Устройство для обнаружения разрывов и короткого замыкания в проводных линиях

Рассчитаем диаметры монтажных отверстий. Если диаметр вывода меньше или равен 0.8 мм, то зазор между краем отверстия и диаметром вывода, должен быть равен 0.2 мм (Δ = 0.2 мм) При Δ = 0.3 мм, Δ = 0.4 мм, если ЭРЭ устанавливается на плату автоматизировано.Где, – диаметр монтажного отверстия, мм; – диаметр вывода ЭРЭ, мм; – зазор между выводами и краем отверстия, для захода припоя.Принимаем из справочника [3] при , при Если ЭРЭ устанавливается автоматизировано, то Δ = 0.4 мм.Диаметры отверстий, просверливаемых на плате сводим в таблицу 3.7Таблица 3.7Вид ЭРЭКол-воЭРЭ, штКол-воотверстий,штДиаметрвывода, ммДиаметрмонтажн.отверстий,ммВыбранныйдиаметр123456Транзистор МП405150.40.60.8Транзистор МП42130.50.70.8КонденсаторыК71-6240.50.70.8КонденсаторыК30-3510200.50.70.8Кнопка SB121.82.12.1РезисторыС2-23-0.2514280.60.80.8ДиодД2Б120.60.80.8ТрансформаторТ1140.60.80.8Диаметры контактных площадок определяем по формуле (3.12):Где, – радиальная ширина контактной площадки, мм; – предельное отклонение диаметра монтажного отверстия, мм; – значение позиционного допуска расположения осей отверстий, мм; – значение позиционного допуска расположения центров контактных площадок, мм; – ширина гарантийного пояска между краем отверстия и краем контактной площадки. Согласно ГОСТ 23751-86 для третьего класса точности изготовления печатной платы ширина гарантийного пояска контактной площадки – 0.10 мм.Рассчитываем диаметры контактных площадок по формуле (3.13) при диаметре отверстий Ø 0.8 мм будут равны:Диаметры контактных площадок при диаметре отверстий Ø 2.1 мм равны:Минимальное расстояние между центрами двух соседних отверстий для прокладки нужного количества проводников рассчитываем по формуле (3.14):Где, – диаметры монтажных отверстий, между которыми прокладывают проводники, мм: – количество проводников; – предельное отклонение ширины печатного проводника, мм; – значение позиционного допуска, мм.3.3 Разработка конструкции печатной платыДля трассировки печатной платы, использованаутилита САПР электроники ProteusDesignSuite: ProteusAresРазмер печатной платы был выбран 60×120 мм. Размещение компонентов на печатной плате выполнено с помощью встроенных в ProteusAresсредств автоустановки, трассировки и оптимизации. В приложении3 показана разработанная печатная плата устройства.Для питания устройства выберем разъем из connectors – SIL-100-02, показанный на рис.3.2Рисунок 3.2 – Выбор разъема питания платы генератора импульсовРазместим разъем питания генератора и подсоединим к нему выводы +9В и -9В.Аналогичный разъем выберем для подключения антенны. Таким образом получим принципиальную схему готовую к передаче в среду конструирования печатной платы, рис.3.3.Рисунок 3.3 – Подготовка устройства к трансляции в ProteusAresРисунок 3.4 –Вызов программы атоустановки компонентов (AutoPlacer) в ProteusAresРисунок 3.5 –Размещение компонентов на печатной платеРисунок 3.6 –Вызов программы автотрассировки печатной платы (AutoRouter) в ProteusAresРисунок 3.7 –Разведенная печатная плата устройстваРисунок 3.8 –Разведенная печатная плата устройства, вид сверху3.4 Описание конструкцииДетали и радиоэлементы дефектоискателя, за исключением переключателяS1, батареи питания, гнезда Г1 и телефонов, располагаются на гетинаксовой плате размером 120×80 мм, размещенной внутри корпуса.Батарея питания, входные гнезда и кнопка включения питания размещены внутри металлического корпуса размером 150 ×85× 45 мм. Антенна Аnt представляет собой магнитнуюкатушку,ее крепят на боковойповерхности корпуса вместе расположения гнезда J1.Трансформатор Tr1 намотан на сердечнике Ш5×6, обмотка I содержит 1500 витков провода ПЭВ 0,1, обмотка II – 600 витков того же провода.Глава 4. Экономическая часть4.1 Организация и планирование работ по теме4.1.1Организация работДля выполнения проектно-конструкторских работ предполагается формирование рабочей группы в составе: начальник отдела разработки, инженер-разработчик,инженер-конструктор, слесарь-технолог, слесарь-сборщик, начальник отдела технического контроля.Таблица 4.1. Этапы и трудоемкость проведения опытно-конструкторских работНаименование этаповИсполнители (по категориям)Трудоемкость,в чел/дняхПродолжительность работы, дни1.Анализ ТЗ, патентный поискНачальник отделаразработки772.Разработка структурной и принципиальной схемыИнженер-разработчик510153.Разработка ТЗ на конструированиеИнженер-разработчик774.Разработка конструкторской документацииИнженер-конструктор775.Изготовление комплектующихСлесарь-технолог446.СборкаСлесарь-сборщик117.ИспытаниеНачальник ОТК228.