Разработка PIC-контроллера устройства измерения временных величин сигналов

Классификация цифровых измерительных приборов, разработка структурной схемы устройства измерения временных величин сигналов. Описание базового микроконтроллера и программного обеспечения. Аппаратно-программные средства контроля и диагностики устройства.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 20.10.2010
Размер файла 647,7 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.

1.11 Входное сопротивление вольтметра составляет:

- не менее 10 МОм при измерении напряжения постоянного тока;

- не менее 1 МОм при измерении напряжения переменного тока;

Таблица 2.1 -- Поддиапазоны измерений

Наименование

измеряемых

величин и

единицы

измерений

Наименование пределов измерений

Время преобразования, мс

100

20

1

Поддиапа-зоны измерений

Дискрет-ность

Поддиапа-зоны измерений

Дис-крет-ность

Поддиа-пазоны измерен.

Дискрет

ность

1.Напряжение

постоянного

тока, В

2.Напряжение

переменного

тока, В

3. Активное сопротивление, Ом

«1»

«10»

«100»

«1000»

«1»

«10»

«100»

«1000»

«1»

«10»

«100»

«1000» «10м»

2.2 Алгоритм поиска неисправности

Базовым способом обнаружения неисправности является метод «наращивания правильности» или «расширяющего теста» в сочетании с методом сравнения с «эталоном». Метод «наращивания правильности» предполагает поэтапное последовательное расширение работоспособной части системы путем включения в эту часть устройств, проверенных на предыдущем этапе. В ряде случаев, например при неисправности индикатора, необходимо включать в эту систему заведомо исправные («эталонные») устройства.

Перед началом выполнения необходимо произвести внешний визуальный осмотр конструкции, проверить правильность монтажа согласно схеме электрической принципиальной, графическая часть лист 1, убедиться в отсутствии механических повреждений элементов, а также проверить на повреждение печатные проводники. Установить переключатели сетевого питания устройства в положение, соответствующее отключенному состоянию. Потом подключить к сети 220В 50Гц.

Устранение дефектов монтажа, а также замену неисправных элементов необходимо производить маломощным паяльником. Для защиты от статического электричества необходимо заземлить рабочий стол, паяльник, а также самого наладчика с помощью антистатического браслета. Измерение параметров схемы необходимо производить, используя вольтметр В7-16А или аналогичный.

Алгоритм поиска неисправноти представляет собой последовательность действий, которую нужно выполнить для нахождения неисправности.

Симптом: при измерении на индикаторе HG1 высвечивается информация не соответствующая цифровой и буквенной. Возможные неисправности: неисправен индикатор, нарушено ПО, нарушена динамика, обрывы линий.

2.3 Алгоритм поиска неисправностей

Базовым способом обнаружения неисправностей является метод «наращивания правильности» или «расширяющего теста» в сочетании с методом сравнения с «эталоном». Метод «наращивания правильности» предполагает поэтапное последовательное расширение работоспособной части системы путем включения в эту часть устройств, проверенных на предыдущем этапе. В ряде случаев, например при неисправности индикатора, необходимо включать в эту систему заведомо исправные («эталонные») устройства.

Перед началом выполнения необходимо произвести внешний визуальный осмотр конструкции, проверить правильность монтажа согласно схеме электрической принципиальной, графическая часть лист 1, убедиться в отсутствии механических повреждений элементов, а также проверить на повреждение печатные проводники. Установить переключатели сетевого питания устройства в положение, соответствующее отключенному состоянию. Потом подключить к сети 220В 50Гц.

Устранение дефектов монтажа, а также замену неисправных элементов необходимо производить маломощным паяльником. Для защиты от статического электричества необходимо заземлить рабочий стол, паяльник, а также самого наладчика с помощью антистатического браслета. Измерение параметров схемы необходимо производить, используя вольтметр В7-16А или аналогичный.

Алгоритм поиска неисправностей представлен в графической части дипломного проекта, лист 4.

3 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В экономической части дипломного проекта осуществляется расчет оптовой отпускной цены конструкции, по которой предприятие будет реализовывать свою продукцию потребителям.

