Огляд літератури та постановка завдання по заданому напрямку проектування

Вступ

Системи охоронної сигналізації є найбільш традиційними та поширеними засобами, що використовуються для охорони будинків, квартир, офісів. Основне призначення охоронної сигналізації - виявлення несанкціонованого проникнення у взяті під охорону приміщення, і як наслідок, забезпечення цілісності майна.

Охоронні пристрої дозволяють контролювати і сповіщає про такі процеси що відбуваються в об'єкті, взятому під охорону:

· руйнування вікон, стін, перекриттів;

· відкриття дверей і вікон;

· виникнення вогню;

· пересування людей всередині приміщень.

Сьогодні на ринку охоронних сигналізацій представлено безліч різних варіантів, які відрізняються не тільки багатофункціональністю й зовнішнім виглядом, але й ціною.

Види систем охоронної сигналізації:

– охоронна система, яка у випадку спрацьовування будь-якого датчика активує сирену або строб-спалах;

– система сигналізації з підключенням до телефонної лінії. При появі сигналу тривоги по телефонній лінії передається заздалегідь записане голосове повідомлення на запрограмовані телефонні номери;

– система охоронної сигналізації з підключенням до центру спостереження (пультова охорона). Всі сигнали тривоги надходять на пульт централізованого спостереження. Оператор, отримавши інформацію від охоронної системи, вживає необхідних заходів.

– GSM сигналізація. Охоронна сигналізація при спрацьовуванні датчика відправляє сигнал тривоги як SMS повідомлення на мобільний телефон.

Всім охоронним системам, притаманний ряд недоліків:

1) немає можливості оповіщення користувача про тривогу, якщо його немає біля охоронного об'єкта - дана система виконує лише «відлякувальну» функцію.

2) система сигналізації з відімкненням до телефонної лінії. Телефонну лінію можна обрізати. Можливі також і інші пошкодження телефонної лінії - дана система не автономна.

3) пультова охорона, як і попередня, з'єднується з пультом охорони за допомогою дротів; при пошкодженні дротів система перестає працювати.

4) Висока ціна готового виробу.

Метою даної роботи є розробка недорогого універсального охоронного пристрою, виконаного на сучасній елементній базі, який призначений для цілодобової охорони об'єктів різного призначення: офісів, дач, квартир, гаражів, складів і т. п.

Завданнями даної роботи є:

1. На основі вивчення та аналізу існуючої системи пожежної сигналізації та способів охорони приміщень та об’єктів є доцільним спроектувати систему охоронної та пожежної сигналізації яка б дала змогу:

· забезпечити надійне виявлення джерел загоряння (на ранній стадії) та взлому приміщення різними типами датчиків;

· об’єднати можливість використання одного централізованого пульта сигналізації для систем охорони та пожежної безпеки;

· використовувати різні типи сповіщувачів для системи пожежної сигналізації в залежності від місця встановлення (категорії приміщення).

· мати невисоку ціну при виготовленні та відносну простоту конструкції.

2. Провести розрахунки, які підтверджують працездатність пристрою й подальшу його експлуатацію;

3. Виконати розробку принципової схеми та опис алгоритму функціонування охоронного пристрою.

Теоретична та практична цінність роботи полягає в наявності теоретичного матеріалу по дослідженню, відсіяного з-поміж іншого в процесі пошуку інформації по темі, та в проектуванні охоронного пристрою, який би виконував вище перелічені вимоги та мав би невисоку ціну у виготовленні.

Спеціальна частина

Димові пожежні сповіщувачі

 Дим є найбільш характерною ознакою пожежі, оскільки практично всі типи пожеж супроводжуються утворенням великої кількості невловимих димових частинок.

 Тому найбільш численною і поширеною групою пожежних сповіщувачів є димові, в яких реалізовані різні принципи виявлення димових частинок залежно від їх розміру, кольору і т.п.

Рисунок 1.1 - Алгоритм роботи пристрою.

Структурна схема — схема, яка визначає основні функціональні частини виробу, їх взаємозв'язки та призначення. Під функціональною частиною розуміють складову частину схеми: елемент, пристрій, функціональну групу, функціональну ланку. Елементарні функціональні ланки зображуються прямокутниками, а зв'язки між ними — суцільними лініями зі стрілками, що показують напрям дії ланки. Іноді в полі прямокутника вписують математичний вираз закону перетворення сигналу в ланці, у цьому випадку схему іноді називають алгоритмічною.

В схемотехніці разом із структурною розглядають також принципову та функціональну схему. З поміж всіх цих схем структурна найменш деталізована. Структурну схему розробляють при проектуванні виробів (устаткування) на стадіях, що передують розробці схем інших типів, і користуються ними для загального ознайомлення з виробом (устаткуванням). Вона призначена для відображення загальної структури пристрою, тобто його основних блоків, вузлів, частин і головних зв'язків між ними. Із структурної схеми повинно бути зрозуміло, навіщо потрібний даний пристрій і що він робить в основних режимах роботи, як взаємодіють його частини. Позначення структурної схеми можуть бути доволі вільними, хоча деякі загальноприйняті правила все ж краще виконувати. Структурна схема охоронного пристрою зображує роботу схеми на блочному рівні. Вона є основою для розробки функціональної та електричної принципової схеми.

