Система дублювання відеопотоку в комп`ютерному класі

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Установа освіти «Гомельський державний дорожньо-будівельний коледж ім. Ленінського комсомолу Білорусі »

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

До дипломного проекту

Тема:

«Система дублювання відеопотоку в комп'ютерному класі»

Гомель, 2010

Введення

Розробка дипломного проекту є завершальним етапом навчання в технікумі, який показує, якого рівня спеціаліст підготовлений в результаті навчання. Це складна багатогранна робота, що вимагає прояву знань у всіх дисциплінах, вивчених під час навчання в технікумі. Дипломний проект повинен відображати спрямованість навчання і бути застосований у процесі навчання наступних поколінь учнів.

Розробка дипломного проекту відображає наступні знання та навички:

1. Робота над дипломним проектом дозволяє проявити всі пізнання, отримані під час навчання з таких предметів як ЕВС, ЕОМ, ПЗ, Мікропроцесорні системи і т.д.

2. У дипломний проект також включено економічний розділ, який відображає знання, отримані при вивченні основ економічної теорії, економіки підприємства, які можуть стати в нагоді при роботі на керівних постах.

3. Обсяг та систематизацію теоретичних знань.

4. Розвиток творчого і технічного мислення.

5. Знання методик виконання необхідних розрахунків.

6. Навики в області розробки схем цифрових пристроїв, що відповідають сучасному рівню розвитку науки і техніки.

7. Навички самостійної роботи з навчальною та довідковою літературою.

8. Знання правил і методів енергозбереження, охорони навколишнього середовища, охорони праці.

Захист дипломного проекту показує на скільки учень підготовлений в даних областях і як він може показати свої навички та обгрунтувати свою точку зору і правоту. Якщо учень зміг витримати дане випробування, розробив та захистив дипломний проект то можна сказати що він підготовлений фахівець, і він може працювати за фахом.

1. Розрахунково-проектувальний

1.1 Призначення і область застосування пристрою

У даному дипломному проекті переді мною стоїть завдання розробити систему дублювання відеопотоку в комп'ютерному класі.

Система призначена для дублювання відеопотоку з відеокарти викладача на монітори учнів.

Дана система складається з тумблера і розгалуджувача відеосигналів.

Уявіть собі ситуацію, коли вам необхідно одне і те ж зображення з одного відеоадаптера на кілька моніторів одночасно. Звичайно, пересічному користувачеві таке навряд чи знадобиться, але існує безліч ситуацій, коли це буває просто необхідно. Наприклад, презентація чого-небудь великій аудиторії, при цьому може виявитися так, що приміщення, в якому відбувається презентація, не обладнане відповідним обладнанням, і єдиний вихід - установка декількох звичайних настільних моніторів по всій площі. Або ж дротова трансляція зображення в кілька приміщень, розташованих у межах одного приміщення.

Подібні завдання найбільш просто вирішуються розділенням сигналу джерела між кількома кінцевими пристроями. Пристрої, що виконують функцію розділення сигналу, називаються сплітерами (splitter). Незначно відійшовши від теми статті, можу сказати, що сплітери бувають різні в залежності від завдань і типу розділяється сигналу. У xDSL-технологіях під сплітером розуміють пристрій, який за допомогою спеціальних фільтрів розділяє потік даних, переданих по телефонній лінії на голосовий сигнал, і власне передані дані. В інформаційних мережах сплітером називають пристрої, що встановлюються у вузлах розгалуження кабельної інфраструктури. У даній статті розглядається VGA-спліттер - пристрій, що дозволяє дублювати візуальну інформацію, що надходить з графічної плати комп'ютера на кілька моніторів. Діапазон VGA-спліттеров теж досить широкий. Це можуть бути прості повторювачі вхідного сигналу на декілька портів, або ж консольні подільники, що дозволяють до одного системного блоку підключити кілька консолей (монітор, клавіатура, пристрій вказівки), або подільники сенсорних моніторів. Сплиттери, в яких реалізовано взаємодія з користувачем, можуть надавати рівноправний і привілейований доступ користувачам. Таким чином, підбиваючи певний підсумок, можна сказати, що VGA-сплітери можуть володіти багатими функціональними можливостями, а не тільки виконувати функцію розділення сигналу. Найважливішим значенням сплітера є забезпечення гальванічної розв'язки підключених пристроїв з метою виключення взаємного впливу їх один на одного. Всі сплітери можна розділити на дві групи: активні і пасивні. Активні забезпечують посилення сигналу, що пропускається для компенсації виникаючих втрат, пасивні ж вносять власне загасання.

Тумблер (англійське tumbler, від tumble - перекидатися), малогабаритний перемикач на два або три положення з важільно-пружинним приводом. Застосовується головним чином для комутації ланцюгів управління (рідше ланцюгів живлення) в електротехнічних апаратах, приладах і пристроях і в радіоелектронній апаратурі. Встановлюють Тумблер зазвичай на панелях і щитках управління приладів (апаратів) і пультах управління. Максимально допустима напруга 380 в, струм 3 а.

Розгалужувач відеосигналів - це спеціальний підсилювач, який дозволяє підключити до одного джерела аудіо / відео сигналів до трьох і більше споживачів. Пристрій може знайти застосування для організації колективних систем відеоспостереження, наприклад, на загальний коридор, сходову клітку або під'їзд.