Техническая документацияНачальник отделаразработки22Итого: 454.1.2График проведения работКалендарный график исполнения работы представлен на рисунке 1. Из рисунка 1 так же видно, что общий срок разработки составит 45 дней.Рисунок 4.1 – График выполнения работ4.2 Расчет стоимости проведения работРассчитаем затраты на материалы и покупные комплектующие изделия исходя из курса 61.75 рублей за 1 доллар США и сведем их в таблицу 4.2Таблица 4.2. Затраты на материалы и комплектующиеНаименованиеЦена за ед. руб.ПрименяемостьСтоимость, руб.МП4059.835299.15МП4260160Д2Б20120Резисторы61484Конденсаторы61272Трансформаторы1001100Гетинакс1201120Материалы1501150Итого:905.15Вычислим себестоимость изделия.Таблица 4.3. Калькуляция себестоимости изделияСтатьи затратЗатраты на единицу, р.ОбоснованиеПеременные затраты1.Материальные затраты905.15По данным предприятия2.Основная заработная плата производственных рабочих400По данным предприятия3.Дополнительная заработанная плата производственных рабочих4010% от осн. З.п.4.Отчисления на социальные нужды0.25·440=11025% от З.п. сум.Постоянные затраты5.Накладные расходы520137% от осн. З.п.6.Амортизация90.05Итого полная себестоимость Сп1975.15Сумма, без амортизацииДля расчета продажной цены комплекта изделий примем норму в размере 25%, для учета компенсации удорожания производства, тогда планируемая продажная цена составит: 2468.937 рублей.Глава 5. Техника безопасности5.1. Анализ опасных и вредных факторов в условиях производстваОбеспечение безопасной жизнедеятельности человека определяется правильной оценкой опасных и вредных производственных факторов. Одинаковые изменения в организме человека могут вызвать различные причины, к которым, относятся факторы производственной среды, высокая физическая и умственная нагрузка, нервно-эмоциональное напряжение, а также различное сочетание этих причин.В этом разделе нами рассматриваются вопросы безопасной жизнедеятельности на стадии разработки изделия РЭА “ Устройство для обнаружения разрывов и короткого замыкания в проводных линиях”, выполняются анализ состояния условий труда, оценка класса этих условий, предлагаются меры по снижению влияния вредных факторов и обеспечению безопасности жизнедеятельности.По природе возникновения опасные и вредные производственные факторы подразделяются на следующие группы:–физические;–химические;–психофизиологические;–биологические.Для рабочего персонала, комфортные и безопасные условия труда являются основным фактором, влияющим на производительность труда.Условия труда, рабочего выполняющего работу по производству изделий РЭА, определяются:особенностями организации рабочего места;условиями производства (освещением, микроклиматом, шумом, э/м и э/с полями, визуальными параметрами дисплея);характеристиками информационного взаимодействия человека и персональных электронно-вычислительных машин.Опасные и вредные производственные факторы. КлассификацияК таким факторам относятся: повышенная температура поверхностей;повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;выделение в воздух рабочей зоны ряда химических веществ;повышенная или пониженная влажность воздуха;повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание;повышенный уровень статического электричества;повышенный уровень электромагнитных излучений;повышенная напряженность электрического поля;отсутствие или недостаток естественного света;недостаточная искусственная освещенность рабочей зоны;повышенная яркость света;повышенная контрастность;зрительное напряжение;монотонность трудового процесса;нервно-эмоциональные перегрузки.Гигиенические критерии оценки и классификации условий труда основаны на принципе дифференциации условий труда по степени отклонения параметров производственной среды и трудового процесса от гигиенических нормативов в соответствии с выявленным влиянием этих отклонений на функциональное состояние и здоровье работающих.5.2. Нормативные требования производственной безопасностиНормирование шума производится в соответствии с санитарными нормами, согласно которым рассматриваются предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука, значения которых предоставлены в таблице 5.1.