«ГБОУ СПО РМЭ «Марийский радиомеханический техникум»

Допущен к защите

Зам. директора по УВР

________И.Ю.Бурханова

«__»____2014г.

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВКИ ГРОМКОСТИ АВТОМАТИЧЕСКОЕ

Пояснительная записка к дипломному проекту

МРМТ.210306.003 ПЗ-ДП

Рецензент:

___________

Нормоконтролер: Руководитель

_______Н.Г. Кузнецова дипломного проекта:

_______ Н.Г. Кузнецова

Консультант

по технологической части:

_______Р.К. Фахрутдинов Разработал дипломный

проект: студент гр. Р-41

Консультант ______ А.В. Дубников

по экономической части:

_______С.М. Большунова

2014

Содержание

лист

Введение 4

1 Описание структурной схемы 6

2 Описание принципиальной схемы 8

3 Обоснование и описание конструкции 11

4 Расчетный раздел 13

4.1 Расчет надежности 13

4.2 Расчет проводящего рисунка печатной платы 16

4.3 Расчет коэффициента заполнения объема блока 20

5 Технологический раздел 22

5.1 Расчет типа производства 22

5.2 Анализ технологичности 22

6 Экономический раздел 26

6.1 Расчет себестоимости изделия 29

6.2 Планирование оптовой цены проектируемого изделия 39

7 Охрана труда и ППБ при монтажно-сборочных работах 40

Технологический процесс сборки и монтажа устройства

Заключение 43

Литература 44

Введение

Известно, что меломаны, слушая музыку, на фоне эстетической эйфории через некоторое время после включения воспроизводяще­го устройства начинают ощущать, что чего-то в музыкальном произ­ведении не хватает. Если немного увеличить громкость звука, то это ощущение проходит, так как звуки становятся субъективно сочнее, ощущения - приятнее, а восприя­тие непосредственнее. Некоторое время спустя желание прибавить громкость появляется вновь, а если громкость вновь прибавлена, то намерения периодически прибав­лять громкость перерастают в при­вычку. Однако, с одной стороны, до бесконечности прибавлять гром­кость не предоставляется возмож­ным по техническим причинам, а с другой стороны, привычка перио­дически прибавлять громкость вредна для здоровья, так как при­водит к ухудшению чувствительно­сти органов слуха.

Минимизировать последствия негативного влияния периодически возрастающих нагрузок на слухо­вой аппарат меломана, не избав­ляясь от привычки прибавлять громкость звука, поможет “Устрой­ство регулировки громкости". Возможно, лучшим вариантом применения данного устройства будет такой, когда меломан не будет знать о нем.

Устройство можно встроить в любое звуковоспроизводящее устройство (радиоприемник, магнито­фон). Сердцем устрой­ства регулировки громкости яв­ляется ЭРГ (электронный регуля­тор громкости) с двухкнопочным управлением. Нажатие на кнопку « + » ЭРГ приводит к автоматическо­му увеличению громкости, а нажа­тие на кнопку « - » к автоматичес­кому уменьшению громкости. При­чем в данном устройстве, как и во всех ЭРГ, чем дольше кнопка удерживается в на­жатом положении, тем в большей степени изменяется громкость. До­полнительно, если устройство включено, на вход “INC” ИМС ЭРГ ежеминут­но подаются импульсы (с периодом следования Т=60 секунд) с выхо­да инфранизкочастотного генера­тора. Это приводит к тому, что ус­тановленный меломаном уровень громкости через каждую минуту воспроизведения автоматически понижается на одну “ступеньку”. Такой

ненавязчивый “сервис” обе­регает слух и одновременно позво­ляет меломану, прибавляя гром­кость, вновь и вновь субъективно воспринимать звуки более сочными, и получать от этого приятные ощущения. То есть без особого вреда для слуха получать удоволь­ствие от каждого увеличения гром­кости.

Устрой­ство регулировки громкости не имеет обнаруженных в отечественной или зарубежной ли­тературе прототипов или аналогов и может быть встроено в самодель­ные конструкции или в изделия про­мышленного изготовления: УКВ и РМ стереофонические приемники, плееры, а также при дополнении схемы усилителем мощности звуковых частот и во многих ус­тройствах, предназначенных для стереофонического воспроизведе­ния с описанным выше автомати­ческим понижением громкости.

