Всего на разработку устройства студентом потрачено 510 часов. С учетом почасовой ставки студента (1,5 руб./час) и руководителя (4,34 руб./час) получаем: 5101,5+304,34=895,2 рубля. С учетом дополнительной заработной платы (+20%) и отчислениями на социальные нужды (38,5%) получаем стоимость трудовых затрат равную 1487,8 рублей. С учетом накладных расходов (200%), получаем 4463,4 рубля.

В материальные затраты входит прежде всего стоимость элементной базы, затраченная электроэнергия на разработку и сборку макета, амортизация используемого оборудования.

Стоимость элементной базы рассчитаем, используя таблицы спецификации к принципиальной электрической схеме. Цены на элементы берутся, исходя из их рыночной стоимости.

Таблица 5.2 - Стоимость элементной базы

На разработку устройства израсходовано примерно 35 кВт/часов электроэнергии на сумму 14 рублей. Сюда входит энергия на освещение рабочего места, питание электропаяльника, осциллографа, компьютера и т.д.

Также, для написания пояснительной записки израсходовано канцелярских принадлежностей (бумага, краска для принтера, клей и т.п.) на сумму примерно 80 рублей.

Самым трудным, при подсчете материальных затрат является определение расходов на амортизацию оборудования. При разработке устройства использовались следующие приборы

паяльник

вольтметр В3-57

осциллограф С1-93

блок питания

Амортизация всех этих приборов оценивается общей суммой примерно 50 рублей.

Учитывая то, что затраты на проектирование изделия оплачиваются один раз, то стоимость изделия при его серийном производстве будет ниже.

Сопоставление технико-экономических показателей разработанного устройства и аналога

Оценка уровня качества разрабатываемых изделий производится на основе сравнения основных групп технико-эксплуатационных параметров: назначения, надежности, технологичности, унификации, эргономичности, патенто-правовых и экологических. Выбор номенклатуры показателей производится в соответствии с имеющимися материалами (стандартами, отраслевыми материалами и т.д.) или производится самим разработчиком. Каждому из выбранных показателей для сравнения экспертным путем должен быть определен коэффициент его весомости (важности). Форма представления комплексного показателя качества не может быть однозначно обоснована. Поэтому следует использовать требования нормативных документов или обосновать свой вариант выбора.

Оценку технико-экономической эффективности нового изделия удобно производить с помощью приведенной ниже таблицы. Интегральный стоимостный показатель вряд ли может более или менее точно рассчитан на ранних этапах ОКР. Это связано с неполнотой конструкторской документации. В этой связи единственный выход состоит в его оценке в сравнении с ценой аналогичной по элементной базе, технологии и конструкции изделия. Целесообразно при этом вычленить из оценки большие отдельные и сложные позиции и оценить их отдельно.

Таблица 5.3 - Сопоставление технических показателей

В результате проведенного анализа, были рассчитаны затраты на разработку и изготовление экспериментального образца цифрового кодера PAL. Они составили 4791,4 рубля. Учитывая, что затраты на проектирование изделия оплачиваются один раз, то стоимость изделия при его серийном выпуске будет ниже. Кроме того, был рассчитан интегральный коэффициент качества, который составляет 3,79. Это дает возможность утверждать, что разработанное устройство обладает рядом преимуществ над аналогом.

6. Безопастность и экологичность проекта при разработке и эксплуатации макета

6.1 Системный анализ безопасности и надежности кодера PAL при разработке и эксплуатации

При проектировании кодера применим методы анализа безопасности, риска и надежности. Воспользуемся при этом системным анализом. Под ним понимают совокупность методологических средств, используемых для подготовки и обоснования решений по проблемам безопасности.

Под системой понимается совокупность взаимосвязанных компонентов (элементов, составных частей). Под компонентами системы понимают отношения и связи.

Цель системного анализа состоит в том, чтобы выявить причины, влияющие на появление нежелательных событий (поломок, аварий, травм и т.д.), и разработать профилактические мероприятия, уменьшающие вероятность их проявления.