VGA-розгалужувач дозволяє сигнал від однієї відеокарти ПК подавати одночасно 8 монітора, що зручно в навчальних класах, на вокзалах і т.п. Пристрій складається з трьох емітерного повторювача на pn-р транзисторах Т1-ТЗ, кожен з яких навантажений на 8 емітерний повторювач структури npn T4-T27. Така побудова дозволяє компенсувати падіння напруги на емітерний перехід pn-р транзисторів рівним за величиною, але зворотним за знаком падінням напруги npn транзисторів. У результаті схема правильно передає не тільки високочастотні сигнали, але і постійна напруга, що важливо для коректної передачі яскравості фону. Сигнали кадрової V-Sync і рядкової H-Sync синхронізації посилюються буферними логічними елементами IC2. Живлення пристрою здійснюється від джерела напругою 9 ... 12 В через інтегральний стабілізатор IC1. Споживаний струм 200 мА, смуга частот від 0 до 110 МГц дозволяє моніторів вільно працювати з роздільною здатністю 1280 х 1024.

VGA cокращеніе від video graphics array, графічна система для дисплеїв персональних комп'ютерів, розроблена фірмою IBM. Система VGA стала стандартом de facto для персональних комп'ютерів. У текстовому режимі VGA забезпечує роздільну здатність 720 на 400 пікселів. У графічному режимі дозвіл або 640 на 480 (16 кольорів), або 320 на 200 (256 кольорів). Повна палітра складається з 262,144 кольорів. На відміну від більш ранніх графічних стандартів для персональних комп'ютерів - MDA, CGA і EGA - у стандарті VGA використовуються аналогові, а не цифрові сигнали. Всі сьогоднішні персональні комп'ютери підтримують VGA і, можливо, деякі більш просунуті стандарти. Також цей термін використовується для позначення 15-контактного D-subminiature роз'єму VGA для передачі аналогових відеосигналів при різних дозволах.

Перш за все, відзначимо, що VGA-сигнал є сукупністю трьох рівнозначних сигналів, що несуть повну інформацію про структуру і колір зображення: R (Red), G (Green) і B (Blue) (а також сигнал синхронізації). При цьому реальний дозвіл, як правило, збігається з поточним VGA-режимом, тобто в моді 800х600 ми дійсно можемо розрізнити 800 елементів у кожній з 600 рядків. У той же час в стандартних телевізійних приймачах і інших пристроях найчастіше використовується один так званий композитний сигнал, який представляє собою суму сигналу яскравості Y c цветоразностнимі сигналами U і V.

1.2 Розробка структурної схеми

Перш ніж приступати до розробки схеми пристрою, необхідно чітко визначити цілі і задачі, призначення проектованого пристрою. Це дозволить уникнути невиправданого ускладнення схеми і значно спростить завдання розробки пристрою.

Отже, в даній системі відеокарта викладацького комп'ютера підключена до разветвитель відеосигналів, де сигнал розділяється і надходить на KVM-перемикачі до яких підключається кабель з розгалуджувача відеосигналів і з відеокарта комп'ютера учня. За допомогою KVM-перемикача можна перемикати відеосигнал з комп'ютера учня на сигнал з комп'ютера викладача і назад.

1.3 Розробка принципової схеми

Для мікросхем використовуються стандартні підключення. Зокрема, для мікросхеми 74 LS 04 для не задіяних виходів використовуються резистори номіналом R 1 - R 3 100 Ом. Для зашиті трьох емітерного повторювача на pn-р транзисторах Т1-ТЗ використовуються R 4, R 9,14 c номіналом 240 Ом. Наминала всі інших резисторів становить 75 Ом.

Розрахуємо обмежує резистор в ланцюзі транзистора VT 2. Максимальний струм для транзистора - 250 мА. Виходячи з цього, виберемо робочий струм 200 мА. Тоді за законом Ома: R = U / I = 12 / 0,2 = 60 Ом.

При цьому струмі виділяється потужність складе:

P = UI = 12 * 0,2 = 2,4 Вт

У ланцюзі харчування, паралельно мікроконтролеру повинен бути включений керамічний конденсатор номіналом 100 мкФ.

Пристрій складається з перемикача (тумблера) і розгалуджувача відеосигналу розгалуджувача відеосигналу VGA складається з трьох емітерного повторювача на pn-р транзисторах Т1-ТЗ, кожен з яких навантажений на 8 емітерний повторювач структури npn T4-T27. Така побудова дозволяє компенсувати падіння напруги на емітерний перехід pn-р транзисторів рівним за величиною, але зворотним за знаком падінням напруги npn транзисторів. У результаті схема правильно передає не тільки високочастотні сигнали, але і постійна напруга, що важливо для коректної передачі яскравості фону. Сигнали кадрової V-Sync і рядкової H-Sync синхронізації посилюються буферними логічними елементами IC2. Живлення пристрою здійснюється від джерела напругою 18 ... 24 В через інтегральний стабілізатор IC1. Споживаний струм 200 мА, смуга частот від 0 до 110 МГц дозволяє моніторів вільно.

Принцип дії запропонованого пристрою наступний: відеосигнал з відеокарти викладача надходить разветвитель відеосигналу, він працює на принципі трьох емітерного повторювача на pn-р транзисторах Т1-ТЗ, кожен з яких навантажений на 8 емітерний повторювач структури npn T4-T27. Сигнал дублюється і поступає на монітор викладача і перемикач до якого підключений відеосигнал з розгалуджувача і з відеокарти учнівського комп'ютера. За допомогою перемикач відеопотоку можна перемикати відеосигнал з комп'ютера викладача на відеосигнал з учнівського комп'ютера і назад. Сигнал з перемикача надходить на монітор учнівського комп'ютера.

На V - Syns і H - Syns 74 LS 04 виконує селекцію імпульсів, операцію, пов'язану з виділенням із серії вхідних імпульсів тільки тих, які відрізняються від інших деякими параметрами.

