Акустичний мікшерний пульт

Вступ
Використанняелектрообладнання в музичній сфері стало невід’ємним елементом в роботі змузикою, починаючи від створення музики, закінчуючи її прослуховуванням. Існуєбагато різноманітних видів обладнання для роботи з акустикою, і немаловажнимисеред всіх є пристрої змішування акустичних сигналів. Необхідність накладатидекілька електричних акустичних сигналів один на одного породила створенняцього класу приладів — мікшерів. Мікшери стали найважливішими елементами впроцесах створення та запису музики, та інших акустичних програм.
Сфера застосування мікшерудуже широка, мікшери використовуються на радіостанціях, телебаченні, студіяхзвукозапису, на концертах та в багато інших місцях.
Існують різноманітні видимікшерів, відрізняючихся конструкцією, за призначенням, та ін., але впереважній більшості пристрої змішування акустичних сигналів – це мікшерніпульти. Пультами вони називаються тому, що використовуються для керуваннядекількома вхідними акустичними сигналами та змішування їх в один канал.
Мікшерні пультиподіляються на наступні основні типи:
- Студійні мікшерні пульти – багатоканальні (десяткивхідних каналів), використовуються в студіях звукозапису, там де необхідноскласти велику кількість акустичних сигналів. Вони робляться тількистаціонарними, мають великі габаритні розміри та масу. Мають дуже велику вартість.
- Концертні мікшерні пульти – вони використовуютьсяпри проведення концертів для зведення акустичних сигналів музичних інструментівта подавання змішеного сигналу на акустичні портали.
- Радіотелевізійні – використовуються втелерадіокомпаніях для підготовки телерадіол програм.
- DJ мікшерні пульти – використовуються в клубах длязмішування декількох відтворювачів звуку та мікрофону для створення музичнихпрограм.
Dj мікшерні пульти навідмину від всіх інших пультів завдяки своєї спеціалізації мають на багатобільшу аудиторію користувачів. Вони мають невеликі габаритні розміри, масу,вартість. Використовуються паралельно з аудіо програвачами та підсилювачамизвуку утворюючи акустичну систему.
Сфера виробництва Djмікшерних пультів користується щільною увагою виробників акустичногообладнання, як дуже прибуткова і перспективна галузь виробництва.

