1 Технічне завдання

Під радіоелектронною апаратурою (РЕА) розуміють виріб і його складові частини, в основу функціонування яких покладені засоби радіотехніки й електроніки. РЕА, що підлягає розробці, повинна відповідати світовому рівню на передбачений період її виробництва й експлуатації, найбільш повно задовольняти потреби населення, народного господарства й експорту. Вимоги, запропоновані до конструкції РЕА, визначаються її призначенням, областю застосування, умовами експлуатації, типом виробництва. Вимоги зводяться у технічне завдання (ТЗ) на розробку, що складають на підставі вимог конструкторсько-технoлогічної документації.

ТЗ входить окремою частиною у договір на проектування, який укладається між розробником та замовником. І ТЗ, і договір підписується обома сторонами (замовником і розробником).

В відповідності зі стандартом ТЗ включає наступні розділи: «Назва приладу та область використання», «Підстава для розробки і її джерела», «Мета та призначення розробки», «Технічні вимоги».

1.1 Назва приладу та область використання

Вимірювач висоти барометричний. Буде використовуватись для вимірювання висоти відносно встановленого нуля.

1.2 Підстава для розробки і її джерела

Підставою для розробки є:

1) завдання на курсове проектування, видане комісією радіотехнічних дисциплін Київського радіомеханічного коледжу 20 січня 2010 р;

2) схема електрична принципова вимірювача висоти Р549.43 КП02.063 Э3.

Джерела для розробки є:

1. чинні стандарти та нормативно—технічні документи;

2. ГОСТ 15150-69. Категории, условия експлуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среди. Введ. 01.01.70;

3. Белинский В.Т. Практическое пособие по учебному конструированию РЕА. - Київ.: Вища школа., 1992;

4. Варламов Р. Г. Справочник конструктора РЕА. Общие принципы конструирования. -М.: Советское радио, 1980;

5. Коваленко М. М. Проектування друкованої плати. Навчально- методичний посібник для студентів РТ спеціальностей. - К.: КРМТ, 1998;

6. Фрумкин Г. Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. - М.: Высшая школа, 1989;

7. Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы. — М.: Радио й связь, 1987;

8. журнал "Радио" №4 2009р.

1.3 Мета та призначення розробки

Метою розробки є:

1. закріплення теоретичних знань і практичних навичок з розробки та розрахунків РЕА, набутих при вивченні комплексу спеціальних дисциплін програми підготовки молодшого спеціаліста — радіотехніка;

2. формування уміння, навичок, використання набутих знань для вирішення конкретних задач;

3. систематизація і комплексне використання знань і умінь з спеціальних предметів;

4. методична підготовка до виконання дипломного проектування.

Призначенням розробки є захист курсового проекту.

1.4 Технічні вимоги

Вимоги до показників призначення РЕА.

1.4.1 Радіотехнічні характеристики функціонального призначення:

- струм, що споживається - 0,008 А;

- напруга живлення – 9В.

1.4.2 Класифікаційна характеристика об'єкту розміщення:

а) клас використання – наземна РЕА;

б) група використання – стаціонарна;

в) підгрупа використання – професійна.

1.4.3 Склад РЕА та вимоги до конструкції виробу:

а) виріб, який проектується складатиметься з одного блоку;

б) наземна РЕА некритична до маси та габаритів;

в) довільне встановлення на горизонтальній поверхні без закріплення;

г) живлення від батареї типу «Крона»;

д) прилад необхідно розмістити в корпусі, що має мінімальні габарити та масу, відповідно до габаритів встановлюваної плати;

е) встановлювальні розміри можуть бути довільними;

є) вимоги до рівня мініатюризації:

1) коефіцієнт щільності

, (1.1)

де - кількість елементів в еквівалентних схемах мікросхем;

- кількість елементів у виробі;

V - габаритний об'єм виробу.

Орієнтовно ;

2) коефіцієнт заповнення

, (1.2)

де - сумарний об'єм корпусів всіх ЕРЕ.

Орієнтовно вибирається ;

3) коефіцієнт збірності

, (1.3)

де - кількість складових частин, які входять в окремі блоки чи вузли, тобто в специфіковані одиниці;

- загальна кількість складових частин виробу (елементів і деталей).