Вертикальна синхронізація (V-Sync, V-синхронізації, БТР-Sync, БТР-синхронізації) в цілому відноситься до синхронізації кадру змінюється в залежності від вертикального інтервалу гасіння. З ЕПТ були майже єдиним спільним відображення відео технології до широкого прийняття РК, буферів кадру в комп'ютерній графіці апаратних розроблені відповідно до ЕПТ характеристика малюнок зображення зверху вниз лінії в той час, замінивши дані попередній кадр в буфері, що з наступного кадру таким же чином. Якщо в буфер кадру оновлюється новий образ, а зображення передається на дисплей, буфер кадру дає поточного мішанину з обох системах, створюючи сторінки розрив артефакт пройшовши частину шляху вниз по зображенню.

Вертикальна синхронізація (VSync: Vertical Synchronization) - це опціональний параметр поведінки драйвера відеокарти. Включена вертикальна синхронізація означає, що після відтворення чергового кадру, під час перемикання буферів (функція SwapBuffers () в OpenGL) драйвер буде чекати початку чергового зворотного ходу променя монітора, і тільки потім перемкне екранні буфери.

Картинка на моніторах з електронно-променевою трубкою отрісовивается променем з електронів, який послідовно отрісовиваєт рядки зліва направо, потім повертається в початок чергового рядка (затримка горизонтальної синхронізації), потім отрісовиваєт наступний рядок і т.п. Після того, як промінь потрапив у правий нижній кут екрану, він повертається у лівий верхній кут (час, за який він повертається, називається затримкою вертикальної синхронізації). (Насправді, в кольорових моніторах три промені - R, G, B, але принцип той самий.)

В через інтегральний стабілізатор IC1. Споживаний струм 200 мА.

При напрузі живлення 12 В. Розрахуємо споживану потужність:

P = UI = 12 * 0,2 = 2,4 Вт

Струм на резисторах R 1 - R 6, R 7 - R 38 незначний, тому приймемо споживану ними потужність як 0,10 Вт

Разом споживана потужність схеми:

P = 0,24 + 0,10 = 0,34 B т

1. Вибір схеми джерела живлення

Вибір схеми джерела харчування проводиться з урахуванням параметрів живильної мережі, споживаної потужності схемою розроблювального пристрою, а також з урахуванням характеру навантаження (активної та реактивної складових). У моєму випадку я використав блок живлення на +12 В.

Рекомендоване вихідна напруга U ₀ вторинної обмотки трансформатора при коливаннях мережі + \ - 10% і струмі I ₀ = 1,65 А становить 115 В. випрямлена потужність трансформатора становить: Р ₀ = U ₀ * I ₀ = 1,65 * 115 = 189 , 75 Вт.

2. Конструкторсько-технологічний

2.1 Вибір і обгрунтування способу виготовлення друкованої плати

Друковані плати являють собою діелектричну пластину з нанесеним на неї струмопровідним малюнком (друкованим монтажем) та отворами для монтажу елементів.

Друкований монтаж - це нанесення на ізоляційне підставу тонких електропровідних покриттів (друкованих провідників), що виконують функції монтажних проводів для з'єднання елементів схеми.

Друковані плати служать для розміщення та закріплення елементів пристрою на одній підставі, а друкарський монтаж забезпечує зв'язок між цими елементами відповідно до принципової схемою пристрою.

Поряд з традиційним провідним монтажем друковані плати є основним етапом у підготовці пристрою до виробництва і мають ряд переваг, тобто вони дозволяють:

1. Збільшити щільність монтажних з'єднань і можливість мініатюризації компонування радіоелементів і блоків всередині пристрою;

2. Організувати виготовлення друкованих провідників та електрорадіоелементів в одному технологічному циклі;

3. Гарантована стабільність і повторюваність електричних характеристик;

4. Підвищена стійкість пристрою до кліматичних та механічних впливів;

5. Провести уніфікацію конструкторських і технологічних рішень;

6. Збільшити надійність;

7. Організувати комплексну автоматизацію робіт з виготовлення пристрою;

За конструктивним виконанням всі друковані плати можна підрозділити на односторонні, двосторонні, одношарові і багатошарові.

Односторонні друковані плати являють собою діелектричне підставу, на одній стороні якого виконаний друкований монтаж, а на іншій стороні розміщуються елементи пристрою.

У двосторонніх друкованих плат друкований монтаж виконаний на двох сторонах, а перехід струмопровідних ліній здійснюється металізованими контактними отворами. Таке виконання друкованої плати дозволяє забезпечити велику щільність розміщення друкованих провідників.

Багатошарові друковані плати складаються з чергуються шарів матеріалу з проводять малюнком, з'єднаних клейовими прокладками в монолітне основу шляхом пресування. Таке виконання друкованої плати дозволяє забезпечити найбільшу щільність і надійність друкованого монтажу, що в свою чергу дозволяє зменшити габаритні розміри друкованої плати.

Тепер розглянемо більш детально методику нанесення струмопровідного малюнка на підкладку друкованої плати. Існує кілька способів:

1. Хімічне травлення;

2. Електрохімічне осадження;

3. Комбінований.

Найбільш поширеною з цих методів є метод хімічного травлення.

Організація процесу хімічного травлення фольгированного матеріалу здійснюється за допомогою спеціально виготовлених для цих цілей хімічних складів. Існує широка номенклатура таких реактивів, більшість з яких досить легко можна виготовити навіть у домашніх умовах. Найбільш простими способами травлення фольгированного матеріалу в процесі виготовлення друкованої плати є:

1. У склянці холодної води розчиняють 4-6 таблеток пероксиду водню і обережно додають 15-25 мл концентрованої сірчаної кислоти. Для нанесення малюнка друкованих провідників на фольгований матеріал можна користуватися клеєм БФ-2. Час травлення у цьому розчині приблизно 1 годину.