На основании этого расчета делается вывод о целесообразности проектирования и внедрения новой конструкции в производство.

Исходные данные для расчета взяты из производственных условий.

Исходные данные для расчета курсового проекта

1. Процент транспортно-заготовительных расходов, 13 %

2. Процент доплаты основным производственным рабочим, 17 %

3. Процент дополнительной заработной платы, 11 %

4. Отчисления в пенсионный фонд, 36 %

5. Процент косвенных цеховых расходов, 92 %

6. Отчисление на социальное страхование, 3,74 %

7. Отчисления в фонд занятости работников, 2,1 %

8. Процент косвенных общезаводских расходов, 198 %

9. Процент внепроизводственных расходов, 14 %

10. Плановый процент уровня рентабельности, 20 %

11. Налог на добавленную стоимость, 20%

12. Режим работы 1-х сменный

13. Процент отчислений на ремонт и обслуживание устройства, 8%

14. Отчисления на монтажно-наладочные работы, 11%

15. Амортизационные отчисления, 9%

16. Партия 150 шт.

3.1 Расчет оптовой отпускной цены

Каждое предприятие производит продукцию и реализует ее по оптовой отпускной цене.

Оптовая цена - это те деньги, которые получит предприятие в виде выручки после реализации своей продукции.

Отпускная цена - это те деньги, которые платит покупатель с учетом налога на добавленную стоимость.

Расчет оптовой и отпускной цены конструкции осуществляется на основании калькуляции себестоимости с учетом налогообложения по законодательству Украины.

Себестоимость - это сумма всех денежных затрат предприятия, связанных с производством и реализацией единицы продукции.

В зависимости от стадии изготовления и места свершения затрат, различают цеховую, заводскую и полную себестоимости.

Цеховая себестоимость определяет затраты цехов, связанные с производством продукции, которые формируют цеховую себестоимость.

, грн (3.1)

где M - затраты на основные материалы и комплектующие покупные изделия с учетом их доставки на завод;

- прямая (тарифная) заработная плата основных производственных рабочих;

- доплаты к заработной плате

- дополнительная заработная плата

- отчисления на социальное страхование

- отчисления в пенсионный фонд

- отчисления в фонд занятости работников

- косвенные цеховые расходы.

Производственные затраты, связанные с изготовлением конструкции, включаемые в заводскую себестоимость, определяются по формуле:

, грн (3.2)

где - косвенные общезаводские расходы.

Каждое предприятие не только производит свою продукцию, но и реализует ее, поэтому учитывается реализационные затраты, входящие в полную себестоимость.

, грн (3.3)

где - косвенные внепроизводственные расходы

Предприятие реализует свою продукцию оптом, по оптовой цене, которая определяет величину выручки завода.

, грн (3.4)

где П - плановая величина прибыли.

Покупатель приобретает продукцию с завода оптом по отпускным ценам, в состав которых включают налог на добавленную стоимость

, грн (3.5)

где НДС - налог на добавленную стоимость, который определяется по формуле:

, грн (3.6)

3.1.1 Расчет затрат на основные материалы

Основным материалом для изготовления данной конструкции является стеклотекстолит, который используется для изготовления печатных плат.

Для определения затрат на основные материалы, необходимо рассчитать массу заготовки. Она вычисляется по формуле:

, кг (3.7)

где V - объем печатной платы,

P - удельная плотность стеклотекстолита (г/)

L - длина печатной платы, 100 мм

l - ширина печатной платы, 46 мм

p - толщина печатной платы (толщина одного слоя h=0,1 см), см

Рисунок 3.1 Эскиз печатной платы

Затраты на основные материалы рассчитываются по формуле

,грн (3.8)

где Ц - цена стеклотекстолита, одного килограмма, грн

,грн

На основании приведенных выше расчетов определяются затраты на основные материалы в таблице 4.1:

Таблица 3.1

Наименование затрат

Норма расхода на деталь, кг

Цена 1 кг,

грн.

