Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Результат поиска
Наименование:
курсовая работа Разработка конструкции регистратора и тарификатора исходящих звонков
Информация:
Тип работы: курсовая работа.
Добавлен: 12.10.2012.
Год: 2010.
Страниц: 13.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
КАЗАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им.
А.Н.ТУПОЛЕВА
Институт
радиоэлектроники и телекоммуникаций
КиПМА
Расчетно-пояснительн я
записка к курсовой работе
по дисциплине Основы
эргономики и дизайна
Разработка
конструкциирегистратора и тарификатора
исходящих звонков
Выполнил:
студент группы 5403
Латипов Д.М.
Проверил: ст. преподаватель
Фетистов Ю.И.
Казань
2010
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
Введение ………..
4
1. Анализ
задания ..…………….
5
2. Таблица
функций……….7
4. Выбор варианта
конструкции корпуса и разработка лицевой
панели … ………..………………9
5. Расчет
размеров печатной платы ………………..…..12
6. Выбор материала
и корпуса прибора………
.14
7. Компоновка
прибора ………15
8. Расчет
размеров надписей и функциональных
групп……… .….17
9. Расчет
размеров ЛП………...
...18
10. Выводы ………………19
11. Список используемой
литературы………... 22
Приложение
1.Рисунок прибора…….........23
Приложение
2. СЭП ……….………
………...24
Приложение
3. Перечень элементов ……….26
Приложение
4. Таблица общего вида………...27
Приложение
5. Таблица соединений………………..28
Введение.
В
этой курсовой работе приведено описание
регистратора и тарификатора исходящих
звонков.
Устройство
позволяет фиксировать все набираемые
телефонные номера, дату и время разговора,
его длительность, вести тарификацию и
производить некоторую статистическую
обработку накопленной информации. Предусмотрены
также защита от несанкционированного
подключения к линии и возможность блокировки
междугородных звонков отдельно для каждого
из пяти подключаемых телефонов.
Система
состоит из регистратора набираемых
номеров и компьютера с установленной
на нем программой. Регистратор подключают
к тел-й линии. Он считывает набираемые
номера и передает их компьютеру через
последовательный порт. Если в момент
звонка компьютер был выключен данные
временно хранятся в энергонезависимой
памяти устройства.
При
разработке описываемого прибора были
поставлены следующие задачи:
учет особенностей
эксплуатации РЭА;
простое управление
режимами работы;
надежная
и точная работа;
хорошая разборчивость
получаемых результатов;
хорошая ремонтопригодность
и привлекательный дизайн.
Анализ
задания.
Поставленная
задача будет решаться по правилам
конструирования РЭА.
а)
Подобрать элементную базу.
б)
Рассчитать размеры печатной платы.
в)
Разработать лицевую панель по ней
составить таблицу функций.
г)
Определить материал и форму корпуса.
д)
Определить расположение элементов
в корпусе.
е)
СЭП, ПЭ, Чертеж ВО, таблица ВО, Электромонтажный
чертеж, таблица соединений.
Прибор
состоит из одного функционально законченного
узла. Устройство позволяет фиксировать
все набираемые телефонные номера, время
и длительность разговора, вести тарификацию
и производить некоторую статистическую
обработку информации.
Система
состоит из регистратора и подключенный
к нему компьютера с установленной
программой.
Основа
устройства — PIC-контроллер, наиболее
дешевый из предлагаемых компанией Microchip.
Данные о звонках и настройке хранятся
е энергонезависимой памяти DD2. Телефонные
аппараты (ТА) можно подключать как непосредственно
к линии, так и через регистратор. В последнем
случае регистратор сможет определить,
с какого аппарата велся разговор. Эту
возможность удобно использовать например,
для разделения счетов за междугородные
переговоры между несколькими пользователями
одной телефонной линии. Связь с компьютером
осуществляется через оптопару U5, что
позволяет гальванически развязать компьютер
и телефонную линию. Питание устройства
осуществляется от телефонной линии.