/>1. Склад та аналіз технічного завдання
/>1.1 Аналіз вимог до конструкції пристрою
Мікшерний пультпредставляє собою пристрій для комутації декількох пристроїв відтворюваннязвуку, мікрофонів з акустичними колонками або акустичним порталом, з можливістюкорегування параметрів вхідного та вихідного сигналу.
Для виконання своєї первинної функції він повинен мати змішуючийблок. У блока повинні бути такі виводи:
· входи кожного каналу аудіо сигналів відтворювачів імікрофону.
· виходи головного каналу, монітору, навушників.
З виходів головного каналубуде зніматись сигнал для подачі на наступний підсилювач, для подачі наакустичні колонки. Для підключення апаратури на виході каналу повинен бутистандартний штекер типу RCA з розділенням на лівий та правий канали. У разінеобхідності сумісність з професійним обладнанням можна зробити виходи типу XLRна кожний канал.
До пульта можутьприєднуватись різноманітні пристрої відтворення звуку, з різними параметрамисигналу. Для узгодження вихідного рівня приєднаних пристроїв з режимом роботимікшера на вході пристрою повинен бути регулятор чутливості.
Для корегування частотнихпараметрів вхідного сигналу, на кожному каналі повинен бути еквалайзер, неменше ніж трьох смуговий. Для корегування нижнього діапазону частот, середньогота верхнього.
В тракті кожного стереоканалу повинен бути регулятор гучності. Він повинен знаходитись перед блокомзмішування сигналів, після еквалайзеру.
Повинна бути можливістьпрослуховування кожного каналу в навушниках, з можливістю вибору каналів дляпрослуховування, як кожного окремо, так і вибірково по декілька.
Акустичні канали зпрогравачів підєднуються в блок змішування через кроссфейдер. В блоцізмішування сигнали відтворювачів і сигнал мікрофону змішуються в один стереоканал.
На виході блоку змішуванняповинен бути вихідний підсилювач, з регулюванням гучності головного вихідногоканалу (мастер каналу). Для попередження перевантаження мастер каналу повиненбути графічній індикатор на кожний моно-канал.
Повинна бути передбаченаможливість виводу мастер каналу на навушники з та без виводу цього ж сигналу намастер вихід пристрою.
Для більш якісногомікшування звукових потоків, можливе використання лічильнику ритму: лічильниккількості ударів на хвилину з цифровим індикатором на якому відображуєтьсяостаннє значення ритму. В ньому повинна бути можливість вибору каналу, ритмякого необхідно бачити.
/>/>1.2Розробка технічного завдання
Виходячи з вимогконструкції конкретизуємо завдання пристрою:
· На входи підключення звуковідтворювачіввстановлюється попередній підсилювач для узгодження пристрою з джереламисигналу. Параметри такі:
o Робочій діапазон: 20-20000 Гц
o Відношення сигнал \ шум, не менше — 80 дБ
o Номінальна вхідна напруга – 0,25 В
o Коефіцієнт гармонік в номінальному частотномудіапазоні, %, не більше 0,05
· Мінімум трьох смуговий еквалайзер для корекціївхідних сигналів. Регулювання в діапазоні ± 11дБ, для кожного каналу, та окремодля сигналу мікрофону.
· Входи:
o 2 основних стерео канали
o 1 мікрофонний моно-канал
· Виходи:
o основний вихідний стерео канал (головний мікс)
o вихід для монітору
o вихід для навушників
· Динамічний діапазон 130 дБ
· Світлодіодні індикатори рівня сигналу на входахкожного каналу, окрім мікрофонного, та на головному вихідному каналі.
· Діапазон робочих частот – 20-20000Гц
· Відношення сигнал \ шум, не менше 80 Дб
· Коефіцієнт гармонік в номінальному частотномудіапазоні, %, не більше 0,25
· Перевантажувальна здатність на входах, дБ 15-20
· Блок живлення під напругу мережі живлення 220В,50Гц
· Надійний та міцний корпус, здатний захистити приладвід механічних пошкоджень, та електромагнітних впливів.
/>1.3 Склад ТЗ
1) Найменування,та область застосування виробу
Акустичний мікшерний пульт,застосовується для змішування декількох акустичних сигналів з можливістюпідстроювання рівня сигналу та АЧХ кожного каналу.
Мікшерний пультвикористовується при виступі музикантів на концертах, для змішування сигналу здекількох інструментів або програвачів.
2) Підставадля розробки
Підставою для розробки єзавдання на курсовий проект видане кафедрою КіВРА.
3) Метата призначення розробки
Метою роботи є розробкаконструкції мікшеру, який характеризується порівняно низькою собівартістю,зручністю експлуатації та при цьому необхідною якістю обробки: зробити пристрійз оптимальним відношенням параметрів ціна \ якість.
4) Технічнівимоги
a) Складвиробу і вимоги до конструкції
Виріб являє собоюмікшерний пульт, який складається з восьми блоків:
· Блоків обробки сигналу кожного каналу(4шт). По одному блоку на кожний моно-канал.
· Блоку обробки сигналу мікрофона
· Блок змішування каналів
· Блок обробки вихідного сигналу
· Блок живлення 220В \ 50Гц
· Всі блоки, за винятком блока живленнязнаходяться на одній платі. При необхідності, або для оптимізації конструкціїпристрій можливо розбити на блоки. Пристрій повинен бути розташований в одномукорпусі з габаритними розмірами, мм, не більше:
· Довжина 500±2мм
· Ширина 200±3мм
· Висота 10±3мм
Маса не повинна перевищувати1.0±0.1 кг.
b) ТехнічніхарактеристикиНапруга живлення, В 220 Споживана потужність, не більше, Вт 100 Діапазон робочих частот, Гц 20-20000 Відношення сигнал\шум, не менше, дБ 80 Коефіцієнт гармонік, не більше, % 0.1 Кількість входів сигналу 3 Кількість виходів 3 Номінальна вхідна напруга, В  0,25 Максимальна вхідна напруга, В 2,5 Номінальна вхідна напруга мікрофонного входу, мВ 1 Номінальна вхідна напруга лінійного входу, В 0,75 Максимальна вихідна потужність, Вт 10
c) Вимогидо надійності
Пристрій повинен бутивідновлюваний і ремонтопридатний за ГОСТ 27.002-89.Середнє напрацювання на відмову, не менше, годин 10000 Ймовірність безвідмовної роботи на протязі 1000 годин, не менше 0,9 Середній час відновлення, не більше, годин 2 Середній строк служби, не менше, років 3
d) Вимогидо технологічності
Вимоги до технологічностіза ГОСТ 14.201-83. Рівень технологічності повинен бути зорієнтований напередові технології. Виготовлення деталей і складання повинні забезпечитизниження працеємності. Всі комплектуючі вироби повинні проходити вхіднийконтроль на відповідність вимогам ТУ.
e) Вимогидо стандартизації та уніфікації
В конструкції повинні бутимаксимально використані стандартні та уніфіковані деталі та вузли.
Коефіцієнт уніфікації повиненбути, не менше 0.6
Коефіцієнт стандартизації,не менше 0.4
f) Вимогидо складальних частин конструкції, сировини та експлуатаційних матеріалів
В конструкції повинні бутивикористані деталі та матеріали, що випускаються серійно промисловістю і дозволенідо застосування в РЕА загального призначення.
g) Умовиексплуатації і вимоги до технічного обслуговування і ремонту
Кліматичне виконаннявиробу УХЛ 4.2 – за ГОСТ 15150-69Робочі температури Мінімальна +10ºС Максимальна +35ºС Середня +25ºС Граничні температури Мінімальна +1ºС Максимальна +40ºС Гранична відносна вологість, при 25 ºС 80% Середня відносна вологість, при 20 ºС 60%
Норми механічного впливуза ГОСТ 25467-82діапазон частот, Гц 1-35
прискорення, не більше, м/с2 (g) 5(0.5)
амплітуда вібропереміщення,
 не більше, мм 0,8 тривалість ударного імпульсу, мс 10
пікове ударне прискорення, м/с2(g) 150(15) загальне число ударів тривалістю 2-15 мс, не більше 10000 тривалість одиночних ударів з прискоренням 150g, не більше мс 3
h) Вимогидо електромагнітної сумісності до індустріальних радіозавад
Пристрій повиненвідповідати вимогам до електромагнітної сумісності до індустріальних радіозавадза ГОСТ 22505-83.
5) Естетичніі ергономічні вимоги
Естетичні вимоги за ГОСТ23852-79
Ергономічні вимоги за ГОСТ16035-81
6) Патентно-правовівимоги
Патентно-правові вимоги невимагаються
7) Вимогидо маркування та упаковки
Перетворювач повинен бутиупакований в індивідуальну тару. Маркування на тарі і на перетворювачіпроводити згідно ГОСТ 24388-88.
8) Вимогидо транспортування і зберігання
Транспортувати вупакованому вигляді згідно ГОСТ 23088-80 з параметрами:·  тривалість ударного прямокутного імпульсу, не більше мс ·  10
·   пікове прискорення при прямокутному імпульсі,
·  не більше м/с2 (g) ·  750(25) ·  частота ударного синусоїдального імпульсу, Гц ·  1-500
·  пікове прискорення при синусоїдальному імпульсі,
·  не більше м/с2 (g) ·  49(5) ·  число ударів за хвилину, не більше ·  80
9) Вимогидо безпеки обслуговування
Пристрій повинензадовольняти умовам безпеки згідно ГОСТ 12.2.006-87. Потрібно забезпечитивідсутність гострих кромок конструкції, наявність відкритих ділянок пристроюякі знаходяться під струмом.
10) Економічніпоказники
Забезпечити мінімальнувартість продукції
Обсяг випуску 75 шт. зарік. Крім цих вимог необхідно забезпечити конкурентноздатність.
11) Стадіїта етапи розробки
1. Технічне завдання.
2. Технічна пропозиція.
3. Ескізний проект.
4. Технічний проект.
5. Захист проекту.