2. Розчин хлорного заліза у воді: у 200 мл води розчиняють 150 р. хлорного заліза в порошку. Для приготування хлорного заліза беруть 9%-ву соляну кислоту і дрібні залізні ошурки. На 25 об'ємних частин кислоти беруть одну частину ошурки. Тирса засипають у відкриту судину з кислотою і залишають на кілька днів. Через 5 - 6 днів розчин забарвиться в жовто-бурий колір, що означає готовність розчину до застосування.

3. Травлення плати в концентрованому розчині азотної кислоти займає 1-5 хвилин, але вимагає обережності. Після травлення плату ретельно промивають водою з милом.

Однак існує можливість виготовлення друкованої плати навіть без застосування хімікатів. Даний процес здійснюється наступним чином: необхідних розмірів плату вирізують з фольгированного матеріалу, свердлять всі необхідні отвори і наносять на неї малюнок друкованого монтажу. Контури обводять гострим шилом. Для виготовлення плати середньої складності наведеним способом витрачається 1,5-2 години.

Як і для будь-якого пристрою, для виготовлення друкованої плати також існує своя методика:

- Спочатку на картатій папері викреслюється плата в натуральну величину.

- Наступним дією виготовляється копія цього креслення, на якому відмічені тільки місця, де необхідно просвердлити отвори для установки в них радіоелементів і цифрових інтегральних мікросхем. Для цього необхідно знати розміри корпусів радіоелементів і ІМС, а також відстані між їхніми висновками.

- Ця копія наклеюється на пластину фольгированного стеклотекстолита з боку фольги. Застосовувати для виготовлення друкованої плати гетенакс або текстоліт не рекомендується, тому що існує висока ймовірність, що при повторній пайку друковані провідники відклеяться.

- При визначенні площі плати сумарна площа встановлюються на неї елементів множиться на коефіцієнт 3. До цієї площі додається площа допоміжних зон, призначених для кріплення плати. Відношення розмірів сторін плати не повинно перевищувати 1 до 3.

- Наступним етапом є пророблення отворів для встановлення радіоелементів і мікросхем. Свердлити отвори зазвичай свердлами з діаметром від 0,5 до 0,7 мм.

- Після вся плата з боку фольги покривається шаром нітрофарби і висушується не менше 20 хв.

- Потім проводиться ретельне обстеження друкованої плати і в місцях де фарба потрапила повз друкованих провідників виробляється її видалення за допомогою скальпеля.

- Готова плата труїться звичайним способом в розчині хлорного заліза. Однак і тут існує одна невелика хитрість, для прискорення процесу травлення друковану плату треба труїти у вертикальному положенні. При цьому продукти реакції не будуть осідати на друковану плату, і не будуть перешкоджати процесу травлення.

2.2 Розробка компонування пристрою

Процес компонування елементів проектованої мною пристрій, призначеного для системи дублювання відеопотоку можна підрозділити на кілька етапів:

1. Функціональна компонування - розміщення та встановлення функціональних елементів на друкованих платах з урахуванням функціональних та енергетичних вимог, а також щільності компонування і встановлення елементів, щільності топології друкованих провідників. Функціональна компонування проводиться для визначення основних розмірів друкованої плати, вибору способів її проектування і виготовлення. Перш ніж приступити до виготовлення друкованої плати, потрібно зробити її малюнок, тобто скомпонувати всі радіоелементи та мікросхеми. Компонування пристрою на увазі під собою приблизне розташування на друкованій платі радіоелементів і мікросхем, що входять до складу пристрою. Для визначення положення елементів на платі в першу чергу роблять малюнок плати відповідно до заданими габаритами пристрою, далі компонуються всі радіоелементи і мікросхеми на малюнку відповідно до їх реальними розмірами.

Після розташування радіоелементів і мікросхем наносяться отвори для контактних майданчиків і отвори для кріплення друкованої плати в корпусі пристрою.

Заключним етапом є проведення з'єднувальних ліній (друкованих провідників) відповідно до принципової схемою пристрою.

2. Внутрішня компоновка - розміщення входять до складу нашого

пристрою блоків всередині його корпусу з урахуванням вимог зручності складання, контролю, ремонту, механічного та електричного з'єднання, вимог щодо забезпечення оптимального теплового режиму та ергономіки.

3. Зовнішня компонування - це компонування пристрою в конструкціях старшого рівня, наприклад у складі робочого місця студента, при цьому, перш за все, враховуються ергономічні вимоги. До ергономічним критеріям компонування розробляється нами приставки: ефективність роботи, збереження здоров'я в процесі експлуатації, розвиток особистості в процесі праці.

2.3 Пошук і усунення несправностей

Визначення, відшукування та усунення несправностей у процесі ремонту є дуже трудомісткою операцією. Знайти несправність - значить, знайти відмовив елемент, блок, модуль і т.п. Процес ремонту пристрою можна розділити на чотири етапи: встановлення факту наявності несправності, виявлення її характеру, усунення несправності і перевірка пристрою після ремонту

Усі несправності будь-якого радіоелектронного пристрою можна розділить на механічні та електричні.

До механічних несправностей відносяться несправності в механічних вузлах пристрої (вихід з ладу кнопок, що входять до складу блоку подачі зовнішніх впливів).

До електричних несправностей відносяться такі, які призводять до зміни електричного опір ланцюгів (до її обриву), значного збільшення або зменшення опору або до короткого замикання. Для розроблювального мною пристрою до таких несправностей можна віднести такі як вихід з ладу резисторів, мікросхем і т.п.