 Вхідний блок призначений для аналізу сигналів із усіх 8-ми вхідних датчиків і передачі його далі на блоки «Індикації» та «Активного» і «Пасивного» режиму охорони по 8 окремих шинах відповідно до кожного датчика. Вхідний блок являється буфером між лініями датчиків та іншими блоками пристрою. Це необхідно для того, щоб спрацьовування блоків «Активного» та «Пасивного» режимів охорони було більш чітким.

Блок «Індикації» активності датчиків призначений для індикації сигналів, що надходять із вхідного блока. Він є елементом простого відображення інформації на дисплеї чи за допомогою індикаторів, світлодіодів і т.д. Світлодіодами відбувається індикація стану кожного датчика, він замкнений, чи розімкнутий.

Блок «Пасивного» режиму охорони призначений для обробки сигналів, що надходять з вхідного блока. Сигнали з 8 датчиків надходять до блока, через групу перемичок, яка «програмує» належність кожного датчика до певного режиму охорони або взагалі ігнорується звуковою індикацією системи. Датчики, які потрібні для режиму пасивної охорони, з’єднуються із виходами блока, які належать до активного режиму – із блоком «активного», а ті, що взагалі не сигналізуватимуться звуком – підключаються до зальної шини «+5В». Таким чином відбувається «програмування» належності датчиків до кожної групи. З виходу блоку  сигнал активності хоча б одного датчика подається на електронний ключ, який вмикатиме звукову сигналізацію.

Блок активного режиму охорони призначений для обробки сигналів, що надходять з вхідного блока. Сигнали з 8 датчиків надходять до блока через групу перемичок, яка «програмує» належність кожного датчика до певного режиму охорони або взагалі ігнорується звуковою індикацією системи. Датчики, які потрібні для режиму пасивної охорони, з’єднуються із виходами мікросхеми блока. Таким чином відбувається «програмування» належності датчиків до групи активної охорони. З виходу блоку сигнал активної охорони йде на логічний ключ-тригер на елементах.

Блок «Узгодження модулів кодового доступу» призначений для узгодження декількох модулів кодового доступу із основним блоком. Він розміщується в базовому блоці системи і являє собою тригер та «буфери завад» по входу і по виходу блока. Вони потрібні для чіткого спрацьовування тригера, оскільки лінія зв’язку від базового блока до модуля кодового доступу може мати значну довжину, то по ній будуть проходити завади разом із корисним сигналом. Даний логічний елемент може не зважати на перешкоди, що менші по амплітуді за лог. «1».

«Модуль кодового доступу» призначений для віддаленого контролю та постановки в режим активної охорони всієї системи. В системі може бути декілька таких модулів. Живлення модуля здійснюється від мережі системи «+5В». Основою модуля кодового доступу є мікроконтролер типу PIC16F84-041/p.

Рисунок 1.3 - Функціональна схема охоронного пристрою.

Таблиця 1.1 - Позначення елементів на функціональній схемі.

Вибір елементної бази

В проектованому пристрої вибрана 155 серія мікросхем. Основна причина – це їхня дешевизна і поширеність. Серія має наступні параметри:

· температура паяння - 235-245 ° С,

· тривалість пайки - (2 0, 5) c,

· відстань від нижньої площини корпусу до місця паяння не менше - 1 мм;

· температура паяння при автоматизованій збірці не більше - 265 ° С,

· тривалість пайки - не більше 4 с.

· допустиме значення статичного потенціалу - 200 В.

Не рекомендується підведення будь-яких електричних сигналів (у тому числі шин " живлення" і " корпус" ) до незадіяних виводів мікросхем. При ремонті апаратури заміну мікросхем необхідно проводити при відключених джерелах живлення. Допускається напруга на вході мікросхеми не менше - 0, 4 В і напруга на виході не менше - 0, 3 В. Вільні входи мікросхем, які не використовуються згідно електричної схемою апаратури, повинні бути підключені до джерела живлення 5 В  через резистор з опором 1 кОм. Одночасно підключається 20 входів. Для випадкових завадових сигналів, що перевищують по амплітуді норми ТУ, для випадкових короткочасних порушень стабілізації живлячих напруг допускається короткочасне вплив напруги живлення -  7 В.

В якості транзисторів вибрані кремнієві транзистори малопотужні, середньої частоти типів КТ361 та КТ315. Вони мають низьку собівартість та забезпечують необхідні параметри роботи схеми. По якості виконання та по надійності напрацювання вони мають також гарні показники. Їхня дешевизна полягає у відсутності дорогоцінних матеріалів у транзисторах та в простоті виконання в кремнієвому корпусі.