Любая опасность реализуется по какой-то причине или по совокупности нескольких причин. Без причин нет реальных опасностей, следовательно, предотвращение опасностей или защита от них базируется на знании причин. Между реализованными опасностями и причинами существует причинно-следственная связь; опасность есть следствие некоторой причины (причин), которая, в свою очередь, является следствием другой причины и так далее. Таким образом, причины бывают иерархические, цепные, структуры или системы. Графическое изображение таких зависимостей чем-то напоминает ветвящееся дерево. В строящихся деревьях, как правило, имеются ветви причин и ветви опасностей. Разделение этих ветвей нецелесообразно, а иногда, невозможно, по этому эти графические изображения еще называют “ деревья причин ”.

Построение деревьев является эффективной процедурой выявления причин нежелательных различных событий (аварий, травм и т.д.).

Основной проблемой при анализе безопасности является установление параметров или границ системы. Если система будет чрезмерно ограничена, то появится возможность получения разрозненных несистематизированных профилактических мер, то есть некоторые опасные факторы могут остаться без внимания. С другой стороны, если рассматриваемая система слишком обширна, то результаты анализа могут оказаться слишком неопределенными.

Надежность работы устройства характеризуется отказами в работе. Отказы появляются при определенных условиях. Эти условия (причины) можно определить как совокупность условий, отсутствие которых исключает появление отказа.

Разрабатываемый кодер служит для формирования полного телевизионного цветного сигнала, кодированного по стандарту PAL. Следовательно наиболее неприятной с точки зрения работоспособности, будет ситуация пропадания цветного изображения на экране телевизионного приёмника.

Это может произойти в двух случаях:: отсутствие входного сигнала, либо неисправность самого кодера. Причины этих двух событий можно разделить на внешние, мало зависящие от нас факторы (помехи, неисправность источника входного сигнала и т.д.), так и внутренние факторы - неисправности электрической схемы устройства. Неисправность кодера может стать следствием следующих причин: повреждение соединительных кабелей (эта же причина может объяснить отсутствие входного сигнала), либо отсутствием сигнала опознавания цветности (неправильным его формированием). В свою очередь, неправильное формирование сигнала цветности может быть обусловлено следующими факторами: не соответствием частоты генерации необходимому (заданному) значению равному частоте поднесущей PAL. Отсутствие сигнала опознавания цветности, кроме того, может быть вызвано неправильным (относительно строчного синхронизирующего импульса) его расположением на временной оси, что, в свою очередь, может являться следствием неисправности счетчика либо делителя частоты. Сигнал опознавания не будет сформирован и в случае отказа какого-либо элемента, наиболее вероятными причинами которого являются следующие факторы: ошибка при расчете необходимых для работы параметров этого элемента, брак самого элемента либо брак его монтажа. Отсутствие входного сигнала также может быть вызвано отказом элемента. Несоответствие частоты может явится следствием расстройки генератора либо отсутствием питающего напряжения. На основании вышеизложенного, изобразим дерево отказов.

6.2 Мероприятия по повышению безопасности и надежности

Воспользовавшись системным анализом и составив “дерево причин “, мы имеем возможность наметить некоторые мероприятия по повышению надежности и безопасности кодера. Для общей профилактики отказов, рекомендуется перед установкой каждой детали проверять ее на соответствие номиналу.

Для уменьшения вероятности выхода из строя элементов, необходимо, при их пайке, не перегревать их, пользоваться тепло отводами, следить за температурой паяльника. Для предотвращения электростатического пробоя при пайке (этому подвержены в основном полупроводниковые приборы), необходимо использовать специальные заземляющие браслеты.

При покупке комплектующих деталей, необходимо отдавать приоритет деталям произведенным недавно. Это связанно с тем, что изготавливаются такие детали, как правило, по современным технологиям, что, несомненно, влияет на надежность того или иного элемента.

