Проектування педалі ефекту Хорус

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Мета роботи - розробити комплект конструкторської документації для виготовлення блок ефектів Хорус на основі мікросхеми MN3007 аналоговій лінії затримки, відповідного першої групи експлуатації за ГОСТ 11478-88 для серійного типу виробництва. Придбати навички з конструювання радіоелектронних пристроїв, і вибору конструктивних рішень. Прилад повинен відповідати високим вимогам технологічності, ергономіки.

Пристрій призначений для обробки звуку, зазвичай музичних інструментів, електрогітари, бас-гітари та синтезатора.

Блок ефектів - електронний пристрій, призначений для обробки звуку, зазвичай музичного інструменту, електрогітари, бас-гітари, синтезатора, барабанів або вокалу. Часто використовуються в музичних студіях для поліпшення чистоти звуку, його "прозорості" або навпаки. Окремі моделі тільки фарбують звук, інші радикально його змінюють. - Блок ефектів використовуються як у студіях, так і при живих виступах.

1. Призначення електричного апарату

Блок ефектів - електронний пристрій, призначений для обробки звуку, зазвичай музичного інструменту, електрогітари, бас-гітари, синтезатора, барабанів або вокалу.

На створення педалі перетворення звуку гітаристів наштовхнули, мабуть, два гітарних підсилювача, підключені виходом одного до входу іншого. При цьому другий підсилювач виявився перевантаженим, що створило принципово нове звучання електрогітари. Згодом музиканти почали експериментувати зі своїми комбопідсилювачів, і через деякий час було створено електричний пристрій компактних розмірів, яке дозволило імітувати звук, створюваний при перевантаженні гітарного комбопідсилювача, яке і було назване «педаль ефектів» завдяки своєму зовнішньому вигляду і підлогового виконанню.

Основою перетворення звучання є підріз звукової хвилі ,при якому верхівка хвилі «підрізає» або згладжується, що створює більш щільне звучання гітари. Створювані на практиці педалі також насичували звук гітари великою кількістю обертонів (внаслідок зворотного зв'язку), а також парних (у разі ламп) і непарних (у разі транзисторів) гармонік.

Більшість педалей на даний момент є транзисторними або побудованими на інтегральних мікросхемах, але не менш популярними є лампові педалі ефектів, які часто за розмірами більше транзисторних і, як правило, вимагають зовнішнього джерела живлення, але при цьому вони видають більш «теплий» і якісний звук, будучи гарною підмогою гітаристу за відсутності лампового комбопідсилювача. З початком століття електроніки, з'явилися також цифрові гітарні процесори ефектів, розмір і функціональність яких варіюється від звичайної транзисторної «примочки» до величезного педалборд.

Найбільш популярними є педалі, що імітують ефект перевантаження: дісторшн i овердрайв. Крім ефектів перевантаження, існує велика різноманітність других ефектів: хорус, флэнжер, Wah-wah, еквалайзер, фэйзер, октавер.

Хорус - звуковий ефект або відповідний пристрій. Імітує хорове звучання музичних інструментів. Ефект реалізується шляхом додавання до вихідного сигналу його власної копії або копій, зсунутих за часом на величини порядку 20-30 мс., причому час зсуву безперервно змінюється.

Спочатку вхідній сигнал розділяється на два незалежних сигналом, один з яких залишається без змін, в тій годину як інший надходить на лінію затримки. У Лінії затримки здійснюється затримка сигналу на 20-30 мс, причому годину затримки змінюється відповідно до сигналом генератора низьких частот. На виході Затриманий сигнал змішується з вихіднім. Генератор низьких частот здійснює модуляцію годині затримки сигналу. Він виробляє коливання певної форми, що лежать в межах від 3 Гц и нижчих. Змінюючи частоту, форму и амплітуду Коливань низькочастотного генератора, можна отримувати різній вихідний сигнал.

