6.7.3. Специфика конструкций унифицированных блоков.

Отличительной чертой конструкции современных РЭС является применение в них БИС, СБИС, микросборок, причем часто используются бескорпусные МСБ. Для большинства РЭС характерна наибольшая плотность упаковки элементов.

Повышение плотности упаковки приводит к увеличению удельной мощности рассеяния, что ухудшает тепловые режимы и может приводить к параметрическим и внезапным отказам. Т.к. конвективный теплообмен при такой плотности упаковки не функционирует, то для увеличения теплоотдачи внутри блока вводятся теплоотводящие шины (металлические подложки, фольга на ПП, металлические рамки и т.п.).

Другой отличительной чертой современных РЭС является необходимость защиты бескорпусных МСБ от внешней среды. Такая защита осуществляется вакуумно-плотной герметизацией и заполнением внутренней полости блока инертным газом.

Большое значение имеет обеспечение электромагнитной совместимости аналоговой аппаратуры, поскольку локальное экранирование здесь применено быть не может. Электромагнитные связи существуют только на поверхности, но могут образоваться и в объеме, если крышка ячейки близко расположена от поверхности МСБ.

Применение в конструкциях РЭС бескорпусных МСБ значительно увеличивает плотность компоновки элементов, что дает возможность в 5…6 раз уменьшить объемы блоков при одинаковой функциональной сложности по сравнению с блоками на корпусированных МКС. Уменьшение объемов блоков достигается также применением прогрессивных методов монтажа (гибкие шлейфы и кабели), малогабаритных соединителей, книжной компоновкой конструкции.

Необходимость герметизации блоков и наличие внутри них избыточного давления накладывает на них определенный отпечаток. Стенки корпуса должны быть достаточно толстыми (до 3 мм). Чем больше объем корпуса, тем больше должно быть избыточное давление при одном и том же сроке службы и тем более толстый корпус должен быть у блока. Это – недостаток такого рода конструкции, обусловленный требованиями их герметичности.

Корпуса блоков очень часто могут иметь стандартные конструкции; для аппаратуры специального назначения чаще всего они выбираются из условий минимальных масс, объемов, требуемых форм и обеспечения заданных тепловых режимов и вибропрочности при минимальных объемах.

Типовые конструкции стоек были описаны в параграфе 6.1.4. Там же дан перечень их основных элементов. Принципы и схемы компоновки шкафов и стоек практически не отличается от принципов и схем компоновки блоков.

Несколько существеннее отличия в компоновке пультов управления.

6.8. Конструирование пультов управления.

6.8.1. Компоновка рабочего места и пульта оператора.

Основой человеческого организма является скелет и мышцы, составляющие костно-мышечную систему, образующую органы движения. Суставы (шарниры) скелета позволяют человеку совершать разнообразные движения. Очевидно, что антропометрические данные человека – оператора (Ч-О), в первую очередь, определяют возможности компоновки пультов управления.

Рабочие зоны в зависимости от положения Ч-О делят для работы: стоя и для работы сидя. В специальных случаях (самолеты, космические аппараты и т.п.) Ч-О может работать лежа, полусидя, полулежа. Во всех случаях конструирование операторских пультов сводится к правильному расположению органов управления и индикации.

При конструировании рабочего места для работы стоя все пределы досягаемости и максимальное поле зрения должны приниматься из расчета нормальной работы оператора низкого роста, так как высокий человек легко достанет любой орган управления.

Если операторское место представляет собой закрытое помещение, то его нужно проектировать под оператора высокого роста. Тогда люди невысокие будут чувствовать себя в помещении комфортабельно.

По высоте рабочую зону для работы стоя делят на подзоны:

Рис. 6.23. Рабочие зоны.

Поэтому высоту стоек (шкафов) не рекомендуется выполнять более 170 мм. Для ЭВМ рекомендуется высота стоек 160 мм.

Важным для работы стоя является предел досягаемости рук до органов управления и обзора. На рис. 6.24 показаны рекомендуемые расположения органов управления и индикации при работе стоя. Указаны пределы, в которых руки развивают достаточные усилия.

Горизонтальная плоскость	Вертикальная плоскость

Рис. 6.24. Работа стоя.