В модулі кодового доступу використано мікроконтролер PIC16F84-041/p. Цей мікроконтролер відноситься до сімейства КМОП мікроконтролерів. Відрізняється тим, що має внутрішнє 1K x 14 біт EEPROM для програм, 8-бітові дані і 64байт EEPROM пам'яті даних. При цьому відрізняються низькою вартістю і високий продуктивністю. Усі команди складаються з одного слова (14 біт шириною) та виконуються за один цикл (400 нс при 10 МГц), крім команд переходу, які виконуються за два цикли (800 нс). PIC16C84 має переривання, що спрацьовує від чотирьох джерел, і восьмирівневий апаратний стек.

Периферія містить у собі 8-бітний таймер / лічильник з 8-бітовим програмованим попередніми дільником (фактично 16 - бітний таймер) і 13 ліній двунаправленного введення / виведення. Висока навантажувальна здатність (25мА макс.) ліній вводу / виводу спрощують зовнішні драйвери і, тим самим, зменшується загальна вартість системи. Розробки на базі контролерів PIC16C84 підтримується асемблером, програмним симулятором, емулятором (тільки фірми Microchip) і програматором.

Серія PIC16C84 підходить для широкого спектра додатків від схем високошвидкісного керування автомобільними й електричними двигунами до економічних віддалених приймачів, що показують приладів і зв'язних процесорів. Наявність ПЗУ дозволяє підлаштовувати параметри в прикладних програмах (коди передавача, швидкості двигуна, частоти приймача і т.д.).

Малі розміри корпусів, як для звичайного, так і для поверхневого монтажу, робить цю серію мікроконтролерів придатної для портативних додатків. Низька ціна, економічність, швидкодія, простота використання і гнучкість введення / виводу робить PIC16C84 привабливим навіть у тих областях, де раніше не застосовувалися мікроконтролери. Наприклад, таймери, заміна жорсткої логіки у великих системах, співпроцесори, кодові замки.

Вбудований автомат програмування EEPROM кристала PIC16C84 дозволяє легко підлаштовувати програму і дані під конкретні вимоги навіть після завершення асемблювання і тестування. Ця можливість може бути використана як для тиражування, так і для занесення каліброваних даних уже після остаточного тестування.

Характеристика мікроконтролера:

· Тільки 35 простих команд;

· Всі команди виконуються за один цикл (400ns), крім команд переходу -2 циклу;

·  Робоча частота 0 Гц... 10 МГц (min 400 нс цикл команди)

· 14 - бітові команди;

·  8 - бітові дані;

· 36 х 8 регістрів загального використання;

· 15 спеціальних апаратних регістрів SFR;

· 64 x 8електрично програмуєма EEPROM пам'яті для даних;

·  Восьмирівневий апаратний стек;

·  Пряма, непряма і відносна адресація даних і команд;

·  Чотири джерела переривання: зовнішній вхід INT, переповнення таймера RTCC, переривання при зміні сигналів на лініях порту B, по завершенню запису даних в пам'ять EEPROM

Периферія та від/вивід:

·  13 ліній введення-виведення з індивідуальною настройкою;

·  8 - бітний таймер / лічильник RTCC з 8-бітовим програмованим попередніми дільником;

·  Автоматичне скидання при включенні;

·  Таймер включення при скиданні;

·  Таймер запуску генератора;

·  Watchdog таймер WDT із власним вбудованим генератором, що забезпечує підвищену надійність;

·  EEPROM біт таємності для захисту коду;

·  Економічний режим SLEEP;

·  Обрані користувачем біти для установки режиму збудження вбудованого генератора:

·  RC генератор: RC

·  Звичайний кварцовий резонатор: XT

·  Високочастотний кварцовий резонатор: HS

·  Економічний низькочастотний кристал: LP

·  Вбудований пристрій програмування EEPROM пам'яті програм і даних; використовуються тільки дві ніжки.

Параметри КМОП технології:

·  Економічна високошвидкісна КМОП EPROM технологія;

·  Статичний принцип в архітектурі;

·  Широкий діапазон напруг живлення і температур:

· U=: 2.0... 6.0 В, 0... +70 С

·  Низьке споживання струму -  3 мА типово для 5В, 4МГц та  50 мкА типово для 2В, 32кГц, . 26 мкА типово для SLEEP режиму при 2В.

В основі системи пожежозахисту використовується мікроконтролер MSP430F2234. Це 16 розрядний процесор з RISC архітектурою MSP430, по своїм параметрам повністю відповідає усім вимогам системи.

Мікроконтролери сімейства MSP430 включають в себе 16 – розрядний RISC CPU, периферійні модулі та гнучку систему тактування, з’єднанні через загальну шину (MAB) пам’яті та шину пам’яті даних (MDB).