При пошуку несправностей радіоелектрічекого пристрої застосовують п'ять способів:

1. Зовнішній огляд дозволяє виявити більшість механічних несправностей, а також деякі електричні. Зовнішнім оглядом перевіряється якість збірки і монтажу. При перевірці якості складання вручну слід перевірити механічне кріплення окремих вузлів, таких як перемикачі, змінні резистори, штепсельні з'єднання (роз'єми). У разі порушення кріплення воно відновлюється. Зовнішнім оглядом перевіряють також якість електричного монтажу. При цьому виявляють цілісність сполучних провідників, наявність набряків припою, які можуть призвести до коротких замикань між окремими ділянками схеми, виявляють дроти з порушеною ізоляцією, перевіряють якість пайок і т.п. Зовнішнім оглядом можна переконатися в правильності номіналів резисторів і конденсаторів (блоку живлення), виявити дефекти окремих елементів (обрив висновків, резисторів, механічне пошкодження керамічних конденсаторів та інші).

Зовнішній огляд, як правило, роблять при відключеному харчуванні апаратури. При його проведенні особливу увагу необхідно звертати на те, щоб в монтаж не потрапили випадкові предмети, які при включенні пристрою можуть викликати коротке замикання.

Зовнішнім оглядом можна виявити несправний светоелемент (за яскравістю), резистор (щодо зміни кольору або обвуглювання поверхневого шару) та інші елементи.

У включеному стані можна визначити перегрів трансформаторів, електролітичних конденсаторів, напівпровідникових елементів. Поява запахів від перегрітих обмоток, резисторів, просочувального матеріалу трансформаторів також сигналізує про наявність несправностей у схемі пристрою. Про несправність може свідчити і зміна частоти або тону звукових коливань повітряного середовища, що викликаються роботою трансформаторів і інших елементів, які зазвичай або взагалі не чути під час роботи, або мають звучання іншого тону.

Для перевірки відсутності коротких замикань використовують омметр. В якості опорної точки найчастіше беруть плюс або мінус джерела живлення. Іноді вході огляду виникає сумнів у справності окремих елементів. Тоді слід випаяти елемент і перевірити його справність більш ретельно.

1. Спосіб проміжних вимірювань - полягає в послідовній перевірці проходження сигналу від блоку до блоку до виявлення несправної ділянки.

2. Спосіб винятку - полягає в послідовному виключенні справних вузлів і блоків.

3. Спосіб заміни окремих елементів, вузлів чи блоків на свідомо справні, широко використовується при ремонті радіо електричних пристроїв. Наприклад, можна замінити елемент (транзистор, трансформатор, мікросхему) або блок на завідомо справний і переконатися в наявності несправності на цій ділянці.

4. Спосіб порівняння - полягає в порівнянні параметрів несправного апарату з параметрами справного апарату того ж типу або марки.

Використання того чи іншого способу пошуку несправності залежить від здібностей схеми пристрою.

Пошук несправностей здійснюють за певним правилом (алгоритму), що дозволяє максимально скоротити час їх відшукання. Пошук проводиться поетапно, від більших конструктивних одиниць до більш дрібним, тобто в послідовності Блок - Вузол (модуль) - Каскад - Несправний елемент.

Користуючись наведеними вище правилами та методами, виявимо ряд несправностей нашої Системи, які можуть виникнути в процесі експлуатації пристрою. Всі ймовірні несправності зведемо в таблицю.

3. Економічний

У даному розділі буде розрахована вартість виготовлення пристрою. Для цього буде складена калькуляція собівартості виготовлення даного виробу в умовах підприємства РУП «Гомель ОТІ». Для розрахунків використано дані та норми витрат матеріалів цього підприємства. Ціни на покупні комплектуючі - роздрібні.

3.1 Розрахунок витрат на сировину і матеріали

См = S Н i * Ц i,

де См - вартість сировини і матеріалів, руб.;

Н i - норма витрати i-го матеріалу, в натуральних показниках;

Ц i - ціна за одиницю виміру i-го матеріалу, грн.

Табл. 2. Витрати на сировину і матеріали

3.2 Розрахунок витрат на покупні комплектуючі вироби і напівфабрикати

Ск = S (К i * Ц i,)

де Ск - вартість покупних комплектуючих виробів та напівфабрикатів на один пристрій, руб.

До i - кількість комплектуючих виробів та напівфабрикатів i-го найменування на один пристрій, шт.

Табл. 3. Витрати на покупні комплектуючі

3.3 Розрахунок тарифної заробітної плати виробничих робітників

ЗПтар = S (Сч _ij * Т e _i),

де ЗПтар - тарифна заробітна плата виробничих робітників, руб.;

Сч _ij - годинна тарифна ставка по i-тої операції, j-го розряду робіт, руб.;

Т e _i - трудомісткість i-тої операції, люд.-год.;

Табл. 4. Тарифна заробітна плата

3.4 Розрахунок основної заробітної плати виробничих робітників

ЗПосн = ЗПтар + Пр,

де ЗПосн - основна заробітна плата виробничих робітників, руб.;

Пр - сума премії, руб.

ЗПосн = 6269,25 * 1,3 = 8177,025 руб.

3.5 Розрахунок додаткової заробітної плати виробничих робітників (ЗПдоп)

ЗПдоп = ЗПосн * 9,6 / 100,

де 12,3 -% додаткової зарплати по підприємству.

ЗПдоп = 8177,025 * 12,3 / 100 = 1005,77 руб.