Сумма, грн

Стеклотекстолит

0,016

10,80

0,17

Транспортно - заготовительные расходы

0,02

Итого затрат на основные материалы с учетом доставки

0,19

(3.9)

, грн

3.1.2 Расчет затрат на покупные комплектующие изделия

Расчет затрат на покупные комплектующие изделия осуществляется на основании данных спецификаций на покупные комплектующие изделия, входящих в конструкцию, а также договорных цен за единицу покупных комплектующих изделий. Весь расчет затрат осуществляется в таблице 4.2

, грн (3.10)

, грн

На основании приведенных расчетов определяется величина материальных затрат на конструкцию, которая рассчитывается по формуле:

, грн (3.11)

где - затраты на основные материалы с учетом доставки

- затраты на ПКИ с учетом доставки на завод.

, грн

Таблица 3.2

Наименование изделия

Тип

Количество, шт.

Цена 1 шт., грн.

Сумма, грн

Интегральные микросхемы

PIC16F84

К142ЕН5А

1

1

27,50

0,70

27,50

0,70

Резисторы

МЛТ 0.25 180 Ом

МЛТ 0.25 24 кОм

МЛТ 0.25 2 кОм

МЛТ 0,125 20 кОм

МЛТ 0,125 1,3 МОм

МЛТ 0,125 220 Ом

МЛТ 0,125 56 Ом

МЛТ 0,125 820 кОм

8

1

1

2

1

1

1

1

0,07

0,07

0,07

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

0,56

0,07

0,07

0,1

0,05

0,05

0,05

0,05

Конденсаторы

КМ-6А-Н90 0,1 мкФ

К50-16-16В 470 мкФ

К50-16-16В 100 мкФ

КМ-6А-Н90 0,15 мкФ

КМ-6А-Н90 68 пФ

КМ-6А-Н90 33 пФ

2

1

1

1

1

2

0,15

0,5

0,5

0,19

0,15

0,1

0,3

0,5

0,5

0,19

0,15

0,2

Транзисторы

КП313А

КТ368А

1

1

1,99

0,46

1,99

0,46

Кварц

4МГц

1

1

1

Диоды

КД 503Б

КЦ 402А

2

1

0,08

0,72

0,16

0,72

Трансформатор

Т12-220-50

1

6,54

6,54

Индикаторы

АЛС324А

4

4,46

17,84

Кнопка

ПКН-150-1

1

0,76

0,76

Предохранитель

ВП1-1-0,5А

1

0,19

0,19

Разъем

1

0,32

0,32

Итого затрат на ПКИ

61,02

Транспортно-заготовительные расходы

7,93

Итого затрат на ПКИ с учетом доставки

68,95

Расчет тарифной заработной платы

В данном разделе рассчитывается величина прямой заработной платы основным производственным рабочим, доплаты и дополнительная заработная плата, а также отчисления на социальное страхование в расчете на единицу изделия.

Расчет прямой заработной платы на единицу изделия осуществляется по всем видам работ, связанных с изготовлением печатной платы с учетом ее сборки.

Для расчета прямой заработной платы необходимо знать трудоемкость изготовления печатной платы по всем видам работ. С этой целью используется формула, разработанная НИИ города Северодонецка:

, час (3.12)

где Тп/пл - трудоемкость изготовления ПП по всем видам работ, час х - число паек в конструкции, в тысячных долях (0,174)

, час

Для определения трудоемкости изготовления ПП по всем видам работ, а также для определения прямой заработной платы основным производственным рабочим, составляется таблица 3.3.

Таблица 3.3

Виды работ

Разряд

Трудоемк. ПП, часов

Часовая тарифная ставка, грн

Трудоемк. по видам работ

Сумма, грн

%

час

Заготовительные

2

1,87

0,625

17

0,32

0,20

Механосборочные

3

0,682

20

0,37

0,25

Химико-гальванические

2

0,625

12

0,22

0,14

Монтажные сборочные

2

0,625

5

0,09

0,06

Наладочно-регулировочные

4

0,738

15

0,28

0,20

Подготовительные

2

0,625

9

0,17

0,10

Контрольные

3

0,682

22

0,41

0,28

Итого прямой заработной платы

1,23

Таким образом, заработная плата основным производственным рабочим составляет 1,23 грн.
Расчет оптовой отпускной цены конструкции осуществляется с помощью ЭВМ. Распечатка калькуляции себестоимости и цены конструкции приведены в таблице 3.4.
Таблица 3.4 -- Расчет оптовой цены конструкции

Наименование статей

Сумма, грн.