Сімейство MSP430 володіє наступними ключовими особливостями:

· архітектура з ультранизким споживанням;

· для схоронності вмісту ОЗП необхідний струм не більш 0, 1 мкА;

· модуль тактування реального часу споживає 0, 8 мкА;

· струм живлення при максимальній продуктивності – 250 мкА;

· вбудовані модулі 12 розрядного чи 10 розрядного АЦП швидкістю 200 ksps є температурний датчик та джерело опорної напруги Vref - з’єднаний 12 розрядний ЦАП – таймери, що керуються компараторами для виміру опорних елементів;

· 16 розрядний RISC CPU, яке допускає нові застосування к фрагментам коду:

·  компактне ядро має понижене енергоспоживання та вартість;

· набір команд складається з 27 інструкцій, підтримується сім режимів адресації;

· можливість програмування Flash- пам’яті в схемі дозволяє гнучко змінювати та обновляти програмний код та проводити реєстрацію даних.

В якості датчика задимленості вибрана інфрачервона оптопара TCST 1103.Основні характеристики:

Таблиця 1.2 - Електричні характеристики TCST 1103.

Рисунок 1.4 – Діаграма перемикання.

В якості пристрою узгодження мікроконтролера MSP430F2234 з рештою схеми вибраний інтерфейс RS485/RS422 - MAX3070Е.

Таблиця 1.3 - Електричні характеристики МАХ3070Е.

В якості аналізатора температури в «Блоці пожежної охорони» використано цифровий температурний датчик TMP100. Він працює в парі з мікроконтролером MSP430F2234 на цифровій шині I2C.

Основні характеристики:

· DIGITAL OUTPUT: I2C Serial 2-Wire

· RESOLUTION: 9- to 12-Bits, User-Selectable ACCURACY: ±2.0°C from -25°C to +85°C (max), ±3.0°C from -55°C to +125°C (max)

· LOW QUIESCENT CURRENT:  45µA, 0.1µA Standby

· WIDE SUPPLY RANGE: 2.7V to 5.5V

·

Вхідний блок

Вхідний блок призначений для аналізу сигналів із усіх 8-ми вхідних датчиків і передачі його далі на блоки Індикації та Активного і Пасивного режиму охорони по 8 окремих шинах відповідно до кожного датчика. Принципова електрична схема блока наведена на рисунку 1.5.

Працює вона наступним чином. Вимикачі S1 – S8 – це умовно позначені датчики. Зрозуміло, що датчики до системи можуть підключатись любого сумісного типу на розмикання при порушенні датчика. На схемі вони позначені у вигляді вимикачів з нормально-замкненими контактами. Вимикачі підключені до спільної шини «0». Це дозволяє уникнути завад передачі сигналу від кожного віддаленого датчика до базового блока системи та робить простоту виконання розводки проводки датчиків. В якості баластів для порівняння сигналу від датчика використано резистори R1 – R8, які подають логічну «1» на входи елементів DD1.1 – DD1.6, DD2.3 – DD2.4. Вони потрібні для стабільної роботи логічних елементів і уникнення збоїв та помилкових спрацювань. їхній номінал не є суттєвим для роботи схеми і може коливатись в межах від 1Ком до 10Ком. Логічні елементи DD1.1 – DD1.6, DD2.3 – DD2.4 призначені для «буферизації» та інверсії вхідних сигналів датчиків. Тобто, якщо лінія від датчика до базового блока охоронного пристрою занадто довга, і пролягає по місцях підвищеної імовірності виникнення завадових перешкод, то вони обріжуть вхідний сигнал, який по своєму потенціалу буде нижчий за поріг логічної «1». А імовірність виникнення такого завадового сигналу практично нульова. Більша імовірність неправдивого спрацювання системи може бути при неякісному виконанні проводки, тобто при обриві сигнальної шини до датчика.

Логічні елементи DD1.1 – DD1.6, DD2.3 – DD2.4 реалізовані на двох мікросхемах К155ЛН1.

Рисунок 1.5- Принципова електрична схема вхідного блока.

Модуль кодового доступу

Модуль кодового доступу призначений для віддаленого контролю та постановки в режим активної охорони всієї системи. В системі може бути декілька таких модулів. Електрична принципова схема модуля наведена на рисунку 1.10. Живлення модуля здійснюється від мережі системи «+5В». Основою модуля кодового доступу є мікроконтролера DD8 типу PIC16F84-041/p. Клавіатура кодового замка – це набір кнопок 0-9 та * і #. Частота роботи процесора – 4 МГц, задана кварцовим резонатором ZQ3. Конденсатори С5 – С6 потрібні для коректної роботи задаючого генератора на кварцовому резонаторі. При натисканні на кнопки клавіатури, звуковий резонатор ZQ4 видає 1 короткий імпульс. В модуль є вхід інформації із системного блока пристрою Х9. По якому модуль визначає постановку під охорону системи з іншого пульта і видає звуковим резонатором сигнал 2 короткі імпульси кожні 5 сек. Це необхідно для того, щоб користувач знав, що система знаходиться в стані «під охороною» та ввів необхідний код доступу, після чого сигналізація резонатором ZQ4 припиниться та система перейде в режим «Не під охороною». Лістинг програми мікроконтролера PIC16F84-041/p наведено в додатку А.