/>2. Аналіз електричної схеми мікшера
2.1 />Опис функціональної іструктурної схеми мікшера
Функціональнасхема пристрою.
На рис. 2.1 зображенафункціональна схема пристрою.
Входи 1 і 2 – це стереовходи для підключення звуковідтворюючої апаратури. Вхід 3 призначений дляпідключення мікрофону, він моно-канал.
Блок обробки вхідногосигналу представляє собою каскади попереднього підсилювача з регуляторамидеяких його параметрів (чутливість, коефіцієнт підсилення, та ін.). На кожниймоно-канал окремий підсилювач (5 шт).
На виході блоку обробкивхідного сигналу, на кожному з стерео-каналів, рівень сигналу контролюється задопомогою графічних світлодіодних індикаторів.
В блоці частотногокорегування сигнал проходить частотну обробку, для підвищення, або зменшеннявибраних частотних складових сигналу, з подальшим підсиленням вихідногосигналу.
Сигнали з блоку частотногокорегування подаються в блок змішування, який змішує сигнали на двох шинах:головного каналу та каналу навушників. В шину змішування каналу навушниківсигнали з попереднього блоку можуть подаватись вибірково в різноманітнихкомбінаціях.
Блок вихідної обробкипредставляє собою вихідні підсилювачі з регуляторами їх параметрів. Вінскладається з двох каналів: головного вихідного каналу, та каналу навушників. Наканал навушників може подаватися сигнал з шини змішування каналу навушників абоз шини змішування головного каналу.
На виході блоку вихідноїобробки рівень сигналу головного каналу контролюється графічним індикатором.Вихід цього каналу розділяється на вихід головний, та вихід монітору.