Практично завжди можна помітити різницю між окремими голосами в хорі. Крім тембру вони відрізняються вкрай незначними розбіжностями в темпі і висоті звучання нот. Спочатку хорус розроблявся як ефект, що імітує виконання «хором» одного й того ж звуку або мелодії. Наприклад, звучання кількох гітар при грі одного музиканта. Це дозволило б у реальному часі отримувати більш щільне і потужне звучання, не стикаючись з необхідністю залучати додаткових виконавців або використовувати фонограму. Але вирішення цієї задачі шляхом повторення вхідного сигналу з мінливих часом затримки навряд чи можна вважати успішною, бо навіть не дуже досвідчені музиканти і не дуже досвідчені слухачі в більшості випадків без праці відрізнять звук музичного інструменту, «пропущений» через хорус, від синхронного звучання декількох інструментів. Причина цього криється в періодичному зміні тривалості затримки, яке призводить до спотворення сигналу: частота вихідного сигналу може збільшуватися або зменшуватися залежно від фази коливання генератора низьких частот, що призводить до дисонансу. У деяких випадках може виразно прослуховуватися сама періодичність зміни затримки. Описані ситуації виявляються тим сильніше, чим вище частота генератора низьких частот.

Незважаючи на те, що поставлена мета не була досягнута, хорус став досить популярним ефектом завдяки специфічному результату обробки їм звуку. Він робить звук більш соковитим і об'ємним, і може доповнювати інші звукові ефекти.

Хорус має такі змінні параметри:

Глибина (depth) - характеризує діапазон зміни часу затримки.

Швидкість (speed, rate) - швидкість зміни «плавання» звуку, регулюється частотою низькочастотного генератора.

Форма хвилі генератора низької частоти (LFO waveform) - буває синусоїдальної, трикутної і логарифмічною.

Баланс (balance, mix, dry/wet) - співвідношення необробленого і обробленого сигналів.

1.1 Принцип роботи схеми

Принцип роботи схеми зображено на рисунку 1.1.

Рис. 1.1 Принцип роботи схеми

Вхідний сигнал приходить через ланцюг - VT1 та DA1a і далі ділиться на дві гілки:

a) Лінія затримки та резистивний суматор DA1a R21 Da1b Out. По гілці с резистивним суматором, чистий сигнал завжди приходить на вихід схеми.

б) Сигнал проходить через лінію затримки, виконану на мікросхемі MN3007, C5 VT2, DA3 (3-й вивід), DA3 (7,8-вивід). VT3, R23, DA1b, Out. Мікросхемі MN3007 управляється драйвером на мікросхемі MN3101. Драйвер у свою чергу залежить від генератора виконаного на мікросхемі DA2. У результаті чистий сигнал змішується із затриманим і модульованим сигналом на вході 6 мікросхеми DA2. Резистори R21 і R22 задають співвідношення чистого і обробленого сигналу. Ланцюг R27, VB і R28 створює середню точку для живлення окремих вузлів схеми.

Основним функціональним елементом схеми являється мікросхема MN3007. Ця мікросхема виконує функцію лінії затримка сигналу. MN3007 має 1024-бітну тривалість затримки з низьким рівнем шуму BBD що забезпечує затримку сигналу до 51.2 мс. MN3007 особливо підходить для використання в якості ефекту реверберації електронного музичного інструменту, таких як стерео обладнання через його великі затримках.

Технічні характеристики:

* Напруга живлення 9 В;

* Перемінна затримка аудіо сигналу: 5.12-51.2 мс;

* Можливість скасування часового компоненту;

* Відсутність втрати: Li = OdB;

* Широкий динамічний діапазон: S / N - 80 дБ;

* Широкий частотний діапазон: 12 кГц;

* Низький рівень спотворень: THD = 0.5% тип. (Vj = 0.78Vr мс);

* часовий діапазон частот: 10~ 100 кГц;

* 8-ми вивідний DIP корпус.



Рисунок 1.2 - Розташування виводів і типові розміри мікросхеми MN3007 генератора прямокутних і трикутних коливань виконаній на мікросхемі TL062

Інтегратор інтегрує постійна напруга, наявне на виході тригера Шмітта. Коли вихідна напруга інтегратора досягає порогу спрацьовування тригера Шмітта, напруга на його виході U1 стрибком змінює свій знак. Внаслідок цього напруга на виході інтегратора починає змінюватися в протилежну сторону, поки не досягне іншого порога спрацьовування тригера Шмітта. Змінюючи постійну інтегрування RC, можна перебудовувати частоту формованого напруги в широкому діапазоні. Амплітуда трикутного напруги U2 залежить тільки від установки рівня спрацьовування тригера Шмітта Uп, який для даної схеми включення тригера становить UМR1/R2.