3.6 Розрахунок податків і відрахувань від заробітної плати виробничих робітників (ОЗП)

а) до фонду соц. захисту - 35% від заробітної плати;

б) відрахування з обов'язкового страхування - 0,28%.

ОЗП = 0,395 * (ЗПосн + ЗПдоп)

ОЗП = 0,395 * (8177,025 +1005,77) = 3627,2 руб.

3.7 Разом прямі витрати (Зпр)

Зпр = М + ЗПосн + ЗПдоп + ОЗП

Зпр = 87090 + 8177,025 + 1005,77 + 3627,2 = 99810 руб.

3.8 Розрахунок накладних витрат (Нр)

Нр = ЗПосн / 100 *% Нр = 8177,025 / 100 * 186 = 15209,27 руб.

9. Калькуляція собівартості проектованого пристрою, розрахунок відпускної ціни проектованого пристрою

Табл. 5 Калькуляція

З вироблених нижче розрахунків вартості виготовлення, очевидно, що запропоноване пристрій володіє конкурентоспроможною ціною в умовах ринкової економіки, при промисловому виробництві. При впровадженні пристрої автоматичної подачі дзвінків в серійне виробництво, собівартість його виготовлення може бути знижена, за рахунок економії матеріалів і більш низьких цін на комплектуючі при оптовій закупівлі.

4. Охорона праці

Нижче викладена типова інструкція з охорони праці при виконанні паяльних робіт.

4.1 Загальні вимоги безпеки

До виконання робіт з паяння паяльником допускаються працівники віком не молодше 18 років, які пройшли навчання, інструктаж і перевірку знань з охорони праці, засвоїли безпечні методи і прийоми виконання робіт, методи і прийоми правильного поводження з пристосуваннями, інструментами і вантажами.

Працівники, що виконують пайку паяльником, повинні мати II групу з електробезпеки.

У разі виникнення в процесі пайки паяльником будь-яких питань, пов'язаних з її безпечним виконанням, працівник повинен звернутися до свого безпосереднього або вищестоящому керівнику.

При пайку паяльником на працівника можуть впливати небезпечні і шкідливі виробничі фактори:

• підвищена загазованість повітря робочої зони парами шкідливих хімічних речовин;

• підвищена температура поверхні виробу, обладнання, інструменту і розплавів припоїв;

• підвищена температура повітря робочої зони;

• пожежонебезпека;

• бризки припоїв і флюсів;

• підвищене значення напруги в електричному ланцюзі, замикання якого може відбутися через тіло працівника.

Працівники, зайняті паянням паяльником, повинні забезпечуватися засобами індивідуального захисту.

Роботи із шкідливими і вибухонебезпечних речовин при нанесенні припоїв, флюсів, паяльних паст, що пов'язують і розчинників повинні проводитися при діючій загальнообмінної і місцевої витяжної вентиляції. Системи місцевих відсмоктувачів повинні включатися до початку робіт і вимикатися після їх закінчення. Робота вентиляційних установок повинна контролюватися за допомогою світлової та звукової сигналізації, автоматично включається при зупинці вентиляції.

Паяльник повинен проходити перевірку і випробування у терміни та обсягах, встановлених технічною документацією на нього.

Кабель паяльника повинен бути захищений від випадкового механічного пошкодження і зіткнення з гарячими деталями.

Робочі місця випалу ізоляції з кінців електропроводів (джгутів) повинні бути обладнані місцевою витяжною вентиляцією. Робота з випалювання ізоляції без застосування працівниками захисних окулярів не допускається.

Для місцевого освітлення робочих місць при пайку паяльником повинні застосовуватися світильники з непросвечивающими відбивачами. Світильники повинні розташовуватися таким чином, щоб їх светящие елементи не потрапляли в поле зору працівників.

На робочому місці повинні бути ємності з нейтралізуючими рідинами для видалення паяльних флюсів, що містять фтористі і хлористі солі, у випадках їх потрапляння на шкіру працівника.

На ділянках пайки паяльником на підлозі повинні бути покладені дерев'яні грати, вкриті діелектричними килимками.

Робочі поверхні столів і обладнання на дільницях пайки паяльником, а також поверхні ящиків для зберігання інструментів повинні покриватися гладким, легко очищується, обмиваємо матеріалом.

Використані при пайку паяльником серветки і дрантя, повинні збиратися в спеціальну ємність, віддалятися з приміщення по мірі їх накопичення в спеціально відведене місце.

Працівник, зайнятий паянням паяльником, негайно повідомляє свого безпосереднього або вищестоящого керівника про будь-яких ситуаціях, які загрожують життю та здоров'ю людей, про кожний нещасний випадок, що трапився на виробництві, або про погіршення стану свого здоров'я, у тому числі про прояв ознак гострого професійного захворювання (отруєння ).

4.2 Вимоги безпеки перед початком роботи

Перед початком роботи необхідно:

Оглянути робоче місце, привести його в порядок, звільнити проходи і не захаращувати їх.

Оглянути, привести в порядок і надіти засоби індивідуального захисту.

При користуванні паяльником:

• перевірити його на відповідність класу захисту від ураження електричним струмом;

• перевірити зовнішнім оглядом технічний стан кабелю та штепсельної вилки, цілісність захисного кожуха та ізоляції рукоятки;

• перевірити на працездатність вбудованих в його конструкцію відсмоктувачів;

• перевірити на працездатність механізовану подачу припою у випадках її встановлення в паяльнику.

Включити і перевірити роботу вентиляції.

Перевірити наявність та справність:

• огороджень і запобіжних пристроїв;

• струмоведучих частин електричної апаратури (пускачів, трансформаторів, кнопок і інших частин);

• заземлюючих пристроїв;

• засобів пожежогасіння.