/>/>
Рис. 2.1

Структурнасхема пристрою.
Структурна схема пристроюзображена на рис. 2.2.
Пристрій складається зсукупності пяти трактів обробки звукового сигналу, 1 – 4 на 2 стерео входи та 5канал мікрофону. Кожний тракт складається з попереднього підсилювача,еквалайзера та вихідного підсилювача тракту.
Виходи 6, 7 – це вигодиголовного каналу, з них сигнал подається на акустичні системи, монітори та назвуко-записуючі прилади. Виходи 8 та 9 – це вихід на навушники.
Попередній підсилювачпідсилює вхідний сигнал, який подається з звуковідтворюючих пристроїв донеобхідного рівня. Рівень сигналу вибирається регулюючим резистором. Длязручності настройки, на виході цього каскаду встановлюється світло-діоднийіндикатор рівня сигналу (СДІ), за його допомогою легко бачити рівень сигналу вканалі.
Після попередньогопідсилювача сигнал проходить еквалайзер (Е). Де регуляторами можливо вибиратипідсилення або придушення частотних складових сигналу.
Вихідний сигналеквалайзера подається на шину змішування проходячи регулятори гучності каналута кроссфейдер.
Кроссфейдер – це стереопотенціометр з перехресним включенням. Таким чином при русі ручки кросфейдера водин з боків, опір одного стереоканалу буде зменшуватись, а другого одночаснозбільшуватись.
Після кроссфейду сигналипотрапляють в блок змішування, де сигнали окремо змішуються для каналунавушників, та головного вихідного каналу. На виході цього блоку буде двастереоканали. Один головний, другий для навушників.
Вихідні сигналипідсилюються до необхідного рівня, який контролюється світло-діоднимиіндикаторами і подається на виходи.

/>
Рис. 2.2

Канал мікрофону непроходить кроссфейдер, він розділяється на два однакових канали і подається вблок змішування на шину головного сигналу, для складання з лівим і правимканалами головного вихідного сигналу.
Головний вихідний сигналпаралельно може також подаватись на навушники.
/>2.2 Опис електричної принципіальноїсхеми пристрою
Електрична схема пристроюскладається за наступних блоків:
· Попередній підсилювач акустичного сигналузвуковідтворювачів.
· Попередній мікрофонний підсилювач.
· П’яти смуговий еквалайзер.
· Підсилювач, регулятор гучності акустичного сигналузвуковідтворювачів.
· Підсилювач, регулятор гучності мікрофонногосигналу.
· Змішувач, вихідний підсилювач.
· Індикатор рівня сигналу (світлодіодний).
Розглянемо кожний з нихокремо.
Попереднійпідсилювач акустичного сигналу звуковідтворювачів.
На рис 2.3 зображеноелектричну принципову схему попереднього підсилювача сигналу.
/>
Рис. 2.3 — Попередній підсилювач сигналу

Схема базується на використанні операційного підсилювача вякості активного елемента. Операційний підсилювач використовується серіїВА4558. Серія цих операційних підсилювачів має велику розповсюдженість завдякисвоїм характеристикам. Для використання в розробляєму пристої цей операційнийпідсилювач був використаний завдяки низькому рівні власного шуму.
Операційний підсилювачвключений по схемі неінвертуючого підсилювача з негативним зворотнім зв’язком.Зворотній зв'язок в операційних підсилювачах характеризує параметри підсиленнята частотні характеристики схем в яких використовуються. В даній схемі елементизворотного зв’язку підібрані таким чином, щоб проводилася частотна корекціявхідного сигналу акустичних відтворювачів.
Схема має наступнітехнічні характеристики:Діапазон відтворюючих частот, Гц 20-20000 Відношення сигнал\шум, дБ, не меньше 80 Номінальна вхідна напруга, В 0,25 Коеффіцієнт гармонік в номінальному частотному діапазоні, %, не більше 0,05
Попередніймікрофонний підсилювач.
На рис 2.4. зображеномікрофонний підсилювач.