Блок пожежної охорони

Блок пожежної охорони призначений для вмикання сирени при виникненні небезпеки пожежі. Сирена ввімкнеться тільки в тому випадку, коли система знаходиться в режимі «Охорона». В основу блока покладено мікроконтролер MSP430F2234. Пристрій в залежності від сигналу інфрачервоної оптопари аналізує показання цифрового температурного датчика TMP100. Якщо температура перевищує задану, то подається сигнал на відповідний порт виводу, потім на інтерфейс RS485/RS422, який реалізований на 5-ти вольтовій мікросхемі - MAX3070Е. При спрацюванні пожежної тривоги, на виході «Y» MAX3070Е з’явиться логічна «1».

Резистор R51 використовується для підтяжки сигналу на лінії до рівня логічної одиниці, для організації скидання при включенні процесора. Тактувати MSP430 можна за рахунок зовнішнього кварцового резонатору.

Напруга живлення цифрового температурного датчика цілком відповідає завданню, тому використовувати мікросхеми зміни напруги не треба. Для передачі даних між процесором і термодатчиком використовується шина І2С.

Програма процесору повинна виконувати зняття показань цифрового температурного датчика. Перед зняттям інформації з температурного датчика будемо аналізувати рівень на виводі процесора до якого підключено оптопару. Якщо на виводі логічний 0, тоді опитуємо датчик температури. Після отримання даних перевіримо на рівень температури. Якщо температура більш ніж 25 С, то на відповідний вивід подамо логічну одиницю. Лістинг програми наведено в додатку Б.

Рисунок 2.1 – Друкована плата базового блока (без модуля кодового доступу та блока пожежної охорони).

Для вибору типу друкованої плати (ДП) спочатку розглянемо типи використовуваних ДП.

За конструктивним виконанням розрізняють:

· однобічні ДП (ОДП);

· двобічні ДП (ДДП);

· багатошарові ДП (БДП);

· провідникові або комбіновані ДП (ПДП);

· гнучкі ДП (ГДП).

ОДП прості в конструюванні й економічні у виготовленні. Саме таку друковану плату базового блока ми і використаємо. Основними перевагами ОДП є:

· можливість забезпечувати підвищені вимоги до точності виконання провідникового рисунку;

· встановлення навісних елементів на поверхні плати з боку, протилежного паянню, без додаткової ізоляції;

· можливість використання перемичок із провідникового матеріалу. Монтажні й трасувальні можливості ДП без металізованих отворів, а також надійність і механічне кріплення низькі, тому для підвищення міцності кріплення елементів такі плати виготовляються з металізацією отворів. Звичайно ОДП застосовуються для монтажу в побутовий ЕОА, у силовій електроніці, у НЧ пристроях.

Максимальний розмір ДП, як багатошарової так і одношарової, не повинен перевищувати 470 мм. Це обмеження визначається вимогами механічної міцності й щільності монтажу. Співвідношення сторін ДП, для спрощення компонування блоків і уніфікації розмірів, рекомендується вибирати 1: 1; 2: 1 (але не більше 4: 1). З метою максимального використання фізичного об‘єму конструкції доцільно розробити ДП прямокутної форми, не перевищуючи встановлених розмірів для наступних типів:

Таблиця 2.1 – Максимальні розміри друкованих плат різних видів.

Розміри ДП вибираються, виходячи з двох типів вимог: функціональних і технологічних. Функціональні вимоги визначаються щільністю монтажу, кількістю ІС, формою корпусу. Технологічні вимоги визначаються обмеженнями типових розмірів з огляду на можливість технологічної реалізації, яка визначається роздільною здатністю фотолітографії і механічною міцністю матеріалу ДП. Виходячи з цього, вибираємо прямокутну ДП з розмірами 120х105 мм, тобто - малогабаритну.

Вибираємо ОДП, оскільки застосування її дозволить значно полегшити трасування, зменшити габарити плати, зменшити витрату матеріалу та забезпечити надійність з'єднань. Як основу плати вибираємо фольгований склотекстоліт, використовуючи мідну фольгу, що нанесена на нього із двох сторін, як екран - екран з одного боку, екран з іншого боку добре захищає схему від електричних і магнітних завад, які могли б погіршити роботу схеми (наприклад, помилкові спрацьовування).

Як основу для виготовлення ДП, використовують шаруваті діелектрики, фольговані електролітичною міддю.

Вимоги до параметрів матеріалу основи ДП:

· висока термостійкість і мала вологопроникність;

· поверхневий опір при 40 °С має бути не меншим  МОм;

· чистота міді 99, 5%;

· шорсткість не гірше 0, 4 мкм.

Таким параметрам відповідають гетинакс і склотекстоліт.