Генератор виконаний на мікросхемі TL062. Принцип роботі зображений на рисунку 1.3.



1.3 Схема генератора прямокутних і трикутних коливань

Як видно з діаграми на рисунку 1.3, у схемі формується напруга не тільки прямокутної форми, а й форми, близької до трикутної (на конденсаторі). RC-ланцюг мультивібратора виконує наближене інтегрування вихідних прямокутних коливань. Замінивши цей ланцюг інтегратором на ОУ, отримаємо генератор, на одному з виходів якого формуються прямокутні, а на іншому - трикутні коливання (рис. 1.3). Тут на підсилювачі ОУ1 виконаний не інвертуючий тригер Шмітта, а на ОУ2 - інтегратор.

2. Технічні вимоги щодо пристрою

2.1 Експлуатаційні вимоги

Виріб повинен зберігати свої параметри в межах норм, установлених технічними завданнями, стандартами або технічними умовами на протязі термінів служби і термінів зберігання, зазначених у технічному завданнях, стандартах або технічних умовах, після і (або) в процесі впливу кліматичних факторів.

Розроблений прилад повинен експлуатуватися в приміщеннях I група апаратури за ГОСТ 11478-88, категорія виконання - УХЛ 4.2 за ГОСТ 15150 69, для експлуатації в лабораторних, капітальних житлових та інших приміщеннях подібного типу. Значення температури повітря при експлуатації С

а) робочі;

1) верхнє значення + 35;

2) нижнє значення +10;

б) граничні робочі;

1) верхнє + 40;

2) нижню +1;

Відносна вологість:

- Середньорічне значення 60% при 20°С;

- - Верхнє значення 80% при 25°С.

- Абсолютна вологість, середньорічне значення: 10 г*м - 3.

Види випробувань і характеристика впливає чинника:

а) Випробування на міцність при впливі синусоїдальних вібрацій:

1 діапазон частот 10-150 Гц;

2 амплітуда віброприскорень 19,6 (2) м/с;

3 число циклів хитання частоти в кожному положенні апаратури 20;

б) Випробування на міцність при транспортуванні:

1. прискорення 147 (15) м/с;

2. тривалість ударного імпульсу 11 мс;

3. частота ударів 60-120 удар./Хв;

4. число ударів 1000;

в) Випробування на міцність при дії механічних ударів багаторазового дії:

1. прискорення 98 (10) м/с;

2. тривалість ударного імпульсу 16 мс;

3. частота ударів 60-120 удар./Хв;

4. число ударів 1000;

г) Випробування на стійкість при впливі механічних ударів багаторазового дії:

1. прискорення 98 (10) м/с;

2. тривалість ударного імпульсу 16 мс;

3. частота ударів 60-120 удар./Хв;

4. число ударів в кожному експлуатаційному положенні не менше 20;

д) Випробування на вплив підвищеної температури середовища:

1. робоча підвищена температура 40С;

2. тривалість 2ч;

3. гранична підвищена температура 55С;

4. тривалість 2ч;

е) Випробування на вплив зниженої температури середовища:

1. гранична знижена температура - 40С;

2. тривалість 2ч;

є) Випробування на вплив зміни температури середовища:

1. робоча підвищена температура 40С;

2. робоча знижена температура - 10С;

3. число циклів 2;

ж) Випробування на вплив зниженого атмосферного тиску:

1. атмосферний тиск 70 кПа або 525 мм. рт. ст.;

2. температура 2510С;

3. тривалість 0,5 год.;

з) Випробування на вплив підвищеної вологості:

1. відносна вологість 93%;

2. температура 25С;

3. тривалість 96 год.

У процесі експлуатації основні параметри пристрою повинні зберігатися в межах допустимих значень.

2.2 Вимоги технологічності

Технологічність конструкції виробу є пристосованість до обмеженого витрачання трудових, матеріальних та енергетичних ресурсів при підготовці виробництва та промисловому випуску виробів в заданій кількості по вищій категорії якості (виробнича технологічність), а також при технічному обслуговуванні та ремонті (експлуатаційна технологічність).

Для оптимізації витрат при виробництві, експлуатації, ремонті з урахуванням заданих показників якості необхідно, щоб пристрій був високотехнологічним.