В
исходном состоянии (т. е. когда телефонные
трубки лежат на всех аппаратах, подключенных
к линии) контроллер отслеживает состояние
датчика напряжения в линии делителя R4R6.
производит счет текущего времени и примерно
каждые полминуты вызывает обрабатывающую
программу компьютера Если компьютер
включен и программа запущена, регистратор
сверяет свои внутренние часы с часами
компьютера и при необходимости передает
накопленную информацию о звонках.
После
снятия трубки контроллер определяет
путем измерения напряжения на коллекторах
транзисторов оптопap U1 1 — U1 44. с какого
именно аппарата сняли трубку. Если этот
телефон подключен непосредственно к
линии, то считается, что трубку сняли
с ТА1. Затем информация о занятии линии
и номер определенного аппарата передается
компьютеру, что отражается в строке состояния
программы и в ее значке на панели задач.
Далее устройство считывает набираемый
номер и одновременно передает его в компьютер
для дальнейшей индикации. После набора
каждой цифры в контроллере сбрасывается
программный счетчик времени, который
позволяет определить окончание набора
номера.
Если
после набора цифры прошло более
5 с и число набранных цифр более
пяти, считается, что номер набран. При
этом на управляющий электрод ключа К1
поступает высокий уровень, ключ открывается
и подключает компаратор DA1 к общему проводу.
Однако контроллер продолжает отслеживать
состояние датчика напряжении в линии
R4R6 на тот случай, если набор номера будет
возобновлен. Если это произойдет, компаратор
снова отключится и опять сбросится счетчик
времени. После окончания набора номера
устройство начинает измерять длительность
разговора.
Анализ
элементной базы:
В
качестве материала корпуса выбран
полистирол АВС 0804Т ТУ6-05-1587-74 который
имеет специальные добавки Tпл.=
(117 градусов). Данный материал выбран исходя
из условий эксплуатации. Также материал
содержит во составе каучук, за счет этого
повышается прочность корпуса.
При
разработке требуется уделить внимание
на обеспечение малой массы и габаритов
прибора, предусмотреть возможность серийного
производства. Схема устройства реализована
на дешевых и доступных элементах.
При
выборе элементов акцент делался
на отечественных деталях. Конденсаторы,
индуктивности и резисторы выбраны
не смотря на рекомендации автора статьи,
так как выбранные мною элементы
обладают теми же номиналами, что и
в задании. В выборе полупроводниковых
приборов, я не отступал от задания.
Заполним
таблицу элементов:
Таблица 1. Таблица элементов
Таблица
функций.
Таблица
2.
Исходя
из принципа работы прибора, составлена
схема электрическая функциональная
Рис. 1: Схема
электрическая функциональная
Выбор
варианта конструкции
корпуса и разработка
лицевой панели.
Рассмотрим
теперь какие варианты корпуса могут
использоваться при конструирования
устройства, и выберем наиболее оптимальную
форму. Выбор формы будет осуществляться
согласно заданию, т.е. из расчета хорошей
ремонтопригодности, возможности перевозить
всеми видами транспорта без каких
либо негативных последствий.
Но
специфика данного прибора накладывает
некоторые другие условия. Прежде всего,
оно должно быть максимально привлекательным
с точки зрения дизайна, удобным
в использовании, т.е. занимать по возможности
меньшее пространство.
Рис. 2 Варианты
формы корпуса.
Вариант
корпуса на рис. 2.1 характеризуется
квадратным корпусом и малой высотой.
В таком корпусе печатную плату лучше
расположить в горизонтальном положении.
Разъемы для соединения с ТА будут расположены
на одной половине прибора, а печатная
плата с другой стороны, это сделано для
сохранения центра тяжести в центре прибора.
Это улучшает устойчивость конструкции.