Гетинакс - шаруватий пластик на основі паперу й синтетичних смол. Сполучною речовиною найчастіше є феноло-формальдегідні смоли, рідше - меламіно-формальдегідні, епоксидно-феноло-аніліно-формальдегідні. Вміст смоли в гетинаксі складає 40–55%. Іноді гетинакс фольгують червоно-мідною електролітичною фольгою, облицьовують бавовняними, скляними або азбестовими тканинами, армують металевою сіткою. Залежно від призначення гетинакс випускають кількох марок.

Гетинакс має високу механічну міцність та хороші електроізоляційні властивості. Наведемо деякі його характеристики: щільність 1, 25 г./см³; теплостійкість по Мартенсу 150…160 °С; міцність при розтягуванні 70…100 МН/м² (700…1000 кг/см²), міцність при статичним вигині (по основі) 80…140 Мн/м² (800…1400 кг/см²); питома ударна в'язкість 1, 3…1, 5 кг/м² (13…15 кг/см²); водопоглинання за 24 години 0, 3–0, 6 г/дм²; питомий поверхневий електричний опір 10¹⁰…10¹² Ом; тангенс кута діелектричних втрат при 10³ кГц 0, 07–0, 10.

Склотекстоліт – шаруватий пластик, що складається з шарів склотканини (наповнювач), просякнутих синтетичною смолою (зв’язувальна речовина). Склотканини, що використовуються для виготовлення склотекстоліту, можуть бути одношаровими й багатошаровими, різними за видом плетива (наприклад, кордне, полотняне, сатинове) і складом волокон. При продукуванні склотекстоліту зазвичай використовують кілька шарів склотканин (головно одношарової).

Склотекстоліт застосовують як конструкційний матеріал для виготовлення листів і великогабаритних виробів складної конфігурації, а також як електроізоляційний матеріал в електро- і радіотехніці.

Недоліком цього матеріалу є його низька теплопровідність порівняно з металами, але він дешевий і виробництво ДП на його основі є економічно вигідним, тому зупиняємо вибір на ньому.

Вибираємо фольгований склотекстоліт марки СФ – 2–35–1, 5 (С - склотекстоліт; Ф - фольгований; 2 - двобічний (для виготовлення двобічної ДП; 35 – товщина фольги в мікрометрах).

ДП має дві складові: це основа - ізоляційний матеріал (несуча частина) і власне друкований монтаж. Друкованим монтажем називають систему плоских провідників, нанесених на ізоляційну основу, які забезпечують необхідні електричні з'єднання всіх елементів схеми. Як основний матеріал для друкованих провідників використається мідь з вмістом домішок не більше 0, 05%. Цей матеріал має високу електричну провідність, стійкий щодо корозії, хоча й вимагає захисного покриття. Механічні властивості друкованих провідників досить високі. Провідники ДП виготовляють із матеріалу, що має гарну адгезію до матеріалу основи ДП.

Виготовлення ДП складається з таких етапів:

· механічна обробка ДП (різання заготівки, штампування, фрезерування, свердлення);

· нанесення друкованих провідників (друковані провідники можна отримувати хімічним (субтрактивним), електрохімічним (аддитивним) і комбінованим методами);

· монтаж елементів (пайка);

· заключні операції (захисне покриття, лакування і т. п.).

Субтрактивний процес - отримання провідникових рисунків шляхом селективного травлення ділянок фольги.

Аддитивний процес - отримання провідникових рисунків шляхом селективного осаджування провідникового матеріалу на нефольгований матеріал основи.

Для ДП на фольгованій основі найбільш технологічним є комбінований позитивний метод.

Цей метод полягає в отриманні провідників шляхом травлення фольгованого діелектрика і металізації отворів електрохімічним способом.

При позитивному процесі діелектрик перебуває в більш сприятливих умовах, тому що фольга оберігає його від дії електроліту. Одначе, в цьому випадку відбувається пассивація поверхні металу всередині отворів при травленні, що утрудняє пайку, оскільки метал не змочується припоєм. Комбінований спосіб доцільніше застосовувати при використанні як основи фольгованого склотекстоліту для отримання ДП.

Рисунок 2.2 - Друкована плата базового блока (без модуля кодового доступу та блока пожежної охорони).

Таблиця 2.2 Інтенсивність відмови елементів.

Найменування елемента	Тип елемента	N	λ о.е.10-7 1/год	Кн	at	ab	N∙ λ о.е.10-7 Кн∙ at∙ ab
Діоди	1N4007	10	0, 31	0, 033	1, 1	10	0, 78771
	MFG103F	12	0, 31	0, 033	1, 1	10	0, 22506
Стабілізатор	78L05	1	0, 3	0, 052	1, 2	10	0, 1872
Конденсатори
електролітичні	ECR	11	0, 5	0, 6	0, 2	10	1, 2
керамічні	C 0603	6	0, 33	0, 313	0, 45	10	4, 64805
Резистори	R0805	53	0, 3	0, 2	1, 3	10	14, 82
Мікросхеми	К155ЛН1	2	0, 2	1	3	10	6
	К155ЛА2	2	0, 2	1	3	10	6
	К155ЛЛ1	3	0, 2	1	3	10	6
	PIC16F84	1	0, 2	1	3	10	6
	MSP430F2234	1	0, 2	1	3	10	6
	MAX3070Е	1	0, 2	1	3	10	6
	TMP100	1	0, 2	1	3	10	6
Кварцовий резонатор	KX-3Н	2	0, 25	1	1	10	2, 5
	HC 49U	3	0, 25	1	1	10	2, 5
Оптопара	GYZ 150-3	1	0, 2	1	3	10	6
Транзистори	КТ361Б	11	0, 3	0, 052	1, 2	10	0, 374
	КТ315А	4	0, 2	0, 052	1	10	0, 208
Друкована плата	СФ – 2–35–1, 5	1	2	1	1	10	40
Пайка виводів	ПОС-60	179	0, 005	1	1	10	8, 95