Орієнтовно вибирається .

1.4.4 Вимоги стійкості РЕА до механічних та кліматичних впливів.

ГОСТом 1 5 150 — 69 встановлено дев'ять основних кліматичних виконань РЕА. РЕА, що проектується згідно з завданням на КП, має виконання 2 - для районів з помірним кліматом із середньомісячними екстремумами температури від -45° С до +45° С.

Цим же ГОСТом встановлені крім того укрупнені та додаткові категорії розміщення 2.

Згідно з визначеним видом кліматичного виконання та категорією розміщення (згідно з ГОСТом 15150 - 69) РЕА має такі загальні нормативні кліматичні впливи:

1) дія температури від мінус 10° С до 35° С;

2) дія відносної вологості 98% при 25° С.

Крім загальних необхідно визначити уточненні вимоги до кліматичних та механічних впливів.

Наземну професійну РЕА в залежності від умов експлуатації і категорії розміщення розділяють на наступні групи:

1. РЕА стаціонарна, працює в опалюваних наземних та підземних приміщеннях;

2. РЕА стаціонарна, працює на відкритому повітрі;

3. РЕА возима, встановлюється на транспортних засобах;

4. РЕА возима, встановлюється у внутрішніх помешканнях річкових судів;

5. РЕА возима, встановлюється на рухомих залізничних транспортних засобах;

6. РЕА носима портативна, призначена для тривалого переносу, але не працює під час руху;

7. РЕА портативна, призначена для тривалого переносу, працює під час руху.

Для даного приладу підходить 7 група.

За цією групою визначаються уточнені дані кліматичних та механічних впливів:

а) вібростійкість:

1) діапазон частот, Гц, не регламентується;

2) амплітуда віброприскорення, не регламентується;

б) відсутність резонансу конструкції:

1) діапазон частот, 10-30 Гц;

2) амплітуда вібропереміщення, 0,5 - 0,8;

в) ударна стійкість:

1) довжина ударного імпульсу, мс, не регламентується;

2) пікове прискорення, не регламентується;

3) кількість ударів за хвилину, не регламентується;

4) загальна кількість ударів, не регламентується;

г) міцність при транспортуванні (в упакованому вигляді):

1) довжина ударного імпульсу, 5 - 10 мс;

2) пікове прискорення, 5,10,25;

3) кількість ударів за хвилину 40 - 80;

4) кількість ударів, не менше 13000;

д) теплостійкість:

1) робоча температура, 40°С;

2) максимальна допустима температура, 55°С;

е) холодостійкість:

1) робоча температура, -5°С;

2) максимальна допустима температура, -40(-50)°С;

є) герметичність при опусканні у воду, м, не регламентується; ж) захист від впливу дощу з інтенсивністю, мм/хв., не регламентується.

1.4.5 Вимоги до надійності РЕА.

За умовами експлуатації прилад віднесено до наземної професійної радіоелектронної апаратури.

Надійність є однією з найважливіших характеристик РЕА. Залежить вона від багатьох факторів: від якості розробленої схеми, принципу вибору та методу побудови конструкції, матеріалів та елементної бази, якості захисту від зовнішніх факторів та внутрішніх навантажень, якості та правильності вибору технологічних процесів виготовлення, випробувань, умов зберігання, транспортування, експлуатації, рівня, періодичності технічного обслуговування. Однак в першу чергу характеристика надійності залежить від конструктора. Той рівень надійності, який конструктор забезпечить в проектному приладі, надалі в кращому разі можна тільки зберегти при дотриманні всіх вимог стосовно приладу від його виготовлення до утилізації.

Основними показниками надійності є:

1. середнє напрацювання на відмову РЕА Т_ср = 2500 год;

2. мінімальне значення часу відновлення працездатного стану Т_в беруть з інтервалу від 0,1 до 10 год., (Т_в=2 год.);

3. мінімальне значення коефіцієнту готовності =0,99;

4. коефіцієнт, який враховує вплив механічних факторів =1,00;

5) коефіцієнт, який враховує вплив кліматичних факторів =1,00;

6) коефіцієнт, який враховує роботу даної системи при зниженому атмосферному тиску =1,00.