Вариант корпуса на рис. 2.2. В
этом корпусе плата размещена
вертикально и крепится на
боковой стенке. В нижней части располагаются
разъемы для соединения с ТА. Таким образом
основной вес прибора расположен в нижней
его части. Данная конструкция меньше
остальных вариантов по ширине и длине,
но значительно превосходит их по высоте.
Из недостатков: прибор с такой высотой
и достаточно маленьким основанием не
обладает хорошей устойчивостью, а также
плохая ремонтопригодность.
Корпус
на рис. 2.3. Такая форма корпуса
хороша для переноски, сверху будет
ручка. Печатная плата и разъемы
расположены в одну линию. Данная конструкция
устойчива, но габариты ее велики. Поскольку
на лицевой панели большое количество
элементов, лицевая панель будет широкой,
и по краям прибора будет много свободного
места.
Наиболее предпочтительным вариантом
выглядит корпус на рисунке
2.1.
Регистратор
и тарификатор исходящих звонков
будет располагаться на горизонтальной
поверхности.
К
выбору ЛП нужно подходить не только
с точки зрения дизайна, что
на самом деле играет не малую роль,
но и с точки зрения относительно
не сложной её практической реализации.
Исходя
из описания принципа действия прибора
и схемы электрической принципиальной,
можно составить таблицу с
данными о наличии и размерах
элементов, находящихся на лицевой,
задней и боковой панели.
На рисунках 3.1-3.3 приведены возможные
варианты компоновки лицевой панели. Рассмотрим
каждый из вариантов.
Рис.3.1.
Вариант лицевой панели.
Рис.3.2.
Вариант лицевой панели.
Рис.3.3.
Вариант лицевой панели.
Рассмотрим
рисунки. Они особо не отличаются
друг от друга.
Вариант
лицевой панели на рисунке 3.1. не подходит
из-за неудачного расположения кнопки
«Вкл.», в таком положении она находится
на краю лицевой панели в лежащем положении
и не подходит по эстетическим параметрам.
Недостатком лицевой панели на рисунке
3.2. является неправильное расположение
светодиодов. Они расположены очень низко
и в силу физиологических особенностей
не подходит для работы за этим прибором,
т.к. во время работы рука оператора будет
закрывать их. Наиболее удачно элементы
расположены на рисунке 3.3, все элементы
находятся на одной линии.
Итак,
взвесив все “за” и “против”,
выбираем лицевую панель, показанную на
рисунке 3.3. Данный вариант наиболее привлекателен
и функционален.
Компоновка
прибора.
На рисунке 4 показано размещение
ФУ в приборе .
а)
б)
Рис.4.
Размещение ФУ в приборе: а – вид
сверху; б – вид сбоку
Расчет
размеров корпуса.
Исходные
данные для проектирования корпуса
представлены в таблице 1.
Таблица
1.
При
механической сборке зазор можно
представить в виде совокупности
слагаемых:
где
GZ - гарантированный зазор (GZ = 2+
0,5 мм)
Xi, X i+1 - допуски на размеры Xi, X i+p (если рассматривают
зазор между деталью и корпусом, то второй
деталью считают корпус без зазоров)
Xi = 0, 01?Xi
Xip, X (i+1)p - допустимый прогиб i и i+1 частей
Xip = 0,01?
max (Yi,Zi)
Для
расчета зазоров находятся приближенные
размеры корпуса при условии
равенства нулю зазоров между
частями прибора.
Таблица
2.
Расчеты зазоров.
Таблица
3.
Окончательные
внутренние размеры корпуса.
Таким
образом, внутренние размеры корпуса
для размещения составных элементов
прибора должны быть не менее
XK·YK·ZK = 169,35·165·39,77 мм.
Расчет
размеров печатной платы.
Для
того чтобы правильно рассчитать
размеры печатной платы, необходимо
принимать во внимание все составляющие.
Недостаток, которых может привести
к ошибочному определению размеров
печатной платы.
Рис.3.