Позначення в таблиці 2.2:

N - кількість елементів;

l_в.е. - інтенсивність відмов елементів (1/ч);

К_н – коефіцієнт навантаження;

a_t – температурний коефіцієнт;

a_b – коефіцієнт впливів зовнішнього середовища;

Згідно з технічним завданням, проектований пристрій відноситься до стаціонарної наземної ЕОА і значення a_b = 10.

З таблиці визначаємо результуючу інтенсивність відмов:

l_р = 101, 76842·10^-7 год^-1

Далі визначимо середній час напрацювання до першої відмови:

= 11 років

Потім визначимо ймовірність безвідмовної роботи протягом 1 року:

Тоді ймовірність відмов Q(t) = 1–1 – 0, 9143 = 0, 0856

Визначимо ймовірність безвідмовної роботи протягом 10 років і побудуємо таблицю і графік залежності ймовірності безвідмовної роботи по часу.

Таблиця 2.3. Ймовірність безвідмовної роботи на протязі певного часу.

Рисунок 2.3 – Графік залежності ймовірності безвідмовної роботи на протязі часу.

З графіка видно, що даний пристрій повинен пропрацювати 11 років безвідмовно, а подальша експлуатація приладу може призвести до його ремонту, який може перевищити вартість самого пристрою.

Охорона праці

Техніко-економічна частина

Рисунок 1.1. Управлінська структура Чернігівської філії.

Прилуцький цех Чернігівської філії КРРТ є структурним підрозділом філії. В роботі використовуються ретранслятори малої потужності (1—100 Вт), з радіусом дії 2— 15 км. Вони встановлені на проміжних пунктах радіорелейних і кабельних ліній для забезпечення телепередачами міста. Сигнал до передавачів надходить по сітці радіорелейних ліній та безпосередньо із супутника. Ретранслятори, що встановлюються на піднесеності, де рівень сигналу ретрансляторної станції високий, успішно використовуються для створення умов нормального прийому в зонах «радіотіней», що утворюються в радіусі номінальної дії основної ПС рельєфом місцевості. Приблизна структура розповсюдження сигналів від телецентру по всій країні наведена на рисунку 4.1.

Рисунок 4.1. Схема розповсюдження ТВ - та радіосигналів.

На підприємстві майже всі приміщення являються приміщеннями з підвищеною небезпекою по одному або декількох факторах. Наприклад: основне приміщення цеху – зала передавачів, є пожежонебезпечним приміщенням, оскільки має підвищену температуру влітку (+50 … +60˚ С) та легкозаймисті штучні матеріали (пластики, лінолеум, тканини….) та має відкриті струмоведучі частини в електроустановках, до яких можна торкнутися випадково (підключення автоматів, СВЧ-тракти).

Охорона цеху від злодіїв відбувається охоронною організацією, в якій працює найманий змінний персонал. Охорона відбувається пропускним режимом на прохідній. Контроль за станом радіо- та телевізійного обладнання та станом приміщення проводить один змінний черговий, що змінюється кожної доби. Територія підприємства складає 6 Га та обнесена металевим парканом з колючою проволокою зверху. Територія цеху розміщена за містом в лісі за 2 км від межі міста.

Для реальної оцінки рівня прибутковості підприємства потрібно використовувати комплексний аналіз. Перш за все валовий прибуток аналізують за її складовим елементам. Потім аналізуються чинники зміни прибуток від випуску товарної продукції. Важливим у цій системі буде аналіз показника зниження (підвищення) витрат на грошову одиницю товарної продукції. Крім того, аналізуються зміна обсягу і структури реалізації, зміна рівня цін на реалізовану продукцію, а також на куплену сировину. Складаються рівень матеріальних витрат і витрат праці на оплату праці.

В числі економічних показників діяльності широко використовуються показники рентабельності. Якщо прибуток виражається в абсолютній сумі, то рентабельність - це відносний показник інтенсивності виробництва. Він відображає рівень прибутковості відносно певної бази.

Підприємство рентабельно, якщо суми від реалізації не тільки для покриття витрат на виробництво, але і для утворення прибутку.

Протягом останніх 25 років широко застосовується показник рентабельності, обчислюваний як відношення прибутку до суми виробничих фондів.