Перевірити освітленість робочого місця. Напруга для місцевого освітлення не повинна перевищувати 50В.

4.3 Вимога безпеки при виконанні робіт

Під час роботи необхідно:

Утримувати робоче місце в чистоті, не допускати його захаращення.

При виконанні робіт дотримуватися прийнятої технології пайки виробів.

Паяльник, що знаходиться в робочому стані, встановлювати в зоні дії місцевої витяжної вентиляції.

Паяльник на робочих місцях встановлювати на вогнезахисні підставки, що виключають його падіння.

Нагріті в процесі роботи виробу і технологічне оснащення розміщувати в місцях, обладнаних витяжною вентиляцією.

При пайку великогабаритних виробів застосовувати паяльник з вбудованим відсмоктуванням.

Для переміщення виробів застосовувати спеціальні інструменти (пінцети, кліщі або інші інструменти), що забезпечують безпеку при пайку.

Збірку, фіксацію, поджатие з'єднувальних елементів, нанесення припою, флюсу та інших матеріалів на складальні деталі проводити з використанням спеціальних пристосувань або інструментів, зазначених у технологічній документації.

Надлишки припою і флюсу з жала паяльника знімати із застосуванням матеріалів, зазначених у технологічній документації (бавовняні серветки, азбест та інші).

Пайка паяльником у замкнутих об'ємах проводити не менш ніж двома працівниками. Для здійснення контролю безпечного проведення робіт один з працівників повинен перебувати поза замкнутого обсягу. Працівник, що знаходиться в замкнутому об'ємі, крім спецодягу повинен застосовувати: захисні каски (поліетиленові, текстолітові або вініпластовие), електрозахисних засобів (діелектричні рукавички, калоші, килимки) і запобіжний пояс із канатом, кінець якого повинен знаходитися у спостерігає поза замкнутого обсягу.

Пайка паяльником у замкнутих об'ємах проводити паяльником з напругою не вище 12 В і при безперервній роботі місцевої припливної і витяжної вентиляції.

Пайка малогабаритних виробів у вигляді штепсельних роз'ємів, наконечників, клем і інших аналогічних виробів виробляти, закріплюючи їх у спеціальних пристроях, зазначених у технологічній документації (затискачі, струбцини та інші пристосування).

Щоб уникнути опіків розплавленим припоєм при розпаювання не висмикувати різко з великим зусиллям паяемие дроти.

Паяльник переносити за корпус, а не за дріт або робочу частину. При перервах у роботі паяльник відключати від електромережі.

При нанесенні флюсів на сполучаються місця користуватися пензликом або фарфорового лопаткою.

При перевірці результатів пайки не прибирати виріб з активної зони витяжки до повного його охолодження.

Вироби для пайки паяльником укладати таким чином, щоб вони знаходилися в стійкому положенні.

На ділянках пайки паяльником, не виробляти прийом і зберігання їжі, а також паління.

4.4 Вимоги безпеки при закінченні роботи

Після закінчення роботи необхідно:

Відключити від електромережі паяльник, пульти харчування, освітлення.

Вимкнути місцеву витяжну вентиляцію.

Невикористані флюси прибрати у витяжні шафи або в спеціально призначені для зберігання комори.

Привести в порядок робоче місце, скласти інструменти та пристосування в інструментальний ящик.

Зняти спецодяг та інші засоби індивідуального захисту і повісити їх у спеціально призначене місце.

Вимити руки та обличчя теплою водою з милом, при можливості прийняти душ.

4.5 Вимога безпеки в аварійних ситуаціях

В аварійних ситуаціях необхідно:

При виявленні несправної роботи паяльника відключити його від електромережі і сповістити про це свого безпосереднього або вищестоящого керівника.

При травмуванні, отруєнні і раптовому захворюванні працівника надати йому першу (долікарську) допомогу та, при необхідності, організувати доставку до закладу охорони здоров'я.

При ураженні електричним струмом працівника вжити заходів до якнайшвидшого звільнення потерпілого від дії струму.

При виникненні пожежі:

• припинити роботу;

• відключити електрообладнання;

• повідомити безпосереднього або вищестоящому керівнику про пожежу;

• повідомити про пожежу в пожежну охорону;

• прийняти якомога заходи з евакуації працівників, гасіння пожежі та збереження матеріальних цінностей.

5. Енерго-і матеріалосбереженіе

Ринкова економіка вимагає максимально ефективного використання матеріальних ресурсів та енергії. Щоб підвищити економічну привабливість мого пристрою, я застосував такі технічні та проектувальні методи:

1. Оптимізував конструкцію пристрою у відповідності з поставленою задачею, максимально спростивши його виготовлення, використовував мінімально необхідну кількість деталей.

2. У процесі конструювання, застосував мікросхеми КМОП-логіки замість ТТЛ. Тим самим знизив енергоспоживання.

3. Мінімізував використання матеріалів, шляхів максимально компактною розведення друкованої плати.

4. У процесі проектування відмовився від індикації, тим самим заощадив матеріальні та енергоресурси.

6. Охорона навколишнього середовища

При сучасному рівні розвитку радіоелектронної промисловості однією з гострих екологічних проблем є захист навколишнього середовища від токсичного впливу відходів хіміко-гальванічних процесів, в тому числі стоків травлення друкованих плат.

На підприємствах електронної промисловості, де виробляється виготовлення друкованих плат травленням металевого провідного шару, створені спеціальні установки і комплекси з застосуванням локальних маловідходних технологій, основне призначення яких - постадійне вилучення цінних металлокомпонентов, відновлення відпрацьованих травітельних розчинів для подальшого повторного використання в технологічному циклі, а також вторинне використання очищеної промивної води. Це дозволяє вирішити одночасно дві проблеми: відбувається мінімізація утилізованих матеріалів і економія на закупівлю засобів для придбання нових хімічних компонентів.