1 Описание структурной схемы

1. Структурная схема устройства регулировки громкости

Интегральный

стабилизатор

Подавитель дребезга контактов

Формирователь сигнала«+1»

Формирователь сигнала «-1»

Генератор тактовых импульсов

Блок «эконом»

Стерео УЗЧ

Рисунок 1

Инфранизкочастотный генератор

«Вход» «Выход»

Интегральный стабилизатор предназначен для стабилизации напряжения питания 9В. Поступающий на его вход аудио сигнал идет на вход стерео УЗЧ.

Стерео УЗЧ со встроенным цифровым электронным регулятором громкости предназначен для автоматического уменьшения громкости в заданном интервале времени.

Блок «эконом» запрещает изменение уровня установленной громкости при выключенном питании.

Формирователь сигнала «+1» и формирователь сигнала «-1» необходимы для изменения уровня громкости. Сигнал с формирователя сигнала «-1» проходит через генератор тактовых импульсов, который генерирует электрические импульсы заданной частоты.

Часто бывает так, что при нажатии на кнопку замыкание ее контактов происходит несколько раз из-за так называемого дребезга. В цифровых схемах это приводит к неправильной работе устройства. Для того чтобы исключить дребезг контактов при нажатии кнопок «SB1», «SB2» в схеме используется подавитель дребезга контактов.

Инфранизкочастотный генератор задает время через которое будет происходить автоматическое уменьшение громкости на одну ступень. Ежеминутно с выхода инфранизкочастотного генератора подаются импульсы на вход электронного регулятора громкости, встроенного в стерео УЗЧ.

2 Описание принципиальной схемы

Сердцем устройства является электронный регулятор громкости на ИМС DA1 DS1804. Так как эта ИМС однокристальная (моно, а не стерео), то она исполь­зуется в комплекте с аналоговым электронным регулятором громко­сти, встроенным в УЗЧ DA3 ТА8119Р, один вход (REG-вывод 11 DA3) которой позволяет регулиро­вать громкость одновременно в обоих каналах. ИМС DS1804 явля­ется энергонезависимой и имеет трехпроводной интерфейс управ­ления. Логический уровень на вхо­де U/D (вывод 2) устанавливает на­правление изменения громкости: при логическом 0 громкость мож­но уменьшать (нажатием на кноп­ку SВ1 “-1”); при логической 1 гром­кость можно увеличивать (нажатием на кнопку SВ2 “+1”). Вход INС (вывод 1 DА1) предназначен для тактирующих импульсов. По каж­дому отрицательному перепаду на входе INС сопротивление “100-сту­пенчатого переменного резистора", встроенного в DА1, изменяется на 1 ступеньку. Вход С8 (вывод 7) DА1 управляет работой электронного регулятора громкости: при логическом 0 запрещается регулировка громкости, а при логической 1 ре­гулировка громкости разрешена.

После выбора нужной громкос­ти (прохождением н-нного количе­ства тактовых импульсов) рекомен­дуется на входе С8 устанавливать логическую 1 для вхождения электронного регулятора громкости в энергосберегающий режим. При чем, если в этот момент на входе INС установлена логическая 1, то информация об выбранном уровне громкости записывается в энерго­независимую память DА1.

Нажатие на кнопку SВ1 “-1” при­водит к подаче логического 0 на вход (вывод 6) DD1.2. На другом входе (выводе 5) DD1.2 через ре­зистор RЗ заводится уровень логи­ческой 1, поэтому на выходе (вы­воде 4) DD1.2 (пока нажата SВ1) формируется импульс положитель­ной полярности, равный по дли­тельности времени удержания кнопки SВ1 в нажатом положении. Возможный дребезг, возникающий в момент нажатия и отпускания SВ1, уничтожается интегрирующей цепью С5, R8, VD1. Сигнал с выхода этой цепи (нижнего - по схеме - вывода резистора К8) посту-

пает на вход (вывод 13) DD1.4 и высоким логи­ческим уровнем разрешает работу генератора тактовых импульсов, собранного на элементах DD1.4, С7, R9. Период следования им­пульсов определяется времязадающей цепью С7, R9.