Таблица 5.1 – Предельные спектры допустимых уровней звукового давленияУровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, ГцУровни звука и эквивалентные уровни звука(в дБА)31,563125250500100020004000800060937970685855525249Характеристика зрительной работы и освещенность искусственного освещения рабочего места определяются отображены в таблице 6.2Таблица 5.2 – Освещенность рабочего местаХарактеристика зрительной работыосвещенность,лкосвещенность на рабочей поверхности, лксредней точности450150Временные допустимые уровни ЭМП, создаваемых на рабочих местах даны в таблице 5.3Таблица 5.3 – Временные допустимые уровни ЭМПНаименование параметровВДУНапряженность электрического поляв диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц25 В/мв диапазоне частот 2 кГц - 400 кГц2,5 В/мПлотность магнитного потокав диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц250 нТлв диапазоне частот 2 кГц - 400 кГц25 нТлНапряженность электростатического поля15 кВ/м5.3. Требования к пожарной безопасностиРабочее помещение оператора по категории пожарной опасности относится к категории «В». Проводниками пожара могут быть перегородки, двери, оконные рамы, полы, канцелярские принадлежности, изоляция силовых и сигнальных кабелей, обмотка радиотехнических деталей и т.д.; В здании, где расположены производственные помещения, должны быть предусмотрены эвакуационные пути и выходы на случай пожара, дымовые вытяжные шахты, молниеотводы, системы автоматической пожарной и охранно-пожарной сигнализации.Защита от электромагнитных полей:Необходимо провести инструментальный контроль электромагнитной обстановки на рабочих местах;Провести организационно-технические мероприятия, направленные на нормализацию электромагнитной обстановки.ЗаключениеВ ходе выполнения данной дипломной работы было выполнено проектирование устройства для обнаружения разрывов и короткого замыкания в проводных линиях.Дипломная работа состоит из пяти глав:В первой главе рассмотрены различные виды повреждений кабельных линий, классификация, физические принципы и методы поврежденийв силовых линиях, определены требования к разрабатываемому устройству. Во второй главе на основании требований к устройству сформулированных в первой главевыбраны методы поиска повреждений в силовых линиях, разработаны структурная схема дефектоискателя, разработана и описана принципиальная схема устройства, произведен выбор и обоснование элементной базы.В третей главе произведен расчет надежности устройства и определен гарантийных срок службы, выполнен конструкторский расчет печатной платы, выполнена разработка конструкции печатной платы с использованием САПР Proteus.В четвертой главе разработан организационный план проведения работ, составлен график работ, рассчитана стоимость проведения работ.В пятой главе рассмотрены вопросы связанные с обеспечением безопасности жизнедеятельности на производстве. Произведен анализ опасных и вредных факторов, воздействующих на организм человека на производстве, рассмотрены нормативные требования производственной безопасности, определены требования к пожарной безопасности и уровню допустимого воздействия электромагнитных излучений. Список использованных источников1. Методы определения места повреждения в силовых кабелях/Самарский Государственный Технический Университет/ курс лекций 2015г.2. Основные методы определения мест повреждения (ОМП) ЗАО “Ангстрем-ИП”, источник www.angstremip.ru3. https://www.asutpp.ru/opredelenie-mesta-povrezhdeniya-kabelya.html4. https://elektro-montagnik.ru/?address=labs/lab13/&page=page415. https://cenerg.ru/electrolaboratorya/opredelenie-mest-povrezhdeniya-kabelya/6. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ Митрофанов С.В., Поздняков Н.В. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет», г. Оренбург, 20187. Белевцев, А.Т. Монтаж и регулировка радиоаппаратуры. [Текст]: Учеб. для сред. ПТУ/А.Т. Белевцев. – 2-е изд. испр. и доп. – М.: Высш. шк., 1973. – 302 с.: ил.8. Медведев, А. М. Надежность и контроль качества печатного монтажа. [Текст]/ А. М. Медведев. – М.: Радио и связь. 1986.– 216 с.9. Электрический контроль печатных плат и узлов. [Текст]/В.А. Городов. – Электроника: НТБ, 2004. № 7.10. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры. [Текст]: Учебник для вузов/ – М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 528 с.Приложение 1. Схема электрическая принципиальнаяПриложение 2. Перечень элементовОбозначениеНаименованиеК-воПрим.ТранзисторыVT1 – VT5МП405VT6МП421РезисторыR10,25-270 кОм ± 5%2R20,25-33кОм ± 5%1R30,25-22 кОм ± 5%1R40,25-1,3 кОм ± 5%1R50,25-18кОм±1%1R60,25-1 кОм ± 5%1R70,25-10 кОм± 5%1R80,25-10кОм± 5%1R90,5-4,3 кОм± 5%1R10, R110,5-510 Ом± 5%2R120,5-36 кОм± 5%1R130,5-11кОм± 5%1R130,5-620 Ом± 5%1КонденсаторыC1,C7,C9,C1030 мкФ ± 10% х 10В4электролитическийC2100 нФ ± 10% х 50В1C3,C5,C6,C825 мкФ ± 10% х 10В4C6,C810мкФ ± 10% х 50В,2C9-C10,C13-C1410нФ ± 10% х 50В4C40.85 мкФ ± 10% х 50В,1C113300 мкФ ± 10% х 16В,1C1210 нФ ± 10% х 50В,1ТрансформаторыTr11Сердечник Ш5×6ДиодыVD1Д2Б1Приложение 3. Печатная плата