Затраты на основные материалы

Затраты на покупные изделия

Тарифная зарплата рабочим

Доплата основным производственным рабочим

Дополнительная зарплата

Отчисления в пенсионный фонд

Отчисления на социальное страхование

Отчисления в фонд занятости

Косвенные цеховые расходы

0,19

68,95

1,23

0,21

0,16

0,65

0,07

0,04

1,32

Итого: Цеховая себестоимость

Косвенные общезаводские расходы

72,82

2,85

Итого: Заводская себестоимость

Косвенные внепроизводственные расходы

75,67

10,59

Итого: Полная себестоимость

Плановая прибыль

86,27

3,42

Итого: Оптовая цена изделия

Налог на добавленную стоимость

89,69

4,11

Итого: Отпускная цена изделия

93,80

3.2 Построение графика безубыточности

Построение графика достижения точки безубыточности позволяет определить влияние на прибыль предприятия объемов производства и продаж, величин постоянных и переменных затрат, а также величину оптовой цены конструкции.

Для построения графика безубыточности необходимо в полной себестоимости конструкции выделить переменные (V) и постоянные затраты (К).

К величине переменных затрат относятся:

, грн (3.13)

, грн

К постоянным затратам относятся все остальные показатели, составляющие величину полной себестоимости продукции:

, грн (3.14)

, грн

Для построения графика безубыточности необходимо использовать заданную программу выпуска изделия .

Величина полной себестоимости конструкции составляет 86,27 грн, в т.ч. переменные затраты - 81,74 грн, постоянные - 18,42 грн. Оптовая цена конструкции 89,69 грн. Определим точку безубыточности при выпуске изделий в количестве 150 шт.

Таким образом, для партии изделий в количестве 150 шт :- переменные затраты составят 70,74150 = 10611 грн- постоянные затраты составят 15,53150 = 2329,5 грн- оптовая цена всей партии равна 89,69150 = 13453,5 грн

График безубыточности, построенный по этим данным, показан на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 График безубыточности

Величина критической программы выпуска или точка безубыточности определяяется по формуле:

Nкр=(К/Цопт - V)Nшт , шт (3.15)

Nкр=(2329,5/13453,5 - 10611) 150 = 123 шт

Построив график, можно графическим способом определить критическую точку безубыточности - это примерно 123 шт. Это означает, что если произвести 123 единицы изделия и затем их реализовать по оптовой цене , то завод-изготовитель при этом не потеряет средств, вложенных в производство, но и не получит никакой прибыли. Если размер производимой партии изделий будет меньше 123 шт., то завод-изготовитель не получит никакой прибыли и будет работать себе в убыток. Если же размер производимой партии будет больше 123 шт., то завод-изготовитель будет получать прибыль (чем больше партия изделий, тем больше прибыль) в соответствии с построенным графиком безубыточности.

3.3 Расчет эксплуатационных показателей

Изготовленное устройство, являясь объектом эксплуатации, вызывает определенные затраты. Эти затраты характеризуют целесообразность изготовления и эксплуатации проектируемой конструкции.

Покупатель, приобретая конструкцию, осуществляет капитальные затраты и несет определенные эксплуатационные расходы.

3.3.1 Расчет величины капитальных затрат

Капитальные расходы учитывают затраты на доставку, монтаж, наладку устройства, его первоначальную стоимость и определяются по формуле:

, грн (3.16)

где К - величина капитальных расходов, грн;

- отпускная цена устройства, грн;

- затраты на доставку изделия к потребителю, грн;

- затраты на монтаж и наладку устройства, грн.

Затраты на доставку устройства определяются по формуле:

, грн (3.17)

Где по заданию на дипломный проект.