/>
Рис 2.4 — Попередній мікрофонний підсилювач
Він має наступні технічніхарактеристики:Номінальна вхідна напруга, мВ 1 Номінальна вихідна напруга, мВ 100 Відношення сигнаш\шум, дБ 60 Рабочій діапазон частот, Гц 20-20000 Коефіціент гармонік, % 0,05 Максимальна вихідна напруга, В 7 Вхідний опір, кОм 1
Мікрофонні підсилювачівикористовуються для підсилення сигналів, маючих низьке значення напруги (0,2-2мВ), до рівня 0,1-0,3 В.
Значення ЕРС на виходімікрофону дуже низьке, тому необхідно забезпечити в мікрофонному підсилювачімінімальний рівень шумів, приведений до входу.
Ще одна вимога домікрофонного підсилювача – це необхідність мати запас по перевантаженню неменше 26 дБ, що зменшує вірогідність появи значних нелінійних спотвореньпідсилює мого сигналу.
Для забезпечення описанихпотреб був використаний операційний підсилювач, тому що операційні підсилювачімають значні показники надійності, дуже низькі значення рівня шумів, прості вексплуатації.
Операційний підсилювачсерії ВА4558 (Uвх.шума = 1 мкВ) включений по схемі неінвертуючого підсилювача знегативним зворотнім зв’язком, підібраним таким чином, щоб проходила відповіднакорекція частотних характеристик мікрофонного сигналу: зменшення високих частотдля рівномірної частотної характеристики підсилювача.
П’ятисмуговий еквалайзер
Еквалайзер виготовлений набазі мікросхеми СХА135AS фірми SONY. Схема підключення мікросхеми зображена нарис. 2.5, вона рекомендована фірмою SONY для мікросхем СХА135AS. Регуляторбалансу та гучності за ненадобністю достатньо зробити на підстроючому резисторіабо на постійному резисторі, зафіксував максимальне значення гучності, таоптимальне значення балансу.
Схема має наступнітехнічні характеристики:Напруга живлення, В 4-10 Струм споживання, мА 8 Діапазон регулювання, дБ -12 +14 Діпазон регулювання гучності, дБ 94 – 0 Діапазон регулювання баланса, дБ 66 – 0 Коефіцієнт гармонік,% 0,25 Відношення сигнал\шум, дБ 93
Напруга живленнямікросхеми еквалайзеру 4 – 10 В, наприклад стандарт – 9 В, напруга живленнявсіх інших мікросхем в приладі – ±15В. Недоцільно робити додатковий блокживлення на 9В, тому живлення буде подаватись на мікросхему через резистор нийдільник, який буде зменшувати напругу живлення мікросхеми СХА135AS донеобхідного рівня.

/>
Рис. 2.5 — Еквалайзер п’яти смуговий
Змішувачакустичного сигналу.
На рис. 2.6. зображеноакустичний змішувач двох стерео-сигналів.
Сам змішувач складається зрезисторів R99 – R121, де R 107 та R108 регулятори гучності першого та другогоканалів відповідно, а R117 – кроссфейдер.
Принцип роботи змішувачатакий: на резисторах сигнал падає до низького рівня і після резисторівнакладається один на одного, після цього отриманий змішаний сигнал низькогорівня подається на підсилювач звукової частоти, де підсилюється до необхідногоробочого рівня. Завдяки низьким рвням сигналів при змішуванні взаємний впливсигналів різних каналів дуже низький, тому змішувач має добру розв’язку поканалам.
Вихідний підсилювачзмішувача зроблений на базі операційного підсилювача включеного по схеміінвертуючого підсилювача, у такого підсилювача. Для змінювання коефіцієнтупередачі підсилювача в зворотній зв'язок можливо вмикати змінний резистор.
/>
Рис. 2.6 — Змішувач акустичного сигналу
Індикаторрівня сигналу (світлодіодний).
На рис 2.7 зображена схемасвітлодіодного індикатора рівня сигналу на 10 світлодіодах. Індикатор зробленийна мікросхемі LM3915, її напруга живлення 3 – 20 В. Максимальне значеннявхідної напруги – 1,3 В, що відповідає акустичному сигналу. Світлодіоди з 1гопо 6-ий повинні бути зеленими або синіми, 7,8 – жовтими, 9,10 – червоними.
На вхід подається сигналпаралельно з головним шляхом сигналу з виходів вихідних підсилюючіх каскадів.
Робочій рівень вхідногосигналу мікросхеми вибирається резисторним дільником напруги R161 R163.