При производстве печатной платы, необходимо контролировать химическую пригодность растворов, время травления, качество непосредственно защитного лака, а также качество нанесения защитного лака и т.д. Для снижения вероятности появления некачественного монтажа, рекомендуется использование флюсов при пайке.

Кроме того, необходимо следить за соблюдением инструкций по эксплуатации и проводить инструктаж персонала, который должен иметь навыки работы с РЭА.

Вероятность возникновения чрезвычайной ситуации при эксплуатации

К чрезвычайным ситуация можно отнести внезапно возникшую обстановку, характеризующаяся резким нарушением установившегося процесса или явления и оказывающую значительное отрицательное значение на жизнедеятельность людей, функционирование экономики, социальную сферу.

Наиболее вероятной чрезвычайной ситуацией является пожар. Пожар сопровождается уничтожением материальных ценностей и создает опасность для жизни людей. Вторичными последствиями пожаров могут быть взрывы и утечки ядовитых или загрязняющих веществ в окружающую среду; кроме того, большой ущерб нетронутым огнем помещениям и хранящихся в них предметах может принести применение для тушения пожара водой.

Согласно СНиП 2.01.02-85, производственные здания и склады подразделяются на категории в зависимости от характеристики используемых или получаемых в производстве веществ и их количества, по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности.

Существует множество причин возникновения пожара, такие как

- курение студентов в не отведенных для этого местах;

- возгорание различных электронагревательных приборов (электрочайник работающего персонала; калорифер, обогревающий лабораторию в холодное время года во время неполадок в отопительной системе и т.д.);

- короткое замыкание в электросети.

Наиболее вероятной причиной возгорания является электричество, так как в помещении для настройки приемника находится большое количество электрического оборудования.

Ток короткого замыкания достигает больших значений, а сопровождающее тепловое и динамическое воздействие могут вызвать разрушение электрооборудования, воспламенение и т. д. правильный выбор проводов (выбор сечения токоведущих жил, марки проводов и вида изоляции), электромашин, аппаратов, а так же профилактические осмотры, ремонты и испытания позволяют предупредить возникновение короткого замыкания. Для быстрого отключения оборудования при коротком замыкании служат плавкие предохранители и автоматические включатели.

Основными огнегасительными средствами в лаборатории являются: вода, песок и покрывала, а также передвижной углекислотный огнетушитель типа УО_1.

Быстрая ликвидации возникшего пожара во многом зависит от своевременного извещения о пожаре. Распространенным средством извещения является телефонная сеть, к которой подключается приемная станция, принимающая сигналы от извещателей и передающая их в помещение пожарной команды. Извещатели могут быть ручными и автоматическими (дымовые, тепловые, световые). Чаще всего применяются комбинированные автоматические извещатели, реагирующие на тепло и дым. Находят применение и ультразвуковые извещатели, реагирующие на изменение ультразвукового поля при возгорании.

В случае же возникновения пожара, как указано в плане эвакуации этажа, следует воспользоваться одной из двух имеющихся лестниц и вывести всех сотрудников и студентов во двор или на улицу.

Так как разрабатываемое устройство, кодер, работает от низковольтного источника питания, то возможность создания опасной для жизни и здоровья ситуации, при работе с этим прибором, минимальна. Прибор так же обладает небольшими габаритными размерами, и весом, что так же снижает причинение вреда оператору работающему с ним. Таким образом, вероятность получение травмы при эксплуатации или транспортировки данного устройства очень мала.

6.4 Защита природной среды

До завершения эксплуатации, устройство проходит несколько этапов своего существования. Это изготовление, эксплуатация и утилизация. При проектировании устройства, необходимо учитывать ущерб, который это устройство нанесет при прохождении в своем жизненном цикле всех этих трех этапов. При этом ущерб наносимый природной среде считается недопустимым , если он может нанести вред (ухудшить существование людей данного или последующих поколений).