, грн

Затраты на монтаж и наладку устройства определяются по формуле:

, грн (3.18)

где - процент отчислений на монтаж и наладку устройства составляет по заданию на дипломный проект 11%.

, грн

Таким образом, , грн.

3.3.2 Расчет показателей эксплуатационных расходов

Эксплуатационные расходы позволяют учитывать амортизационные отчисления, затраты на потребляемую электроэнергию, на плановый ремонт и обслуживание, затраты на замену отказавших элементов, на устранение отказов и определяются по формуле:

, грн (3.19)

где - величина эксплуатационных расходов, грн;

А - амортизационные расходы, грн;

- затраты на электроэнергию, грн;

- затраты на плановый ремонт и обслуживание, грн;

- затраты на устранение отказов, грн.

Годовые амортизационные отчисления определяются по формуле:

, грн (3.20)

где составляют 9% по заданию на дипломный проект.

, грн

Затраты на электроэнергию определяются, исходя из потребляемой мощности всех электронесущих элементов, входящих в конструкцию устройства, по следующей формуле:

, грн (3.21)

где - суммарная потребляемая мощность всех элементов, кВт

- действительный годовой фонд времени работы устройства, ч

- цена одного кВт электроэнергии, грн.

На установленный момент времени грн.

Расчет потребляемой мощности элементов устройства выполнен табличным способом в таблице 3.5.

Таблица 3.5

Наименование элемента

Тип

Потребл. мощн. *10-6, кВт

Кол-во элементов, шт

Суммарная мощность *10-6, кВт

ИМС

PIC16F84

800

1

800

Резисторы

МЛТ 0,25

МЛТ 0,125

0,25

0,125

10

6

2,5

0,75

Индикаторы

АЛС324А

60

4

240

Кварц

0,05

1

0,05

Диоды

КД503Б

КЦ402А

0,05

0,2

1

1

0,05

0,2

Транзисторы

КП313А

КТ368А

0,20

0,25

1

1

0,20

0,25

Трансформатор

Т12-220-50

450

1

450

Итого

1500

, час (3.22)

, час

где - коэффициент, учитывающий потери времени на ремонт и обслуживание устройства, равен 8% по заданию на дипломный проект.

Т.о грн

Затраты на плановый ремонт и обслуживание составляют 10 - 15% от отпускной цены устройства. Приняв равными 10%, определяются по формуле:

, грн (3.23)

, грн

Затраты на замену отказавших элементов с учетом интенсивности отказов в течение года определяются по формуле:

, грн (3.24)

где - количество элементов в устройстве, шт;

- интенсивность отказов элемента, 1/час;

- цена одного элемента, грн;

Расчет проводится табличным способом и приведен в таблице 3.6.

Таблица 3.6

Название элемента

Марка, ГОСТ

Кол-во, шт.

, 1/час

, час

Кол-во отказов 1 эл-та, год*10-6

Общая , 1/час

, грн

Сумма затрат *10-6, грн

ИМС

PIC16F84

К142ЕН5А

1

1

0,14

0,14

1880

263,2

263,2

263,2

263,2

27,5

0,7

7238

184

Резистор

МЛТ 0.25, МЛТ 0,125

16

0,126

236,88

3790

1,00

3790

Конденсатор

К50-16,

КМ-6А

8

0,213

400,44

3203,52

1,84

5894

Трансформатор

Т12-220-50

1

0,4

752

752

6,54

4918

Транзисторы

КП313А,

КП368А

2

0,4

752

1504

2,45

3685

Индикаторы

АЛС324А

4

0,2

376

1504

17,84

26831

Диоды

КД503Б,

КЦ402А

3

0,14

263,2

789,6

0,88

695

Предохранитель

ВП-1-0,5А

1

0,126

236,88

236,88

0,19

45

Кварц

1

0,2

376

376

1,00

376

Кнопка

ПКН-59-96

1

0,4

752

752

0,76

571

Разъем

1

0,2

376

376

0,32

120

, грн

Затраты на устранение отказов определяются по формуле:

, грн (3.25)

где Т1 - среднее время устранения 1 отказа (1,2 час);

- часовая тарифная ставка работника, устраняющего отказ.