Більш високі показники надійності для професійної РЕА не слід встановлювати, оскільки:

1) це подовжить термін фізичного зносу і він може перевищити термін морального зносу;

2) більш надійна апаратура вимагає більших затрат коштів та часу.

1.4.6 Вимоги до ергономіки та технічної естетики.

До недавнього часу розглядалися питання конструювання радіоелектронної апаратури з точки зору відповідності її функціональному призначенню, техніко-економічним факторам, відповідності психофізичним особливостям людини-оператора і т.д.

До теперішньої апаратури пред'являють ще й вимоги естетичного вдосконалення. Ця вимога означає, що повинна здійснюватися гармонія між людиною, апаратурою і зовнішнім середовищем, що весь цей комплекс повинен визивати у людини відчуття красивого. Естетичне вдосконалення речей, що знаходяться поруч людини, виховує у неї художній смак, підвищує загальну культуру, створює найбільш благополучні фактори для роботи і підвищує продуктивність праці.

На психофізичний стан організму людини надзвичайно сильно впливає колір, що має оточуюча апаратура, тим паче для людей, що постійно знаходяться поруч неї. Відтінки чорних, темно-сірих і брудно-зелених тонів визивають враження тяжкості, втомливо діють на людину-оператора. Перевагу краще віддавати апаратурі, що має кольори жовто-зеленого спектру, так як вони найбільш сприятливо впливають на психофізичний стан людини. При таких кольорах знижується тиск на очі, зменшується втома та загострюється слух. Корпус приладу, що розроблюється в даному курсовому проекті, обирається чорним.

Ергономічні вимоги для розробки даного приладу:

1) антропологічні: виріб повинен відповідати силовим, швидкісним та рецепторним (зір, чутливість, дотик) можливостям користувача;

2) психофізіологічні: виріб повинен відповідати можливостям споживача до сприйняття, зберігання, переробки інформації і забезпечувати адекватну його дію;

3) гігієнічні показники: експлуатація виробу має забезпечити або передбачити не вище (не нижче) граничного рівня температуру, вологість, тиск, освітлення, шум, вібрації, перенавантаження, випромінювання, напруженість поля, стан повітряної суміші.

1.4.7 Вимоги технологічності та уніфікації.

Під технологічністю виробу розуміють сукупність якостей конструкції, що визначають її пристосованість до раціональної витрати трудових і матеріальних ресурсів при підготуванні виробництва і випуску в заданому обсязі, а також при технічному обслуговуванні і ремонті в процесі експлуатації.

Відповідно розрізняють виробничу та експлуатаційну технологічність:

а) показники технологічності, які характеризують особливості виробу і його складових частин:

1) коефіцієнт складності збирання конструкції

, (1.4)

де С_лз - кількість легкороз'ємних з'єднань (засувки, байонетні з'єднання, фіксатори);

- кількість гвинтових з'єднань;

С_нр - кількість нероз'ємних з'єднань.

Орієнтовно обирається К_сз=0,5;

2) коефіцієнт використання мікросхем та мікрозбірок

, (1.5)

де - кількість мікросхем;

- кількість мікро збірок;

- кількість елементів.

Орієнтовно обирається ;

б) показники технологічності, які характеризують технологію виготовлення:

1) коефіцієнт використання друкованого монтажу

, (1.6)

де П_кп - кількість контактних площадок на платі;

П_заг - загальна кількість пайок.

Орієнтовно обирається К_д = 0,7;

в) показники уніфікації:

1) коефіцієнт застосування

К_З = 1 – (N_ТПО / N_ТП), (1.7)

де - загальна кількість типорозмірів;

- кількість оригінальних типорозмірів.

Оригінальні - це ті вироби, що згідно стандартів та інших нормативних вимог розроблені тільки для даного приладу.

Орієнтовно обирається К₃ = 0,7;

2) коефіцієнт повторюваності

, (1.8)

Орієнтовно обирається К_пв = 0,6;

3) коефіцієнт уніфікації

, (1.9)

де N_сгу - кількість уніфікованих складових частин виробу.

Орієнтовно обирається К_у = 0,6;

4) коефіцієнт стандартизації

, (1.10)

де - кількість стандартизованих складових частин.