При создании, функционировании и утилизации устройства, человечеству может наноситься вред самыми разнообразными путями

- генерацией интенсивных электромагнитных излучений или высоковольтных напряжений, наносящих вред здоровью людей, животному и растительному миру;

- нарушениями правил техники безопасности, например, повышенной взрывоопасностью, нарушением правил электробезопасности, приводящим к пожарам и травмам;

- чрезмерным расходованием природных ресурсов - энергии и полезных ископаемых при производстве и обслуживании производства данного устройства;

- загрязнением природной среды в процессе производства и утилизации, а так же, при эксплуатации самого устройства, которое может быть вызвано так же разными выбросами в атмосферу.

При изготовлении, наиболее вредными процессами являются

изготовление печатной платы;

пайка при монтаже радиоэлементов.

Большинство материалов, применяемых при изготовлении печатных плат, являются опасными для здоровья и жизни человека и окружающей среды. Нагрев химических растворов приводит к парообразованию, а как следствие и к попаданию вредных веществ в атмосферу производственных помещений, а далее в атмосферу Земли. Кроме того, на определенном этапе изготовления печатной платы образуются и попадают в атмосферу вещества первого класса опасности. Так хлорированные углеводы (трихлорэтилен, тетрахлорэтан и другие) при действии на них солнечного света, превращаются в газ фосген - очень вредное вещество. Процессы обезжиривания, травления, электрохимической обработки и химического фрезерования сопровождаются выделением паров щелочей. При цианистом меднении и серебрении образуется цианистый водород (чувствуется запах миндаля) - сверх токсичное вещество, который поступает в атмосферу. А при реагенной очистке отработанных вод от соединений циана может образоваться хлорциан - вещество, так же относящееся к высшей группе опасности.

В настоящее время, почти все электромонтажные соединения радио электронной аппаратуры осуществляются пайкой. Технологический процесс пайки включает в себя формовку выводов, удаление изоляции, лужение. При монтаже устройства, в результате формовки выводов радиодеталей, удаления изоляции, всегда остаются твердые отходы, которые, во избежание загрязнения природной среды, необходимо удалять в централизованном порядке.

Кроме этого, при пайке, зажуливании и удалении медной окалины, происходит загрязнение атмосферы парами свинца, олова, сурьмы, канифоли, парами соляной кислоты. Пары свинца особенно вредны для здоровья человека т.к. очень плохо выводятся из организма.

Для нейтрализации подобных выделений необходимо в производственных помещениях применять вентиляцию, а чтобы вредные вещества не попадали в атмосферу, на вентиляцию необходимо устанавливать очистительные устройства, такие как

сухие пылеуловители;

мокрые пылеуловители;

фильтры;

электрофильтры и т.д.

Сухие пылеуловители бывают нескольких типов, но в нашем случае можно применить сухие пылеуловители типа конических циклонов СК-ЦИ-33, СК-ЦИ-34М или цилиндрические циклоны типа ЦИ-15, ЦИ- 24.

В качестве оборудования улавливающего пыль мокрым способом можно выделить для использования форсуночный и центробежный скрубберы типа СЦВ-20.

В качестве фильтров можно применить фильтры типа “Фильтра 330 ” и “ Фильтра 550 ”.

Очень эффективной является электрическая очистка воздуха от примесей. Этот метод основан на ударной ионизации газа в рабочей зоне коронирующего разряда, передаче зарядов ионов частицам примесей, и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах. В нашем случае в качестве электрофильтра можно применить фильтр типа УГМ ( унифицированные, горизонтальные, малогабаритные).

В результате вышеперечисленных действий при производстве разрабатываемого устройства, нанесение ущерба природе и человечеству будет снижено.

7. Разработка конструкции корпуса кодера

Конструкция проектируемого корпуса кодера PAL должна обеспечивать достаточную механическую прочность и защиту от воздействия окружающей среды.

Сам кодер, выполненный в виде односторонней платы с навесными элементами и микросхемами, будет помещен в металлический корпус, который герметизируется. На корпусе размещен разъем, имеющий 96 контактов, через который подаются входные сигналы и питание. Кроме этого, на противоположной стенке корпуса имеется отверстие, для коаксиального кабеля, по которому выводится выходной сигнал.

