 |
Расчет функционального узла
|
|
|
|
В этом разделе производится расчет цепи светодиодов на плате стерео индикатора (А3).
Рисунок 3.1
Исходные данные для расчета:
– ток потребления светодиодов 10 мА
- напряжение питания светодиодов 1,5 мм
- напряжение питания схемы 12 В
Для включении светодиода на выводах микросхемы 10…14 появляется логический «0», что соответствует замыканию на корпус.
Рисунок 3.2
Падение напряжения на светодиоде равно 1,5 В, тогда падение напряжение на резисторе должно быть 12 В – 1,5 В = 10,5 В.
Ток в цепи 10 мА, поэтому сопротивление резистора будет равно:
R=U/I = 10,5 / 10*10-3 = 1 кОм.
В цепи R1 подключено параллельно 5 диодов. Они будут включатся от 1-го до 5-ти одновременно, поэтому номинал резистора принимаем тоже 1 кОм, но когда будут гореть все светодиоды, то яркость свечения каждого будет немного меньше.
Компоновка прибора
Внутренняя компоновка прибора
Устройство состоит из основания и передней панели. Плата эквалайзеров устанавливается под регулировочными резисторами горизонтально, плата эффектов устанавливается горизонтально на переднюю панель элементами вверх, плата индикации устанавливается на переднюю панель светодиодами вверх так, чтобы они вошли в нужные отверстия на передней панели. Плата регулировок устанавливается вместе с резисторами на переднюю панель, и не закрепляется ничем, кроме резисторов. Остальные платы закрепляются винтами М3х6 ГОСТ 17473–80. Контакт между блоками осуществляется с помощью гибких проводников.
Внутренняя компоновка представлена на рисунке 3.1
Внешняя компоновка
Устройство представляет собой параллелепипед с наклонной верхней стороной, которая служит передней панелью. Это сделано для удобства регулирования и лучшей видимости надписей на панели.
|
|
|
Расстановка органов управления сделана так, как на большинстве микшерных пультов современного стандарта. Управление входом расположены горизонтально и управление другими входами расположены параллельно.
Расположение органов управления.
Первым снизу расположены регулировка громкости и включатель входа, выше расположена регулировка баланса, еще выше расположены 5 регулировок эквалайзера внизу низкие частоты, выше – высокие.
И во входах 1..3 еще выше есть регулировка чувствительности. Эта компоновка относится ко всем входам и выходу.
Регулировки эффектов расположены справа тоже в 2 столбика по 4. Справа правый канал, слева – левый.
Индикаторы сигнала расположены в правом верхнем углу для лучшей видимости, представляет собой 2 столбика из 6-ти светодиодов. Нижние показывают питание устройства, а 5 верхних – величину сигнала на выходе. Для лучшего восприятия верхний светодиод – красный, говорит о том, что сигнал опасно высокого уровня, и следует уменьшить громкость, второй снизу – желтый, граница нормального сигнала и высокого.
Крышка крепится к основанию 4-мя винтами. М3х6 ГОСТ 17437.
На основание снизу крепятся 4 резиновых ножки винтами М3х6 ГОСТ 17437 для лучшей устойчивости и амортизации.
Устройство мало и имеет небольшой вес, что очень удобно при использовании.
Внешняя компоновка приведена на рисунке 3.2. На рисунке 3.3 показана компоновка с боковой стороны, чтобы показать расположение плат относительно передней панели.
Устройство имеет вес примерно 400 г. что соответствует ТЗ и говорит о правильной компоновке.
Расчет надежности
Надежность – это свойство изделия выполнять свои функции при заданных условиях эксплуатации. Надежность изделия зависит от количества и качества элементов, которые входят в его состав, а так же качества изделия и соблюдения уровня эксплуатации.
|
|
|
Расчет надежности ведем упрощенно, определяя среднюю наработку на отказ и возможность безотказной работы на протяжении заданного интервала времени.
Необходимые данные по интенсивности отказов элементов схемы заносим в таблицу 3.10.
Таблица 3.10
| Название элемента | Обозначение | Кол-во | λ0 *10-5 | λ |
| Керамический конденсатор | C2, С6, С9, С13 (А2) | 4 | 0,15 | 0,6 |
| Электролитические конденсаторы | C1…C48 (А1) 8 шт. (А2) 4 шт. (А3) | 60 | 0,035 | 2,1 |
| Микросхемы | DA1…DA6 (A1) DA1, DA2 (A2) DA1 | 9 | 0,02 | 0,18 |
| Потенциометры | R1…R27, R47…R67 | 53 | 0,26 | 13,78 |
| Резисторы 0,125 Вт | R28…R46 R1…R26 (А1) R1…R14 (А2) R1…R6 (A3) | 64 | 0,016 | 1,024 |
| Переключатель | SA1 | 7 | 0,07 | 0,49 |
| Транзисторы | VT1…VT6 (А1) | 6 | 0,25 | 1,5 |
| Диоды | VD1…VD12 | 12 | 0,157 | 1,884 |
| Светодиоды | HL1…HL18 HL1…HL6 (A1) | 24 | 0,157 | 3,768 |
| ПП | 4 | 0,7 | 2,8 |
Суммарная средняя интенсивность отказа λ = 28,125 * 10-6
Средняя наработка на отказ будет равна
1 / λ = 1 / 28,125 * 10-6 = 0,03 * 106 = 35 тыс. часов.
Определяем вероятность безотказной работы на участке времени, результаты заносим с таблицу 3.11. Считается по формуле Р(t) = e-λt.
Таблица 3.11
|
| t, час | ||||||||
| 5*10 | 102 | 5*102 | 103 | 5*103 | 104 | 5*104 | 105 | 5*105 | |
| Р(t) | 0,998 | 0,997 | 0,986 | 0,973 | 0,873 | 0,763 | 0,259 | 0,067 | 0 |
По данным таблицы строим график безотказности работы на отрезке времени, рисунок 3.4.
|
|
Рисунок 3.4
Так как для данного устройства полученная наработка на отказ подходит, и устройство надежно, то замена в элементной базе не нужна.
Устройство может работать беспрерывно почти 4 года. Но так как устройство предназначено для индивидуального использования или озвучке концертов, и устройство в основном будет включатся на 3–4 часа, и возможно не каждый день, то устройство сохраняет работоспособность 20–30 лет. Что подходит для данного типа устройства.
|
|
|