Можна виділити ряд рекомендацій щодо збільшення технологічності:

бажано не використовувати або обмежити використання оригінальних ЕРЕ;

обмежити, а краще виключити застосування великогабаритних ЕРЕ, які неминуче призведуть до наявності об'ємного монтажу і ручний пайку і ручний встановленні на плату;

вибір розмірів і форми компонентів, деталей і вузлів конструкції з урахуванням економічно доцільних для заданих умов виробництва способів формоутворення;

використовувати типові або добре відпрацьовані на даному підприємстві технологічні процеси;

використовувати двосторонній монтаж плати для підвищення автоматизації;

використовувати автоматизовану встановлення та пайку ЕРЕ;

зменшення використання дефіцитних або токсичних матеріалів, дорогих металів;

зменшити номенклатуру використовуваних матеріалів і напівфабрикатів;

використання обґрунтованих сортаментів і марок матеріалів, які дозволяють знизити матеріалоємність вироби;

максимальна надійність всіх елементів при збереженні прийнятної вартості.

збільшення виробу і його складових частин за допомогою стандартизації та уніфікації.

2.3 Вимоги ергономіки та естетики

Питаннями реалізації вимог ергономіки художніми засобами займається технічна естетика - наука, що вивчає соціально-культурні, технічні та естетичні проблеми, формування гармонійної предметної середовища, створюваної засобами виробництва.

У результаті відпрацювання вироби на ергономічність повинна бути забезпечена ефективність взаємодії людини з виробом, знижена стомлюваність оператора, вжито заходів до попередження його помилкових дій, в тому числі і в аварійних ситуаціях.

При виготовленні побутової РЕА спеціально обумовлюються наявність споживчих зручностей, стосовно кожного конкретного виробу. На пристрої повинні бути нанесені чіткі і не стираються позначення і написи, що пояснюють призначення органів управління і пристроїв перемикання.

Естетичні вимоги включають наступну номенклатуру показників:

а) інформаційна виразність характеризує здатність виробу відображати у формі сформовані у суспільстві естетичні уявлення;

б) раціональність форми характеризує відповідність форми об'єктним умовам виготовлення та експлуатації виробу; проявляється у відповідності форми виробу його призначенню, особливостям технології;

в) цілісність композиції характеризує гармонійну єдність частин і цілого, взаємозв'язок елементів форми виробу і його узгодженість з ансамблем інших виробів;

г) досконалість виробничого виконання характеризується чистотою виконання контурів і сполучення елементів, ретельністю покриттів і обробки, чіткістю виконання фірмових знаків та експлуатаційної документації, стійкістю до пошкоджень.

2.4 Вимоги ремонтопридатності

Для забезпечення ремонтопридатності необхідно забезпечити наступне:

легкість розтину корпусу пристрою при необхідності ремонту;

неможливість його випадкового відкриття під час транспортування або роботи;

використання не випадних гвинтів, стандартного кріплення;

використання, по можливості, стандартних деталей;

легко доступність до елементів, які мають низьку надійність;

легкість і швидкість заміни поламаних елементів;

використання склотекстоліти для виготовлення друкованих плат, що дозволяє більшу кількість перепайок;

необхідність невеликого числа контрольних приладів для ремонту, бажано - не більше 2, 3;

наявність ремонтної документації (схеми електричної принципової з розбивкою на плати за функціональною ознакою, карт робочих режимів і т.д.).

Бажано, щоб всі електроелементи були приблизно рівні по надійності, оскільки це дозволить скоротити кількість профілактичних оглядів або ремонтів до мінімуму.

2.5 Вимоги техніки безпеки

Безпека РЕА - властивість апаратури забезпечити відсутність небезпеки при виконанні заданих функцій у певних умовах протягом встановленого часу.

Вимоги техніки безпеки:

Прилади повинні бути сконструйовані і виготовлені таким чином, щоб при нормальній експлуатації, а також в умовах несправностей для споживача не створювалася небезпека навіть у разі недбалого поводження з приладом. При цьому має бути забезпечений захист від ураження електричним струмом, впливу високих температур, впливу іонізуючого випромінювання, наслідків механічної нестійкості приладу через наявність у ньому рухомих частин, а також захист від вогню.