/>
Рис. 2.7 — Світлодіодний індикатор рівня сигналу
/>2.3 Вимоги до електричнихпараметрів функціональних вузлів
Мікшерний пультскладається з декількох функціональних вузлів, всі вони повинні бути заможливістю малошумлячими, та мати малий коефіцієнт нелінійних спотворень длязбільшення відношення сигнал шум. Не повинно бути в пристрої сильновипромінюючіх елементів, щоб зменшити вплив випромінювання на якість сигналу,та зменшити рівень шумів пристрою.
Для уніфікації тазручності всі блоки повинні мати однакову напругу живлення, щоб не робити длякожного блоку окремі блоки живлення.
Такі вузли, як вхідніпідсилювачі, повинні бути витривалі до перавантажень порядку 20 дБ.
Вузел змішування сигналівповинен бути мало залежний від параметрів вхідного опору, щоб різкі змінипараметрів сигналу одного каналу не відображались на сигналах інших каналів. Цедасть добру розвязку між каналами.
В пристрої, длярегулювання загального рівня сигналів каналу, та в кросфейдері, будутьвикористовуватись повзункові резистори (потенціометри). Це необхідно длязручного та наглядного керування гучності таспіввідношення потужності каналів. Вони повинні бути якісні,щоб не виникало шумів та різких звуків при регулюванні.

/>3. Розробка та обґрунтування конструкціїпристрою
 
/>3.1 Обґрунтування виборуконструкції
Проектуємий пристрійпредставляє собою, перше за все, пульт керування. Оператор, завдяки такомупульту, буде здійснювати різноманітні маніпуляції з звуковими сигналами. Томуособливу увагу, при розробці конструкції пристрою, треба приділяти питаннямергономіки, щоб у пристрою був інтуїтивно зрозумілий інтерфейс, всі органикерування були легко доступні та не заважали один одному.
Так як проектуємийпристрій – пульт, панель органів керування буде зверху пристрою, як зображенона рис. 3.1.
/>
Рис. 3.1 — Загальний вигляд корпуса мікшерного пульта
Вхідна, вихідна та ін.комутація буде знаходитись на задній панелі, це сигнальні вхідні та вихідніроз`єми, роз`єми живлення. Виняток – вихідний роз`єм для навушників, вінповинен знаходитись або на панелі органів керування, але так, щоб не заважатилегкому доступу о всіх органів керування, або на передній панелі.
Такий варіант конструкціїпродиктований тим, що пристрій не використовується сам по собі, а використовуєтьсяразом з іншою апаратурою утворюючи цілу систему. Тому загальна конструкція неповинна кардинально відрізнятись від інших пристроїв для зручного збираннясистеми. Ця система не є стаціонарною, вона збирається перед використання, тарозбирається після закінчення роботи. Загальний вигляд системи в якій будевикористовуватись проектує мий пристрій зображена на рис. 3.2.
/>
Рис. 3.2 — Загальний вигляд системи в якій використовуєтьсяпульт
Всі компоненти системирозміщуються на столі, підєднуються один до одного сигнальними кабелями,підводяться кабелі живлення та вихідні сигнальні кабелі, тому зручно коли вонивсі знаходяться позаду приладів. Їх легко збирати та розбирати, та вони небудуть заважати при роботі.
Мікшер не повинен сильноперевищувати висоту сусідніх приладів, та не бути набагато тоншим за них.Оптимальний варіант, це коли всі пристрої будуть однакової висоти. Так як нависоту таких пристроїв нема стандартів, і на стадії проектування невідомо зяким саме обладнанням буде використовуватись наш пристрій, то орієнтуватисьтреба на середнє значення висоти випускаємого обладнання, це 7-10 см.
Для зменшення впливузовнішніх факторів на мікшер, для уникнення наводок, для зменшення вірогідностіфакторів викликаючи збільшення рівня шуму та погіршення якості сигналу, а такождля збільшення міцності приладу та надійності корпус матеріалу буде металевий.