Размеры и размещение областей на
печатной плате
Краевые
поля X1,X2,Y1,Y2 – необходимые для удобства
изготовления и закрепления платы. Размеры
краевых полей X1,X2,Y1,Y2 выбираются, прежде
всего, исходя из способа закрепления
платы в приборе. Крепление осуществляется
винтами, значит в месте установки винтов
размеры полей должны превышать диаметр
головки винта, а в остальных местах ширина
поля выбирается кратной шагу координатной
сетки.
Для
платы был выбран шаг координатной
сетки 2,5 мм.
Для
обеспечения минимизации размеров
печатной платы, а следовательно, и
всего прибора выберем X1=X2=Y2=2,5мм.Y1=0.5м .
Определим
размер зоны присоединения, на которой
размещаются контактные площадки, обеспечивающие
электрическое соединение с внешними
цепями.
Xпр
= N*DK1+(N+1)*SZпр = 18*1,8+(18+1)*0,7 = 45,7 мм.
Yпр
= DK1+6* Tпп = 1,8+6*1 = 7,8 мм.
Теперь
определим размеры коммутационной
зоны, на которой дорожки подходят
к краю платы
YK=(N-1)*XA/2+SZ(N+1 /2=(18-1)*0,5/2
+0,7*(18+1)/2 = 16,5 мм.
XK
= YF
Функциональная
область XF*YF=SF, где размещаются элементы
электрической схемы и соединительные
проводники.
Итак,
чтобы определить размеры ФУ, нужно:
Выписать
из справочника размеры элементов
XU, YU, ZU, Z0 и занести их в таблицу.
Расчет
зоны установки элементов.
Площадь
всех элементов на плате SE
=4425мм2
Размеры
печатного узла
по третьей координате Z образуется размерной
цепью.
ZP
= ZU+h+ZO = 15+1+1= 17мм
ZU
= max(ZU1,…,ZUk)
ZO
= max(ZO1,…,ZOk)
h
- толщина материала платы
ZUk,ZOk
– высота монтажа элементов с обоих сторон
платы (установочные размеры).
С
учетом зазоров между элементами,
общая площадь для элементов
электрической схемы можно представить
как площадь функциональной поверхности
SF:
SF
= SE / CZ
CZ
– коэффициент заполнения (0,1<CZ<0,2 при
наличии микросхем)
Для
определения размеров функциональных
областей необходимо ввести коэффициент
формы платы CF.
CF
= XF . YF = (1…3)
XF
= v (SF . CF)
YF
= v (SF / CF)
Вычислим
площадь функционального узла SF
и найдем размеры печатного узла при различных
коэффициентах заполнения CZ и коэффициентах
формы CF:
На
моей печатной плате одна коммутационная
область, поэтому размеры печатного
узла находятся по следующим формулам:
XP = X1+XF +X2
YP = Y1+YF+YK1+Yпр+Y2
Расчет
размеров печатной платы.
При
таких параметрах CF,CZ плата имеет наименьшие
размеры. Такой коэффициент формы выбран
для того чтобы эта печатная наилучшим
способом вписалась во внутреннюю компоновку
элементов в корпусе. Окончательные
размеры платы согласно ОСТ 4.010.020-83. составят:
XP1хYP1x ZP1 = 140х130х17
мм.
Расчет
собственной резонансной
частоты печатного узла
Функциональный
узел на жесткой печатной плате закрепленный
в приборе, в условиях вибрационных нагрузок
(например, при транспортировке прибора
автомобилем, самолетом и т.д.) обладает собственными
частотами механических колебаний или
конструктивными резонансами. Если частота
вибрационных воздействий совпадает с
собственной частотой ,
плата испытывает максимальные
механические перегрузки.
При
закреплении платы в четырех
точках частота будет :
F(fu)=0,47746*h*(1/x2 1/y2)*
vE*x*y*h/Мs
Где X, Y - расстояние
между точками закрепления платы, мм.