Орієнтовно обирається К_ст = 0,5.

1.4.8 Вимоги безпеки РЕА.

Безпека РЕА - властивість апаратури забезпечувати відсутність небезпеки при виконанні заданих функцій в певних умовах в проміжку необхідного часу.

Вимоги безпеки і виробничої санітарії професійної РЕА забезпечуються системою засобів і заходів, що запобігають впливу на працюючих небезпечних і шкідливих виробничих факторів. Небезпечний виробничий фактор приводить до травми, шкідливий - до захворювання. При цьому захист людини повинен забезпечуватися як в умовах нормальної експлуатації, монтажу, техобслуговування, зберігання й транспортування виробів, так і в умовах аварійної ситуації, викликаної випадковим порушенням правил, умов і режимів експлуатації. Вимоги й норми безпеки людини визначаються системою державних стандартів по безпеці праці (ССБТ), правилами й нормами по техніці безпеки, пожежній безпеці, виробничій санітарії.

До небезпечних факторів відносять небезпечний рівень напруги в електричному ланцюзі, замикання якої може пройти через тіло людини. Напругу вважають небезпечною, якщо між випробуваною та будь-якими полюсами джерела живлення через резистор опором 50 кОм проходить змінний струм понад 0,7 мА, або постійний струм понад 2мА. У таблиці 1.1 наведені гранично дпустимі значення напруги дотику й струмів для виробничих електроустановок у нормальному й аварійному режимах.

Таблиця 1.1 – Максимально допустимі норми напруги та струмів

Вид струму	Час впливу, (с)	Гранично допустимі норми
		напруга, (В)		сила струму, (мА)
		Режим нормальний	режим аварії	режим нормаль-ний	режим аварії
Змінний 50 Гц	0,1	2	500	0,3	6
	0,5		100
	1,0		50
	>1		36
Змінний 100Гц	0,1	3	500	0,4	8
	0,5		100
	1,0		50
	>1		36
Постійний	0,1	8	500	1,0	15
	0,5		250
	1,0		200
	>1		40

При проектуванні РЕА варто враховувати такі небезпечні й шкідливі фактори, як електромагнітні випромінювання, максимально-допустимі норми яких з урахуванням впливу протягом цілого робочого дня наведені в табл. 1.2.

Таблиця 1.2- Норми електромагнітної сумісності

Діапазон частот	Гранично допустимі норми
	Напруженість електричного поля, В/м	Напруженісь магнітного поля, А/м	Щільність потоку електромагнітної енергії, Вт/м
60кГц...3МГц	50	5,0	0,1
3...30МГц	10	5,0
30...50МГц	20	0,3
50...300МГц	5	0,3

До шкідливих факторів відносять температуру й рухливість повітря, що виходить за норми, підвищені рівні шуму й вібрації, підвищений рівень іонізуючих випромінювань, недостатню освітленість робочої зони, підвищену яскравість і пульсацію світлового потоку, прямий та відбитий блиск. Прикладами кількісних показників безпеки можуть служити: ймовірність безпечної роботи протягом певного часу, час спрацьовування захисних пристроїв, опір ізоляції струму, що ведуть до частин, з якими можливе зіткнення людини, електрична міцність високовольтних ланцюгів та ін. Якісні показники безпеки: наявність пристроїв, що блокують, засоби попереджувальної сигналізації, застосування поглиначів СВЧ потужності, екранування й видалення робочого місця від джерела випромінювання, засоби індивідуального захисту.

На приладі необхідно нанести необхідну інформацію: вид живлення, номінальна напруга живлення, частота живлення, частота мережі, споживана потужність, позначення контактних пристроїв.

В даному випадку внутрішня і зовнішня компоновка приладу повинна забезпечувати захист людини в умовах нормальної експлуатації, технічного обслуговування, зберігання і транспортування від дії небезпечної напруги в нормальному режимі роботи так і аварійному. Із-за відсутності електромагнітних випромінювачів, радіоелементів з великою потужністю розсіювання тепла, відсутності руху повітря в середині приладу, низьких рівнях шуму й вібрації прилад не здійснює шкідливої дії факторів на організм людини, тому він є безпечним за всіма вимогами.

Р536.44 КП02.002 ПЗ