/>3.2 Компоновка передньої панелі пристрою.Урахування вимог ергономіки
Як було сказано, питаннямергономіки в проектуванні пристрою виділяється багато уваги, тому що дляконструкції пульта це питання є одне з най головних. Від варіанту розташуваннякомпонентів керування буде сильно залежати компонування пристрою на блоки, тарозміщення цих блоків в корпусі.
Загальна схемарозташування органів керування має доволі стандартизований вигляд в усіханалогічних пристроїв, вона зображена на рис. 3.3.
/>
Рис. 3.3 — Зони для розташування органів керування
Площа панелі для органівкерування розбивається на зони розділені на групи по призначенню:
1. Керування, підстройка вхідного сигналу, вибіррежиму роботи входу: лінійний вхід, підсилення вхідного сигналу на попередньомупідсилювачі, рівня вхідного сигналу.
2. Регулювання тембру сигналу (еквалайзер).
3. Міксування каналів: вибір гучності кожного каналу,вибір каналів для виведення на навушники, вибір процентного вмісту каналів ввихідному сигналі.
4. Регулювання сигналу виводимого на навушники.
5. Регулювання параметрів головного вихідного сигналу:гучність, баланс, гучність та баланс монітору.
З урахуванням розміріввикористаних радіо-компонентів, та вимог ергономіки скомпонована панелькерування буде мати вигляд рис. 3.4.
/>
Рис. 3.4 — Вигляд панелі керування мікшерного пульта
1. Керування вхідними сигналами, індикація вхіднихсигналів.
2. Еквалайзер
3. Керування змішуванням сигналів
4. Настройка вихідного сигналу, індикація його рівня.
Згідно схеми розташуванняорганів керування можна розбити проектуємий пристрій на конструктивно-функціональнівузли.

/>3.3 Компоновкаконструктивно-функціональних вузлів
В вибраному варіантікорпусу з горизонтальним розміщенням плат можливо зробити все на одній платі,або розбити на блоки, функціональні вузли.
Робити весь прилад наодній друкованій платі досить не ефективно, та не вигідно. Це призведе до їїгроміздкості, складності трасування, зменшення надійності, збільшенні витрат навиготовлення, а це в свою чергу зробить більшу ціну пристрою, зменшить йогонадійність та ускладнить можливий ремонт.
Щоб запобігти цімпроблемам розіб’ємо плату на блоки.
Розбиття та спосіброзміщення в корпусі функціональних вузлів прямо залежить від передньої панеліпристрою, тому що передня панель має велику вагу в розробці приладу. Взалежності від панелі пристрій розділено на функціональні вузли наступнимчином:
1. блок вхідних каскадів
2. блок корекції тембру
3. блок змішування
4. блок вихідних каскадів
5. блок живлення
Схема розміщення вузлів вкорпусі показана на рис. 3.5.

/>
Рис. 3.5 — Схема розміщення функціональних вузлів в корпусіпристрою
Таким чином пристрій будескладатись з п’яти друкованих вузлів з’єднаних шлейфами та дротами. Далі блокибудуть нумеруватись А1, А2… А5 відповідно.
/>3.4 Розробка топології іконструкторсько-технологічні розрахунки плати
Розглянемо розрахунокелементів провідникового малюнку з врахуванням технології виготовленнядрукованої плати.
Сторони прямокутноїдрукованої плати розташовані паралельно лініям координатної сітки. Оскільки впристрої використовуються елементи з відстанями між виводами 2,54 мм, 1,76мм та1,0 мм, то будемо використовувати координатну сітку з кроком дорівнюючимнайменшому кратному дільнику цих трьох чисел, таким чином крок координатноїсітки буде дорівнювати 0,04 мм. Провідниковий малюнок і отвори наноситься точнопо координатній сітці. Базу координат зазвичай вибирають в лівому нижньомукуту. Елементи провідникового малюнка розташовують від краю плати, або неметалізованого отвору (діаметром більше 1.5 мм), на відстані не менше товщиниплати.
Визначеннярозмірів друкованої плати.
Плати А2, А3, А4, А5,виходячи з компонування передньої панелі, мають габаритні розміри набагатобільше необхідного мінімума для розташування на ній всіх елементів, тарозведення плати, тому проблем розведенням цих плат не виникає. Під плату А1виділено не багато місця, тому для неї доцільно зробити розрахунки мінімальнонеобхідного розміру плати.
Розрахунокплощі елементів
Під площею елементарозуміється площа самого елемента плюс площа необхідна для трасування.
Площа і-того елементарозраховується за формулою:
/>,
де a та b – габаритнірозміри елемента; m – коефіцієнт, що залежить від складності плати (0.85…0.9),беремо 0.9; n = 0.2; K – кількість виводів елемента;Kз — кількістьзадіяних виводів елемента.
А1:
/>
/>
/>
/>
/>
/>