Работа стоя утомительна, поэтому более оптимальна работа сидя. При этом необходимо учитывать различные возможности человека при работе с элементами управления расположенными в различных зонах (рис.6.25) и особенности формы пульта (рис.6.26).

А- не требует поворота головы; Б- легкий поворот головы; В- движение всей руки; Г- поворот туловища; А и Б- зона основных движений.

Рис. 6.25.Работа сидя.

Ручки управления нужно располагать в зонах А и Б, а элементы индикации – в зоне А.

Положение Ч-О определяет форму пульта управления

Положение сидя

Рис. 6.26. Пульт управления.

При компоновке пультов следует придерживаться следующих основных правил:

-количество переключателей должно быть минимальным;

-количество и траектория движения рук должны быть минимальными (предплечье, кисти и, реже, вся рука);

-при работе двумя руками движения должны быть синхронными и симметричными.

Органы ручного управления следует располагать так, чтобы:

-Ч-О не приходилось перекрещивать или менять руки;

-удобно было пользоваться органами управления при считывании показаний приборов;

-функции правой и левой руки должны быть разделенными;

-наиболее часто используемые органы управления, индикации и аварийные, размещались в зонах наибольшей доступности и обзора;

Большое значение для удобства работы имеет форма кресла с регулируемой спинкой, сидением и подлокотником. Рекомендуемые размеры и форма кресел приводятся в справочниках.

Серьезное внимание уделяется конструированию терминалов. Здесь учитываются не только антропометрические данные, но и особенность работы с ЭЛТ.

Рекомендуемые углы наклона для установки ЭЛТ в терминалах

Рис. 6.27. Работа с терминалом.

Основные требования к конструкции терминала:

- изображение не должно мигать;

- воспроизводиться должно позитивное изображение (темные значки на светлом фоне);

- поверхность экрана должна быть матовой (безотражательной);

- четкое воспроизведение знаков на люминофоре;

6.8.2. Панели управления и индикаторы.

При эргономической отработке лицевых панелей главной задачей является оптимизация потока информации. Поступающая информация должна соответствовать мыслительной деятельности оператора, которую можно разделить на четыре этапа:

- восприятия поступающей информации;

- оценка информации;

- принятие решения о конкретных операциях управления;

- приведение принятого решения в исполнение.

Анализ психофизиологических возможностей Ч­­-О показывает, что необходимыми требованиями при конструировании лицевых панелей являются:

1. Расположение лицевых панелей в зоне видимости и досягаемости.

2. Оптимальное расположение элементов на них.

3. Применение элементов индикации, информации и управления, соответствующих психофизическим и биомеханическим возможностям Ч-О.

Оптимальным решением лицевой панели считается такое, когда на ней присутствуют только элементы индикации и управления и отсутствуют вспомогательные.

Для достижения оптимальной компоновки следует:

1. Группировать элементы по функциональному признаку. Приборы для однотипных параметров объединяют на панели в компактную группу, зрительно четко разграниченную с другими группами. Кнопки и регуляторы должны, по возможности, располагаться в ряд в порядке, совпадающем с естественной последовательностью выполнения рабочих операций.

2. Место размещения на лицевой панели определяется по степени важности элементов, по схемотехническим связям. Приборы, отражающие наиболее важные параметры, располагаются в пределах оптимальной зоны поля зрения и поля досигаемости.

Если разделить поле зрения по горизонтали, то в верхней части отмечается - 74,5%, а в нижней - 25,5% фиксации взгляда. Если разделить поле зрения по вертикали, то преимущество в расположении ответственных индикаторов нужно отдавать левой стороне и в целом располагать следует так

1	2
3	4

Оптимальное пространство расположения регуляторов ограничено дугами, которое описывается рукой Ч-О при ее вращении в локтевом суставе (радиус дуги около 340 мм ) и при вращении в плечевом суставе ( 600 мм ).

Учитывать последовательность и частоту пользования элементами. При размещении приборов внутри функциональных групп следует придерживаться той последовательности, в которой Ч-О обычно считывает показания. При этом размещение производится слева направо и сверху вниз. Наиболее часто используемые приборы должны размещаться в пределах оптимальной рабочей зоны. Остальные (устройства калибровки, подстройки )-вне рабочего пространства.