Процент дополнительной зарплаты и отчислений на социальное страхование - по заданию на дипломный проект.

Т.о грн

После проведенных расчетов определяем величину эксплуатационных расходов по формуле:

грн

Выводы по расчетам

В результате проведенных расчетов была получена величина нижнего предела оптовой цены конструкции, ниже которого сделки по реализации конструкции предприятию заключать не имеет смысла, т.к. оно будет нести убытки. Также в дипломном проекте был построен график безубыточности, который в полной мере отображает зависимость убытков или прибыли предприятия-производителя от количества партии изделий. В данном случае критической точкой безубыточности является партия изделий в 123 шт.

Также был произведен расчет затрат на эксплуатацию, ремонт и наладку устройства; расчет электроэнергии, потребляемой устройством в год, -- все эти затраты будет оплачивать покупатель в процессе пользования готовым изделием.

В итоге можно сделать вывод, что проектируемое устройство целесообразно запустить в производство, т.к. оно обладает широкими возможностями для его применения и использования, доступно большинству пользователей по цене, и будет приносить прибыль.


Подобные документы

  • Разработка микропроцессорного устройства измерения параметров аналоговых сигналов и передачи измеренных величин по беспроводному каналу связи на ЭВМ. Выбор микроконтроллера, микросхемы, интерфейса связи. Разработка программного обеспечения для управления.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 24.06.2013

  • Разработка функционально законченного устройства для обработки входных сигналов линии с использованием цифровых устройств и аналого-цифровых узлов. Алгоритм работы устройства. Составление программы на языке ассемблера. Оценка быстродействия устройства.

    курсовая работа [435,5 K], добавлен 16.12.2013

  • Классификация цифровых приборов. Модели цифровых сигналов. Методы амплитудной, фазовой и частотной модуляции. Методика измерения характеристики преобразования АЦП. Синтез структурной, функциональной и принципиальной схемы генератора тестовых сигналов.

    дипломная работа [2,2 M], добавлен 19.01.2013

  • Понятие и классификация, типы широкополосных приемных устройств, их структура и функциональные особенности. Разработка и описание, элементы структурной, функциональной и принципиальной схемы устройства, особенности его конструктивного исполнения.

    дипломная работа [2,8 M], добавлен 11.02.2013

  • Описание функциональной схемы и характеристик сигналов в системе питания привязной платформы. Обоснование структурной схемы разрабатываемого индикатора радиоизлучения. Методика измерения чувствительности устройства оценки электромагнитного излучения.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 23.08.2017

  • Разработка и описание структурно-функциональной схемы к динамику. Принципы построения устройства синтезатора звуковых сообщений, работа с таймером микроконтроллера. Выбор элементной базы. Разработка программного обеспечения, алгоритм и листинг программы.

    курсовая работа [387,9 K], добавлен 24.12.2012

  • Разработка функциональной схемы устройства, осуществляющего обработку входных сигналов в соответствии с заданным математическим выражением зависимости выходного сигнала от двух входных сигналов. Расчет электрических схем вычислительного устройства.

    курсовая работа [467,5 K], добавлен 15.08.2012

  • Разработка структурной функциональной схемы устройства, его аппаратного обеспечения: выбор микроконтроллера, внешней памяти программ, устройства индикации, IGBT транзистора и драйвера IGBT, стабилизатора напряжения. Разработка программного обеспечения.

    курсовая работа [495,1 K], добавлен 23.09.2011

  • Способы определения местоположения источников электромагнитного излучения (ЭМИ). Амплитудные методы пеленгации источников ЭМИ. Методы обзора пространства. Определение несущей частоты сигналов. Цифровые устройства измерения временных параметров сигналов.

    контрольная работа [2,6 M], добавлен 24.08.2015

  • Разработка функциональной схемы измерительного устройства для измерения температуры раскаленного металла. Определение оптимальной конструкции датчика и устройства. Выбор основных элементов: микроконтроллера, фотодиодов, оптической системы и блока питания.

    курсовая работа [13,1 M], добавлен 15.04.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.