На приладі повинна бути нанесена наступна інформація:

- Вид живлення, номінальна напруга живлення, позначення контактних пристроїв, застережливі написи;

- Попередження небезпеки ураження електричним струмом включає ряд заходів і в тому числі: доступні частини приладу не повинні знаходитися під небезпечною напругою. При цьому доступність частини приладу визначають як її доступність через зовнішню поверхню приладу при використанні «випробувального пальця».

Напруга кваліфікують як небезпечне, якщо між досліджуваної частиною приладу і будь-який інший його частиною, або між досліджуваної частиною і будь-яким полюсом джерела живлення через резистор з опором 50 кОм (еквівалент опору тіла людини) протікає змінний струм більше 0,7 мА (пікове значення) або постійний струм більше 2 мА;

- Ізоляція деталей, що знаходяться під небезпечною напругою, не повинна бути виготовлена з гігроскопічних матеріалів;

- Конструкція приладу повинна виключати небезпеку ураження електричним струмом з боку доступних деталей або тих деталей, які стають доступними при знятті кришки;

- Конструкція приладу повинна виключати ураження електричним струмом в процесі регулювання;

- Захист від ураження електричним струмом повинна забезпечуватися і в умовах несправності - при цьому допустиме значення сили струму збільшують в чотири рази.

3. Забезпечення технічних вимог

3.1 Забезпечення експлуатаційних вимог

Корпус приладу виконаний у формі паралелепіпеда. Розміри виробів сумірні з їх функціональним призначенням. Колір приладу білий. Корпус виготовлений з полістиролу, закривається кришкою.

Конструкція забезпечує зручність користування. Згідно з умовами ТЗ розроблений прилад є побутовою апаратурою і належать до 1 групи експлуатації, тобто апаратура працює в приміщеннях.

У конструкції даного пристрою застосовується стандартна ЕРЕ, з низькою інтенсивністю відмов, яка забезпечує надійну працездатність пристрою протягом гарантованого терміну служби при впливі на нього несприятливих кліматичних факторів.

Плати виконані з склотекстоліти СФ- 2 - 35 -1.0, застосування якого в заданих умовах прийнятно. Щоб уникнути коротких замикань друкованих провідників на платі використовується запас відстані в максимально навантажених місцях плати.

Матеріал корпусу - алюмінієвий сплав 380, який запобігає вихід з ладу приладу при падінні з невеликої висоти. Кришка з'єднується з корпусом за допомогою різьбового з'єднання. Форма друкованої плати прямокутна, кріплення здійснюється різьбовим з'єднанням. ЕРЕ кріпляться на платі за допомогою пайки.

3.2 Забезпечення технологічності

Так як розроблювальний виріб відноситься до побутової апаратурі, для корпусу приладу обрана лита конструкція з алюмінію, який володіє хорошими естетичними властивостями.

Використання литий конструкції при велико серійному типі виробництва дуже вигідно, тому що для даного типу виробництва вона є високотехнологічною. Даний тип формоутворення має мінімум відходів, що веде в свою чергу до зменшення витрат на їх утилізацію. Крім цього даний метод формоутворення при велико серійному виробництві є оптимальним і не потребує великих витрат, а також досить добре відпрацьований на виробництві.

Конструкції вузлів спроектовані таким чином, що при знятті кришки є повний доступ до всіх елементів конструкції, це полегшує заміну елементів при виході їх з ладу. Це в свою чергу забезпечує високий рівень ремонтопридатності пристрою.

До оригінальних елементів конструкції відносяться плата, корпус, кришка. Плата виготовляється за допомогою комбінованого методу, за типовим технологічним процесом.

Для з'єднання деталей і складальних одиниць використовуються різьбові з'єднання. Різьбові з'єднання характеризуються високою надійністю і підвищеною трудомісткістю, але їх використання виправдане можливістю розбирання вироби, тобто підвищує його ремонтопридатність.

У приладі застосована стандартна елементна база. Це в свою чергу дає можливість застосовувати типові технологічні процеси з встановлення та пайку ЕРЕ.

Формування висновків і установка елементів є стандартною по ГОСТ 29-137-91. Кількість типорозмірів елементів зведене до мінімуму.