П — валовий прибуток

НОС — нормовані оборотні кошти

Враховуючи, що даний показник в колишніх умовах господарювання був плановим, передбачалося, що він повинен був впливати на збільшення випуску продукції з найменшою сумою виробничих фондів, тобто стимулюють поліпшення використовуючи останніх.

Однак, як показав минулий період, поставлена мета не була досягнута. Проте даний показник рентабельності продовжує застосовується в практиці підприємницької діяльності для узагальненої оцінки рівня прибутковості, прибутковості підприємства. При цьому міркують так, що оскільки в процесі виробництва беруть участь як засіб праці, так, як і предмети праці, оскільки чим більше «з'їм» прибутку з кожного рубля виробничих фондів, тим краще і ефективніше працює підприємство і навпаки.

Крім рентабельності виробництва у процесі аналізу підприємницької діяльності підприємств широко використовуються показник зростання рентабельності продукції, що обчислюється як відношення зростання прибутку від реалізації продукції до повної собівартості цієї продукції.

Застосування цього показника рентабельності найраціональніше при внутрішньогосподарських аналітичних розрахунках, при контролі за прибутковістю окремих видів виробів, впровадження у виробництво нових видів продукції і зняття з виробництва неефективних виробів.

Враховуючи, що прибуток пов'язаний як із собівартістю виробу, так і з ціною, за якою воно реалізується, рентабельність продукції може бути обчислена як відношення прибутку до вартості реалізованої продукції за вільними або регульованими цінами.

Ці показники рентабельності продукції взаємопов'язані і характеризують зміну поточних витрат на виробництво і реалізацію як всієї продукції, так і окремих її видів. У зв'язку з цим при плануванні асортименту виробленої продукції враховується, наскільки рентабельність окремих видів продукції буде впливати на рентабельність всієї продукції. Тому дуже важливо сформулювати структуру продукції залежно від зміни питомих ваг виробів з більшою або меншою рентабельністю з тим, щоб в цілому підвищити ефективність виробництва і отримати можливості збільшення прибутку.

Проте чинники зростання будь-якого показника рентабельності залежать від єдиних економічних явищ і процесів:

• Удосконалення системи управління виробництвом в умови ринкової економіки на основі подолання кризи у фінансово-кредитної та грошової системах.

• Підвищення ефективності використання ресурсів підприємствами на основі стабілізації взаємних розрахунків і системи розрахунково-платіжних відносин.

• Індексація обігових коштів та чітке визначення їх формування.

Для підвищення ефективності роботи підприємства першочергове значення має виявлення резервів збільшення обсягів виробництва і реалізації, зниження собівартості продукції, зростання прибутку.

Для визначення основних напрямів пошуку резервів збільшення прибутку фактори, що впливають на її отримання, класифікують за різними ознаками.

До зовнішніх факторів належать природні умови, державне регулювання цін, податкових пільг, тарифів, відсотків, штрафних санкцій і т.д. Ці фактори не залежать від діяльності фірми, але можуть мати значний вплив на величину прибутку.

Виробничі фактори характеризують використання засобів і предметів праці, трудових і фінансових ресурсів.

Екстенсивні фактори впливають на процес отримання прибутку через кількісні зміни: обсягу засобів і предметів праці, фінансових ресурсів, часу роботи обладнання, чисельності персоналу, фонду робочого часу.

Інтенсивні фактори впливають на процес отримання прибутку через якісні зміни: підвищення продуктивності обладнання і його якості, використання прогресивних видів матеріалів і вдосконалення технологій їх обробки, прискорення оборотності оборотних коштів, підвищення кваліфікації та продуктивності праці персоналу, зниження трудомісткості і матеріаломісткості продукції, більш ефективне використання фінансових ресурсів.

До поза виробничих факторів належать, наприклад, постачальницько-збутова і природоохоронна діяльність, соціальні умови праці та побуту.

При здійсненні фінансово-господарської діяльності підприємства всі ці фактори знаходяться в тісному взаємозв'язку і взаємодії. «Пряма» вплив на величину собівартості продукції, і прибутки, пов'язано з тим, наскільки раціонально і економно витрачаються матеріальні ресурси, адже для матеріальних витрат у складі собівартості коливається від 60 до 90%.

Підприємства реалізують свою продукцію споживачам, отримуючи за неї грошову виручку. Однак це не означає отримання прибутку. Для виявлення фінансового результату необхідно зіставити виручку з витратами на виробництво продукції та її реалізацію, тобто з собівартістю продукції. Підприємство отримує прибуток, якщо виручка перевищує собівартість.

                                                               ПДВ

                                                                    +

                                                              АКЦИЗИ

ПРИБУТОК = ВИРУЧКА -                       +

                                                              СОБІВАРТІСТЬ

                                                                    +

                                                               ЭКСПЕРТНІ ТАРИФИ

Таблиця 4.1 – Затрати на покупні вироби та витратні матеріали для виготовлення одиниці виробу.

Усього