Нажатие на кнопку SВ1 “+1” приводит к подаче логического 0 на вход (вывод 5) DD1.2. На другой вход (вывод 6) DD1.2 через резис­тор R1 заводится уровень логичес­кой 1, поэтому на выходе (выводе 4) DD1.2 (пока нажата 8В2) также формируется импульс положитель­ной полярности, равный по дли­тельности времени удержания кнопки SВ2 в нажатом положении. Возможный дребезг, возникающий в VD1. Сигнал с выхо­да этой цепи (нижнего - по схеме - вывода резистора R8) поступает на вход (вывод 13) DD1.4 и высоким логическим уровнем разрешает работу генератора тактовых им­пульсов, собранного на элементах DD1.4, С7, R9.

Нажатие на кнопку 5В2 “+1” также приводит к подаче логического 0 на входы (выводы 1 и 2) DD1.1 и с выхода (вывода 3) инвертора DD1.1 логическая 1, по­данная на вход U/D (вывод 2) DА1 устанавливает режим увеличения громкости. Поэтому удержание SВ2 нажатой (в отличие от удержа­ния SВ1) приводит к увеличению (а не уменьшению) громкости. Диа­пазон изменения громкости зави­сит от количества импульсов, по­данных на вход INC (вывод 1} DА1. Одновременно с замыканием SА2 (если SА1 разомкнут и на вход разрешения генерации - вывод 1 через резистор R2 подается логическая 1) запускается инфранизкочастотный (Т= 60 с.) генера­тор на элементах DD2.1, С2, R4. Через 60 секунд на его выходе (вы­воде 3) появляется первый отрица­тельный перепад напряжения, ко­торый подается на вход (левый - по схеме - вывод С4) формирователя корот­ких импульсов. На вы­ходе формирователя корот­ких импульсов (правом выводе С4) фор­мируется короткий инвертирован­ный импульс положительной по­лярности, который поступает на вход (вывод 5) DD2.2 и проходит через элементы DD2.2, DD2.3 на тактовый вход INC (вывод 1) DА1. Логическая 1, установленная на входе (выводе 6) DD2.2 при не на­жатых SВ1 и SВ2 не препятствует этому. Установленная ранее громкость практически незаметно для меломана понижается на 1 сту­пеньку. Такие понижения громкос­ти будут автоматически происхо­дить каждые 60 секунд, предотвра­щая нега-

тивное воздействие гром­ких звуков на органы слуха меломана. Автоматические понижение громкости продолжается и после корректировки уровня громкости меломаном, позволяя ему получать порции удовольствия от временно­го повышения громкости и умень­шая вредное воздействие на органы слуха от чрезмерно длительно­го звучания на повышенной гром­кости. Остановить “сберегающее здоровье меломана" мероприятие от регулятора громкости можно, установив SА1 в правое положение. Тогда на вход разрешения генерации (вывод 1) DD2 1 через контакты SА1 будет подан логический 0 и инфранизкочастотиый генератор, собранный на элементах DD2.1 С2 R4, прекратит работу (будет заторможен). Период следования выходных импульсов инфранизкочастотного генератора определяется времязадающей це­пью С2, R4.

При выключении питания тумб­лером SА2 “Вкл" конденсатор С14 довольно быстро (по сравнению с С6) разряжается. Постоянное на­пряжение в точке соединения рези­сторов R6 и R7 (делитель напряже­ния) также быстро уменьшается (логическая 1 превращается в 0). Так как точка соединения резисто­ров R6 и R7 соединена со входами (выводами 8 и 9) инвертора DD1.3, то на выходе (выводе 10) DD1.3 формируется положительный пере­пад напряжения, который поступа­ет на вход С8 (вывод 7) DА1. Так как на входе INС (выводе 1) DА1 в это время присутствует логическая 1, то информация (об установлен­ной громкости) сохраняется в энер­гонезависимой памяти DА1 (после выключения и включения питания установится именно эта гром­кость). Цикл записи в память длит­ся около 10 мс. Если на входе INC(выводе 1) DА1 был бы логический 0, то информация не сохранилась бы. Для справки: В память DS1804 информацию можно гарантирован­но записать до 50000 раз. Такого ресурса ИМС хватит на 10 лет ра­боты, если в сутки в среднем про­изводить до 14 включений/выклю­чений питания.

Таким образом, при включении питания тумблером SА2 “Вкл” на среднем выводе (выводе 5 DА1) “100-ступенчатого переменного ре­зистора" устанавливается напря­жение, которое было установлено на момент последнего выключения питания за счет вхождения ИМС регулятора громкости в энергосберегающий режим .