Завдяки тому, що елементи встановлюються на одній стороні плати, і як було сказано раніше, застосована стандартна елементна база, для установки і пайки ЕРЕ використовуються автоматизовані системи. Таким чином, можна використовувати групову пайку і установку елементів здійснювати шляхом використання спеціалізованих автоматів. Це в свою чергу зменшить витрати часу, фінансові та трудові ресурси на виробництво даного виробу при велико серійному типі виробництва.

3.3 Забезпечення естетики та ергономіки

Корпус має просту форму - форму прямокутника, всі елементи конструкції гармонійно взаємопов'язані між собою, що забезпечує цілісність композиції. На пристрої нанесені чіткі і не стираються умовні позначення роз'єму і напис харчування, що пояснюють призначення і орієнтацію при підключені. колір приладу сірий.

3.4 Забезпечення вимог ремонтопридатності

Для доступу до всіх елементів конструкції досить зняти кришку з корпусу приладу. Всі елементи, встановлені на платі, легкодоступні, є необхідна стандартна маркування. Всі ЕРЕ в даній конструкції стандартні, широко поширені, що спрощує пошук компонентів.

Як матеріал для виготовлення друкованих плат використовується фольгований двосторонній склотекстоліт, що дозволяє здійснювати більшу кількість перепайок.

При виході з ладу одного з електрорадіоелементів, потрібно локалізувати і замінити що вийшов з ладу елемент. Після локалізації прийшов в непридатність елемента його заміна здійснюється вручну шляхом випоювання і установки нового.

Всі елементи кріплення, застосовані у виробі, широко поширені, що виключає необхідність в нестандартному обслуговуючому інструменті.

Всі елементи змонтовані на одній платі, що спрощує доступ до них.

3.5 Забезпечення техніки безпеки

Розроблений прилад сконструйований таким чином, що при нормальній експлуатації, а також в умовах несправностей, для споживача не створюється небезпека навіть у разі недбалого поводження з приладом. Електронавантаження і тепло навантаженому елементи не виходять за межі корпусу.

Маркування однозначно розуміється і легко помітна, незмивна і розбірлива на приладі.

Матеріали, застосовувані в конструкції є нетоксичними і безпечними для навколишнього середовища.

4. Обґрунтування вибору конструкції

Пошук варіантів конструкції виробу роблять, вирушаючи від аналога (аналогів) та рухаючись в напрямку їх доопрацювання і поліпшення з тим, щоб забезпечити виконання поставленого завдання. Крім аналогів, застосовуваних у вказаному вище сенсі, широко використовують приватні аналоги - апробовані конструкції різних структурних рівнів, які не є закінченими виробами. Слід чітко уявляти собі, що використання аналога не тільки полегшує працю конструктора, а й забезпечує також наступність і підвищує обсяг використання з усіма витікаючими звідси перевагами.

Опрацювання варіанту конструкторського рішення виробу включає вибір типу конструкції виробу, вибір типу несучої конструкції (НК), вибір і обґрунтування засобів забезпечення надійності та малогабаритності, вибір і обґрунтування засобів захисту від зовнішніх і внутрішніх дестабілізуючих факторів, електромагнітної сумісності. При цьому повинні бути розглянуті і забезпечені вимоги ТЗ за технологічними показниками, ергономіки та технічної естетики та техніки безпеки. Глибина опрацювання повинна бути достатньою для зіставлення аналізованих варіантів.

У процесі розробки пристрою педалі ефекту Хорус було досліджено корпус фірми Gainta BS13 Размер:114х64х30мм який показані на рис. 4.1.

При виборі конструкції необхідно прагнення до компактності, зручності експлуатації і презентабельному увазі приладу. Варіант виконання корпусу вироби представлений на малюнку 4.1 BS13 - герметичний корпус натурального алюмінієвого кольору, виготовляється з алюмінієвого сплаву ADC-12. Забезпечується захист від проникнення пилу і вологи за стандартом IP66. Габаритні розміри складають: по довжині 114 мм, по ширині 64 мм і по висоті 30 мм.



Рис. 4.1 Корпус Gainta BS13

Базова несуча конструкція Gainta BS13 скомпонований таким чином, що забезпечується відмінна ремонтопридатність приладу завдяки легко с'ємній кришці, а також формі корпусу, що відповідає всім вимогам ергономіки та естетики.

