчислений в Пенсионный фонд. Утвержден Ппен=20 %.

Для ручного способа отчисления на социальные нужды , руб., определяются по формуле (4.6)

руб.

Для автоматизированного способа отчисления на социальные нужны , руб., определяется по формуле (4.6)

руб.

Затраты на потребляемую электроэнергию, Сэл, руб., определяется по формуле

Сэл = ti · P · Ц, (4.7) / , /

где ti - трудоемкость работ;

Р - потребляемая мощность электронного устройства, P = 0,035 кВт;

Ц - цена за 1 кВт/час потребляемой электроэнергии, Ц = 2,02 руб.

Для ручного способа проектирования электроэнергия не потребляется и расчет затрат не производится.

Затраты на потребляемую электроэнергию Сэла, руб., при автоматизированном способе проектирования, определяются по формуле (4.7)

руб.

Амортизационные отчисления на полное восстановление оборудования в расчете на единицу изделия Са, руб, определяются по формуле

= , (4.8) / , /

где Цо - цена оборудования, Цо = 25000,00 руб.;

Кдм - коэффициент, учитывающий расходы на доставку и монтаж оборудования. Принимаем Кдм=1,15;

На - норма годовых амортизационных отчислений оборудованя, На = 15 %;

Фэ - эффективный фонд времени работы оборудования, ч;

Кз - коэффициент загрузки оборудования. Принимаем. Кз=0,9.

Эффективный фонд времени работы оборудования Фэ, ч, определяется по формуле

Фэ = (Дк - Дп - Дв) · Фс · с · Кпи, (4.9) / , /

где Дк -число календарных дней в году, Дк = 365 дней;

Дп -число праздничных дней в году, Дп = 12 дней;

Дв -число выходных дней в году, Дв = 104 дней;

Фc - продолжительность рабочей смены, Фc = 8,2 часа;

с - число смен в рабочем дне, с =1;

Кпи - коэффициент полезного использования оборудования.

Коэффициент полезного использования оборудования Кпи определяется по формуле

, (4.10) / , /

где ар - процент планируемых потерь времени на ремонт оборудования, ар = 8%.

Эффективный фонд времени работы оборудования Фэ, ч, определяется по формуле (4.9)

ч

Для ручного способа проектирования расчет амортизационных отчислений не производится.

Амортизационные отчисления на полное восстановление оборудования на одну печатную плату автоматизированным способом Са а, руб, определяются по формуле (4.8)

руб.

Затраты на ремонт оборудования, включаемые в себестоимость печатной платы Ср, руб., определяются по формуле

, (4.11) / , /

Для ручного способа проектирования расчет затрат на ремонт оборудования не производится.

Для автоматизированного способа расчет затрат на ремонт Сра, руб, определяется по формуле (4.11)

руб.

Накладные затраты, включаемые в себестоимость Сн, руб., определяются по формуле

, (4.12) / , /

где n - процент накладных расходов. Принимается n=120 %.

Для ручного способа накладные затраты включаемые в себестоимость , руб., определяются по формуле (4.12)

руб.

Для автоматизированного способа накладные затраты включаемые в себестоимость , руб, определяется по формуле (4.12)

руб.

Результаты расчетов отдельных статей себестоимости изделия печатной платы ручным и автоматизированными способами представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Калькуляция полной себестоимости работ по проектированию печатной платы

Наименование статей затрат	Сумма затрат, руб.
	Ручной	Автом.
Материальные затраты См.	908,15	908,15
Фонд заработной платы работников Сз.	7834	289,9
Отчисления на социальные нужды Сс.	2036,84	75,2
Затраты на потребляемую электроэнергию Сэл.	-	0,16
Амортизационные отчисления на полное восстановление одной печатной платы Са.	-	5,94
Затраты на текущий ремонт оборудования Ср.	-	29,5
Накладные расходы Сн.	9400	347,8
Полная себестоимость С.	20178	1656

Исходя из расчетов таблицы 4.3 определили, что автоматизированный способ проектирования печатной платы более экономичен и выгоден, чем ручной способ.

Затраты на проектирование печатной платы автоматизированным способом получились меньше в 12 раз, чем ручным способом.

3.2 Анализ трудоемкости работ по проектированию электронного устройства

Трудоемкость - это сумма всех затрат рабочего времени на производство единицы продукции (работы, услуги) на предприятии. Различают полную, производственную и технологическую трудоемкость.

Полная трудоемкость - это сумма всех затрат живого труда на изготовление единицы продукции, т.е. затраты рабочего времени всех категорий промышленного производственного персонала.

Производственная трудоемкость - это затраты рабочего времени рабочих непосредственно связанных с изготовлением продукции.

Технологическая трудоемкость - это затраты времени на выполнение технологических операций производства продукции.

Для анализа трудоемкости работ по проектированию автоматической ночной сигнализации используется производственная трудоемкость. Данные для сравнительного анализа трудоемкости ручного и автоматизированного способов применены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Структура трудоемкости при разных способах проектирования автоматической ночной сигнализации

Номер и наименование операции	Трудоёмкость, ч	Абсолютное снижение трудоёмкости, ч
	Ручной	Автом.
1. Определение элементной базы	15,37	-	-
2. Тепловой расчет	15,37	0,41	-14,96
3. Исследование параметров надежности	10,25	0,37	-9,88
4. Определение конструктивно- технологических параметров ПП	10,25	0,29	-9,96
5. Выбор и обоснование конструкторского блока	10,25	0,33	-9,92
6. Трассировка	41	0,88	-40,12
Итого:	102,5	2,28	-84,84

Сравнение трудоемкости работ ручным и автоматизированным способами. Проектирование должно быть представлено на графике (рисунок 4.1).

Абсолютное снижение трудоемкости работ представлено графически на рисунке 4.1.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Технические характеристики элементов электронной схемы

(справочное)

Рисунок А.1 - Корпус диода D17

Рисунок А.2 - Корпус диода D12

Рисунок А.3 - Корпус транзистора КТ639Д



Рисунок А.4 - Корпус транзистора 1HT251

Рисунок А.5 - Корпус конденсатора К10П-4

Рисунок А.6 - Корпус конденсатора К50-46



Рисунок А.7 - Корпус резистора С2-33Н

Рисунок А.8 - Корпус резистора С2-14

Рисунок А.9 - Корпус резистора С2-11

Рисунок А.10 - Корпус резистора С2-6



Рисунок А.11 - Корпус переключателя кнопочного ПКн 105Н

Рисунок А.12 - Корпус микросхемы К155ЛА7



Рисунок А.13 - Корпус микросхемы Dip-8

Рисунок А.14 - Корпус микросхемы TQFP-44



Рисунок А.15 - Корпус DV-16244

Размещено на Allbest.ru