Е
модуль упругости материала платы Па,
Мs = МP *
ME * MR - масса функционального узла, г. MP=0,001хХРхУРхhхр(ПП)
- масса печатной платы, г ,
р(ПП)
- удельная плотность материала
платы, г/см3. Для p(СФ1)= 2,Q5 г/см3,
ME-масса
элементов на ПП.
МR-масса
припоя на ПП.
X=140 мм
Y=130 мм
E=3e+10,Па
H=1.5
Mp=0,001*100*60*1.5*2= 8
г
MR=0,06*36=2,16
г
ME=0,6*5+0,2*6+0,4*2 5
г
Мs=25,16 г
Подставляем
полученные значения:
F(fu)=0,47746*1.5*(1 140+1/130)* v3е+10*140*130*1.5/2 .16=839.5 Гц
Расчет
прочности платы.
Уравнение
учета прочности имеет вид:
Ослабление сечения выбирается по
формуле:
где d размер
отверстия в сечении
.-коэффициент
виброперегрузки.
P=Ms*g-нагрузка
создаваемая суммарной массой.
G=9800мм/с2.
Момент
сопративления к изгибу для плате
в прямоугольной форме определяется:
Ys=40 мм
=0,0147*25,16*140/40 2,25=0.37В.
Окончательно
после округления и придерживаясь
рекомендованного стандарта ГОСТ 6636-68
и размерного ряда Ra40 мы получаем размеры
корпуса 180?170?40 мм.
Выбор
материала и корпуса
прибора.
При
выборе материала прибора основными
факторами, определяющими материал
корпуса прибора, явились условия
его эксплуатации. Так как регистратор
будет располагаться в домашних условиях,
под телефонным аппаратом, то металлический
материал корпуса не подходит. Поэтому
пластмассовый корпус самый оптимальный
выход из положения.
Форма
корпуса выбрана таким образом,
чтобы его практическая реализация
была максимально проста. Добиваясь
этого результата нужно стремиться
к уменьшению количества составных
частей. В этом приборе минимизация
проведена довольно успешно, количество
составных частей доведено до двух
элементов: корпуса и крышки.
Расчёт
размеров надписей
Для
расчетов размеров лицевой панели необходимо
произвести расчет функциональных групп.
Так как все группы содержат надписи,
произведем расчет их размеров. Для
выполнения надписей на приборах наиболее
распространенным является прямой рубленный
шрифт ГОСТ 2330-76.
Рис.5.
L
– расстояние до символа
?
– угловой размер символа
t
– толщина обводки
XS
- ширина символа
YS-
высота символа
Высота
буквы YS определяется как YS >
*L.
- зависит от сложности.
Расстояние
L обычно выбирают, исходя из возможности
оператора дотянуться рукой до регулятора,
не сходя с места. Средняя величина составляет
(500 ±200)мм. Расстояние рекламных надписей
Lрек=1±0,5м.
Коэффициент
формы характеризуется CF = XS / YS.
СF =
0.65 ±0.05
– нормальное начертание (Н);
СF<= 0.6
– узкое начертание (У);
t - толщина
обводки
Степень
обводки: t/YS = 0.15 ±0.05 – светлое (НС);
Длина
предложения рассчитывается по формуле:
XN= aXSi
+ (N-1) * t
Результаты
вычислений в таблице
Таблица
4. Расчет надписей
Расчет
размеров функциональных
групп
Расстояние
по координате X между элементами функциональной
группы, а также краевые поля выбираются
по следующему принципу:
Ximin=Xs
Минимальное
расстояние между строчками надписи
Yi выбирается из условия: Yi=0,5Ys.
Также вычисляются краевые поля. Сначала
определим размеры функциональных групп
на лицевой панели.