5. Конструкторські розрахунки

5.1 Розрахунок надійності виробу

Розрахунок надійності проводиться для аналізу працездатності педалі ефекту на протязі її життєвого циклу. Також виконується прогнозування і кількісна оцінка параметрів надійності виробу з урахуванням дестабілізуючих факторів експлуатації

До недоліків, які будуть зменшувати надійність можна віднести те, що в схемі багато елементів та місць для паяння, що збільшує ймовірність виходу з ладу приладу.

В табл. 2.1 наведені дані та результати розрахунків параметрів надійності наближеним методом для елементів, а в табл. 2.2 дані та результати розрахунків, які враховують особливості конструкції та монтажу. Розрахунок проводити згідно методичним вказівкам.

Таблиця 2.1 - Дані та результати розрахунків параметрів надійності наближеним методом для елементів

№ групи	Найменування елементів	Позиційне позначення елемента за схемою	Кількість елементів, шт	Середнє значення відмов у групі, 1/год	Лоі * ni, 1/год.
1	Резистори	R	42	0,5	21
2	Резистори змінні	R	3	0,7	0,21
3	Конденсатори	С	17	1,0	17,0
4	Конденсатори електролітичні	С	7	1,2	8,4
5	Діоди	VD	3	0,5	1,5
6	Мікросхеми	DA	4	1,5	6
7	Транзистори	VT	5	1,5	7,5
8	Світлодіод	НL	1	0,1	1
9	Перемикачі	SА3	2	0,09	0,18
10	Роз`єм	XS	3	0,14	4,2
Всього	66,99
Узагальнений коефіцієнт, К	2,5
Сумарна інтенсивність відмов, 1/год.	167,47

Таблиця 1.2 - Дані та результати розрахунків, які враховують особливості конструкції та монтажу

№ групи	Найменування елементів	Кількість елементів, шт.	Середнє значення відмов у групі, 1/год.	Лоі * ni, 1/год.
1	Корпус	1	1	1
2	ДП	1	0,1	0,1
3	Провод	13	0,04	0,88
4	Пайка	247	0,04	5,52
Всього 7,5
Сумарна інтенсивність відмов, 1/год. 12,6
Загальна інтенсивність відмов, 1/год. 180,07

В таблиці 1.3 показані дані та результати розрахунків параметрів надійності уточненим методом

Таблиця 1.3 - Дані та результати розрахунків параметрів надійності уточненим методом

№ групи	Найменування елементів	Позиційне позначення елемента за схемою	Коефіцієнт навантаження Кн	Коефіцієнт, а	Середнє значення відмов у групі, 1/год	Кількість елементів, шт.	Лоі * ni, 1/год.
1	Резистори	R	0.5	0.42	0,5	42	8,84
2	Резистори змінні	R	0.7	0.27	0,7	3	0,567
3	Конденсатори	С	0.7	0.85	1,0	17	14,45
4	Конденсатори електролітичні	С	0.7	0.8	1,2	7	6,83
5	Діоди	VD	0.7	0.85	0,5	3	1,27
6	Мікросхеми	DA	0.8	0.63	1,5	4	3,78
7	Транзистори	VT	0.8	0.3	1,5	5	2,25
8	Світлодіод	НL	0.3	0.52	0,1	1	0.052
9	Перемикачі	SА3	0.5	0.63	0,09	2	1,13
10	Роз`єм	XS	0.3	0.3	0,14	3	0,126
Всього 39,29.
Комплексний поправний коефіцієнт 2.
Сума інтенсивності відмов 314,36.
Загальна інтенсивність відмов 326,96.
Наробіток на відмову, T0 0.003.

В табл. 1.4 наведені дані для побудови графіку залежності P(t), а на рис. 1.1 графік залежності P(t)

Таблиця 1.4 - Дані для побудови графіку залежності P(t)

T, год.	0	0.5 T0	1 T0	1.5 T0	2T0	2.5T0	3 T0	3.5 T0	4 T0
P(t)	0	0.0015	0.003	0.0045	0.006	0.0075	0.009	0.0105	0.0012

Рисунок 5.1 - графік залежності P(t)

Гарантійний термін роботи: Тг = 1,7*10-6 (год.)