Весь процес утилізації повинен здійснюється відповідно до розробленої нормативно-технічною документацією: «Тимчасовим технологічним регламентом з виробництва» і «Технічними умовами на товарні продукти».

У непромислових умовах у якості травителя для плат найбільшого поширення набув розчин хлорного заліза (FeCl 3). Ця сіль у водному розчині окисляє мідь і сприяє її відділення від основи-діелектрика друкованої плати. Концентрація використовуваного розчину 400 г / л, робоча температура до 35 ° С. Незважаючи на те, що цей розчин достатньо популярний, у нього є один великий недолік - він не піддається регенерації, тобто відновленню в звичайних непромислових умовах. Тому необхідно застосовувати ряд операцій для підготовки до утилізації відпрацьованого хімічного розчину. Ідеальним способом є нейтралізація залишків виробництва лугом (краще гашеним вапном). Після нейтралізації рідку частину можна вилити в каналізацію при неабиякому розведенні звичайною водою - в таких кількостях вона не сприятиме засолення грунтів. А тверду треба висушити, і добре прожарити. Одержаний продукт буде досить хімічно інертний і не представляє небезпеки для навколишнього середовища.

Отже, нейтралізація проводиться із застосуванням хімічних елементів у такій пропорції: на міль хлорного заліза (162 р.) потрібно три моля вапна (171 р.). Тобто приблизно, скільки за вагою хлорного заліза, стільки й вапна. Реакція буде проходити з виділенням великої кількості тепла, тому вапно потрібно додавати поступово. І ще буде виділятися певна кількість газу (вуглекислого), так як у вапні обов'язково буде карбонат, що поглинає газ CO 2 з повітря. Тільки застосування таких операцій дозволить мінімізувати надаються при утилізації відпрацьованих розчинів впливу на навколишнє середовище.

Методика проведення робіт з комплексної утилізації вторинних дорогоцінних металів з ​​відпрацьованих засобів обчислювальної техніки.

Витяг дорогоцінних металів із вторинної сировини є частиною проблеми використання зворотних ресурсів, яка включає в себе наступні аспекти: нормативно-правовий, організаційний, сертифікаційний, технологічний, екологічний, економіко-фінансовий. Проблема використання вторинної сировини, що містить дорогоцінні матеріали з комп'ютерів, периферійного устаткування та інших засобів обчислювальної техніки (ЗОТ) актуальна у зв'язку з технічним переозброєнням галузей промисловості.

До дорогоцінним металам відносяться: золото, срібло, платина, паладій, родій, іридій, рутеній, осмій, а також будь-які хімічні сполуки та сплави кожного з цих металів. Стаття 2 п. 4 «Федерального закону про дорогоцінні метали і дорогоцінні камені» від 26 березня 1998 року № 1463 говорить: «Лом і відходи дорогоцінних металів підлягають збору у всіх організаціях, в яких утворюються зазначені лом і відходи. Зібрані лом і відходи підлягають обов'язковому обліку і можуть перероблятися збирають їх організаціями для вторинного використання або реалізовуватися організаціям, що мають ліцензії на даний вид діяльності, для подальшого виробництва та афінажу дорогоцінних металів ».

Порядок обліку, зберігання, транспортування, інвентаризації, збирання та здавання відходів дорогоцінних металів з ​​СВТ, деталей і вузлів, що містять у своєму складі дорогоцінні метали для підприємства, установи та організації (далі - підприємство), незалежно від форм власності, встановлений інструкцією Міністерства фінансів Російської Федерації від 4 серпня 1992 року № 67. Всі види робіт з дорогоцінними металами суворо регламентовані нормативно-правовими документами, перелік яких подано у Додатку 1.

У Росії працює понад 200 підприємств, які мають реєстраційні посвідчення Державної пробірної палати Російської Федерації на право збору та переробки вторинної сировини, що містить дорогоцінні метали.

Ця методика спрямована на те, щоб показати послідовність робіт з комплексної утилізації вторинних дорогоцінних металів з ​​відпрацьованих СВТ. Крім того, методика покликана описати процес комплексної утилізації вторинних дорогоцінних металів.

При розробці методики були використані вітчизняні напрацювання та позитивний зарубіжний досвід. Міністерства та відомства, а також знаходяться в їхньому віданні організації та інші господарюючі суб'єкти можуть прийняти справжню методику за основу і адаптувати її до своїх потреб.

Висновок

На закінчення даного дипломного проекту, хочу відзначити, що всі поставлені завдання були вирішені з максимальною економією технічних, трудових, матеріальних ресурсів. Запропонований варіант має широкий спектр переваг перед своїми аналогами і, безумовно, з легкістю може бути запущений в серійне виробництво. Упевнений, що запропоноване рішення зможе гідно конкурувати на ринку.

У процесі дипломного проектування я виявив отримані мною в процесі навчання знання, вирішив поставлене переді мною завдання і підтвердив свою кваліфікацію як техніка-електроніка.

Список використаних джерел

1. Цифрові інтегральні мікросхеми: Довідник / М.І. Богданович, І.М. Грель та ін - Мн.: Білорусь, 1991.

2. В.В. Фролов. Мова радіосхем - М.: Радіо і зв'язок, 1988.

3. Довідкова книга радіоаматора-конструктора / А.А Бокуняев, Н.М. Борисов, Р.Г. Варламов та ін; Під ред. Н.І. Чистякова. - М.: Радіо і зв'язок, 1990