Необходимо
определить минимальные размеры
функциональных групп для лицевой
и задней панелей, представленных на рисунках
6-8:
Функциональная
группа №1
Рис.6
XF1=X1+XSA+X2=2,4+10 2,4=24,6мм
YF1=
Y1+YN+YI+YSA+Y2 =2+4+2+18,5+2=28,5 мм
Область
подкючения телефонных аппаратов
Рис.
7
XFO1=X1+XSA+X2=2,4+6 +2,4=64,8мм
YFO1=
Y1+YHL+Y2+YN+Y3+YR+ 4 =2+7+2+4+2+12+2=31 мм
Область
подключения к компьютеру (компорта)
Рис.8
XG2=
X1+XR+X2 =2+35+2=39 мм
YG2=
Y1+YN+Y2+YR+Y3 = 2+4+2+12+2 =22 мм.
Область
сброса
XG2=
X1+XR+X2 =2+22+2=26 мм
YG2=
Y1+YN+Y2+YR+Y3 = 2+4+2+22+2 =32 мм.
Расчет
размеров лицевой
панели
Лицевая
панель - основная рабочая поверхность,
которая содержит четыре функциональных
групп. Задача - определить размеры,
занимаемые функциональными группами
на лицевой панели. Эскиз лицевой панели
приведен на рис.9. Составим компоновочную
модель лицевой панели.
Рис.9. Компоновочная
модель лицевой панели
Размеры,
по которым определяются габариты лицевой
панели, помещены в таблицу:
Таблица
5. Определение размеров лицевой панели
Размеры
Xi и Yi нужны для разделения функциональных
групп друг от друга, правильной компоновки
групп на лицевой панели, а также это крайние
поля. Они нужны, так как информация на
самом краю лицевой панели будет плохо
восприниматься. Размеры краевых полей
выбираются, как правило, кратными шагу
координатной сетки: 2,5; 5,0; 7,5; 10,0 и т.д.,
в зависимости от размеров прибора, функциональных
групп и плотности размещения.
Размеры лицевой панели по координате
Y немного больше рассчитанных ранее размеров
корпуса, поэтому требуется увеличить
размеры корпуса в соответствие с ГОСТом.
В соответствии с ГОСТ 6636-68 окончательные
размеры корпуса равны 210·170·70 мм.
Выводы
В
данной курсовой работе были рассмотрены
все этапы конструирования радиоэлектронной
аппаратуры: начиная от изучения задания
и его анализа, заканчивая разработкой
чертежа общего вида и электромонтажного
чертежа.
В
этой работе заданием было разработать
конструкцию регистратора и тарификатора
исходящих звонков. Исходя из всех требований,
которые предъявлялись, учитывая таблицу
функций, была разработана лицевая панель
прибора. Достоинством которой, стало
простота управления и легкость восприятия
получаемой информации.
Материалом регистратора
была выбрана пластмасса. Далее
был сконструирован общий вид
корпуса. Наиболее удачной формой корпуса
стал – прямоугольный вид. Размеры
корпуса составило: 180·170·70мм.
После
расчета размеров печатных плат, произвели
компоновку элементов.
Учитывая
все эти документы, был разработана:
СЭП, перечень элементов, вид общий,
электромонтажный чертеж, таблица ВО,
таблица соединений.
Список
используемой литературы
Лавренов
О. П. Введение в конструирование
радиоэлектронных средств. Казань: ОАО
«Радиоприбор» , 2002г., 86с.
Ю.И.Фетистов,
Лавренов О. П.,Самигуллина Г.Р. Проектирование
и технология радиоэлектронных средств.
Основы художественного конструирования
радиоэлектронной аппаратуры. Казань.
КАИ-КГТУ им А.Н.Туполева.2007г., 126с
Электронный
магазин радиоаппаратуры www.Platan.ru
ГОСТ 21937-91
Программный
продукт «Полупроводниковые приборы№2»
Справочник по отечественным и импортным
полупроводниковым приборам
Авторы:
Шульгина О.Б, Шульгин О.А., Воробьев
А. Б.