Корпуса могут быть рамочного, коробчатого, пенального или пластинчатого типа.

Выбираем рамочный корпус. Он состоит из замкнутой рамки прямоугольной формы, открытой с двух сторон, и двух крышек.

Крепление платы в корпусе производится установкой ее на уступы вдоль стенок рамки, с последующей пайкой по периметру металлизированного основания платы к рамке.

Такой корпус удобен при проведении сборки и контроля качества .

Размеры корпуса определяются размерами платы и составляют 25x130x230 мм.

В качестве материала корпуса принимаем титан

Проектируемый корпус имеет одну область герметизации: у соединительного шва крышки и корпуса.

Герметичное соединение крышки и корпуса производится пайкой. При этом крышки и рамка предварительно должны быть покрыты олово-висмутовым сплавом.

Заключение

В рамках данного дипломного проекта, в соответствии с поставленным техническим заданием, был разработан цифровой кодер PAL. Так же был изготовлен макет данного устройства и проведено экспериментальное исследование. Полученные в ходе эксперимента результаты, в сопоставлении с теоретически рассчитанными параметрами, говорят о работоспособности кодера, а, следовательно, о правильном применении инженерных идей и решений, которые имели место при проектировании, разработке и изготовлении макета.

Кроме того, был проведен технико-экономический анализ проекта. Проведенный, в этой части, сравнительный анализ разработанного устройства с существующими аналогами подтвердил превосходство цифрового кодера PAL, что свидетельствует о целесообразности и обоснованности проведения данного дипломного проектирования.

Проведенный анализ безопасности и экологичности проекта выявил основные моменты возможного воздействия на экологическую обстановку при изготовлении и эксплуатации разработанного устройства. Были предложены конкретные меры по повышению надежности и безопасности кодера, так же рассмотрены мероприятия, позволяющие снизить воздействие кодера на окружающую среду на всех этапах: от проектирования - до утилизации.

Таким образом, данный дипломный проект можно считать завершенным.

Литература

1. Телевидение: Учебник для вузов. 5-е изд., перераб. и. доп. / В.Е. Джакония, А.А. Гоголь, Н.А. Ерганжиев и др.; Под ред. В.Е. Джаконии. М.: Радио и связь, 1986.

2. Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения: Учебник для вузов. М.: Радио и связь, 1995.

3. Телевидение. Под ред. П.В. Шмакова. М., 1979.

4. Самойлов В.Ф., Хромой Б.П. Телевидение. М., 1975.

5. Быков Р.Е. и др. Телевидение: Учебник для вузов / Р.Е. Быков, В.М. Сигалов, Г.А. Эйсенгардт; Под ред. Р.Е. Быкова. М.: Высшая школа, 1988.

6. Блиндер Е.М., Фурманов С.Л. Телевидение. М.: Радио и связь, 1984.

7. Домбругов Р.М. Телевидение. Киев: Выща школа, 1979.

8. Крыжановский В.Д., Костыков Ю.В. Телевидение цветное и черно-белое. М.: Связь, 1980.

9. Бакаева Т.Н. Методические указания по выполнению раздела "Охрана труда и окружающей среды. Таганрог.: ТРТИ, 1992.

10. Шевелев В.Г. и др. Методические указания по дипломному проектированию. №527. Таганрог ТРТИ, 1981 год. - 44с.

11. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов. - /под ред., Веклемишова В.К. - М: Высшая школа, 1991. - 176с.

12. Долин П. А. Справочник по технике безопасности. М.: Энергоатомиздат. 1985.

13. Вирозуб Г. Е., Робрюк Н. Н. Методическая разработка по охране труда// Исследование условий труда на рабочем месте. Ч. 2. Нормативная документация для выполнения исследований и примеры решения задач. Таганрог ТРТИ. 1987. 50с.

Размещено на Allbest.ru