В табл. 1.5 наведені дані для розрахунку тривалості відновлення

Таблиця 1.5 - Дані для розрахунку тривалості відновлення

№ групи	Найменування елементів	Середнє значення відновлення Тві год.	Кількість елементів, шт.
1	Резистори	15	45
2	п/п обладнання	1,8	8
3	Конденсатори	8,4	24
4	Індикаторні прилади	0,10	1
5	Перемикачі	1,6	2
Загальне значення відновлення Тві год.	36,28

Середнє значення тривалості відновлення виробу: Тв = 2903,04 (год.)

Коефіцієнт готовності: Кг = 3,0*10-4.

5.2 Розрахунок коефіцієнта заповнення плати

Коефіцієнт заповнення плати визначається за формулою:

.

- Ефективна площа плати, мм;

- Загальна площа плати, мм.

Загальна площа плати визначається геометричними розмірами плати.

Sобщ = 110 * 60 = 660.

Ефективна площа плати визначається за формулою:

.

Площа i-го елемента, мм;

- Кількість елементів одного типорозміру;

- n - кількість груп типорозмірів елементів;

- Площа технологічних полів плати (площа необхідна для закріплення плати), мм.

Елементи одного типорозміру - елементи з однаковими габаритними і установчими розмірами, і встановлені по одному варіанту.

Площа технічних полів включає в себе площі ділянок плати, що використовуються для її закріплення.

,

де: a, b - відстань від країв плати до центру кріпильного отвору, мм; d - максимальний діаметр кріпильного елемента, мм.

КЗП = 1230/660 = 0,186.

Перевіряємо необхідна умова. Якщо, то плата скомпонована вдало. При необхідно змінити компоновку для більш ефективного використання площі. Для плат з великою кількістю мікросхем. Коефіцієнт заповнення дорівнює 0,186. Дане значення коефіцієнт заповнення отримано через наявність мікросхем, які вимагають багато місця для трасування друкованих провідників.

Дане значення коефіцієнта заповнення є недостатнім, тому дане виріб може бути оптимізовано шляхом виконання більш компактного малюнка друкованої плати.

Висновок

У ході виконання курсового проекту були виконані наступні роботи для розробки педалі ефекту Хорус:

- Визначені призначення і принцип дії пристрою;

- Перераховані технічні вимоги до пристрою:

а) експлуатаційні вимоги;

б) вимоги технологічності;

в) вимоги надійності;

г) вимоги ергономіки;

д) вимоги техніки безпеки;

- Перераховані технічні рішення;

- Наведено обгрунтування вибору конструкції пристрою;

- Дано опис конструкції;

- Вироблені конструкторські розрахунки:

а) розрахунок коефіцієнта заповнення плати;

б) розрахунок надійності.

При розробці пристрою були знайдені достоїнства і недоліки, проаналізувавши які, можна зробити висновок, що даний пристрій відповідає вимогам, пред'явленим до нього, буде користуватися попитом і може бути запущене у виробництво.

Очевидною особливістю розробленого пристрій є та обставина, що пристрій дозволяє досягти бажаного звукового перетворення при використанні недорогих та легкодоступних радіоелементів та комплектуючих. Дана педаль ефекту Хорус може конкурувати з такими видатними виробниками звукової електроніки як BOSS та Jeck Hammer.

електронний звуковий музичний хорус

Перелік посилань

1. Дасоян М.А. та ін. Стартерні АБ: Пристрій, експлуатація, ремонт. - М.: Транспорт, 1993, 242с.

2. Методичні вказівки до циклу лабораторних робіт з курсу КРЕС «Системний аналіз» для студентів усіх форм навчання спеціальностей 7.091.002 і 7.091.701 / Укладачі: Перегрін Г.Р., Поспеева Е.И, Башмакова Л.І - Запоріжжя: ЗДТУ, 2010 - 36с.

3. Методичні вказівки з розрахунку надійності РЕА в дипломних і курсових проектах радіотехнічних спеціальностей. - Запоріжжя: ЗДТУ, 1991. - 40с.

4. Гель П.П., Іванов- Есеповіч Н.К. Конструювання та микроминиатюризация радіоелектронної апаратури: Підручник для ВНЗ-ів. - Л.: Енергоіздат. Ленінградське відділення. 2010. - 536с.

5. Дульнєв Г.Н. Тепло та масообмін в радіоелектронній апаратурі: Підручник для вузів за спец. «Конструюють радіоапаратуру». - М.: Висш.шк., 1984. - 247с.

Размещено на Allbest.ru