/>
/>
/>
/>
/>
Розрахунокплощі плати
/>,
де /> - площаі-того елемента; Kщ– коефіцієнт щільності розташування, що залежить від складності плати (0.8…1),беремо 0.9.
/>
Вибираємо плату розміром128х58мм.
Ці розміри – це мінімальнонеобхідні розміри плати для того, щоб розмістити на ній елементи, та провеститрасування.
Розрахунокрозмірів контактних площадок та ширини провідників.
Визначенняширини провідників
Розрахуємо номінальнезначення ширини провідника t:
/>
 
t — номінальне значення ширини провідника:
/> — нижнє граничне відхилення провідника (для друкованих плат другогокласу точності /> = 1 мм. [1, ст.302, таб.12.6].
/>
Де -/> максимальний струм,протікаючий по провіднику (для нашого пристрою /> небільше 100мА); jмax — максимально допустима густина струму(для нашого пристрою jмax =25A/мм2; hф — товщинафольги (hф = 0.035 мм).
/>
Номінальне значення ширинипровідника:
t = 0,114 + 0,1 = 0,214 мм
Для плати другого класуточності номінальне значення провідника дорівнює 0.25 мм.
Ширина провідникавизначається з урахуванням густини струму яка проходить через провідник (20А/мм2.) і струму, що проходить через провідник.
Також ширина провідникаобмежується знизу методом виготовлення плати.
Визначимо ширинупровідника за наступною формулою:
/>
де, I – величина струму,I=0,15А.
/>

Визначенняширини зазорів між провідниками
Величину зазорів вибираємоз точки зору технології 0.3мм (хімічний метод), оскільки великих напруг наплаті між провідниками нема.
Визначеннятипу і розмірів контактних площадок
Номінальне значеннядіаметру монтажного отвору, для всіх елементів (крім SMD) розраховують заформулою:
/>
/> — максимальне значення діаметру виводу;
/> - різниця між мінімальним значенням діаметру виводу;
/> - нижнє граничне відхилення номінального значення діаметру
Розрахуємо номінальнезначення діаметру монтажного отвору для елементів пристрою:
/>= 0,6 мм; />= 0,1 мм; />= 0,2 мм
/>= 0,6 + 0,1 + 0,2 = 0,9 мм
Мінімальне значеннядіаметру контактної площадки знаходиться за формулою:
/>
/> - діаметр монтажного отвору; d = 0.9 мм;
/> - допуск на отвори, /> = 0.1мм;
/> - гарантійний поясок на зовнішньому слої, /> =0.1 мм;
/> - верхня границя відхилення ширини провідника з покриттям
/>= 0.08 мм;
/> - нижня границя відхилення ширини провідника з покриттям
/> =0.08 мм;
/> - допуск на розташування отворів, />=0.15 мм;
/> - допуск на розташування контактних площадок, />= 0.25 мм.
D = 0.9 + 0.1 + 2 ∙ 0.1 + 0.08 + (0.152 + 0.252 + 0.082)1\2= 0.6 мм Вибираємо рекомендоване значення D = 1.8 мм.
Тепер приведемо значенняосновних параметрів друкованого малюнка:
o товщина провідників hф = 0.035 мм;
o ширина провідників t = 0.25 мм;
o відстань між краями провідників Smin = 0.45 мм;
o діаметр монтажних отворів в платі d1 =0.9 мм
o резисторів, конденсаторів), d2 = 1.6 мм(для підстроювального резистора
o діаметр контактної площадки для виводів живлення220В D220=4мм
o мінімальний діаметр контактних площадок D =1.6 мм.
Використовуючи отриманіданні проведемо трасування електричних плат мікшерного пульта.
/>3.5 Розробка конструкціїдеталей і вибір конструкційних матеріалів
Вибіррезисторів.
При виборі резисторіввраховуємо наступні показники:
- електричні характеристики;
- вартість;
- надійність;
- конструктивні характеристики;
- гранична температура;
- шуми.
Оцінку проводимо заметодикою викладеною у [7].
Так як жоден типрезисторів не переважає над іншими за всіма показниками, то при виборіоптимального типу резистора варто керуватися компромісним варіантом. Кожномупоказнику привласнюється вага в залежності від важливості критерію, кожномутипу резистора привласнюється бал. Оцінку робимо за десятибальною шкалою.Результати оцінок зібрані в таблицю 1.
Таблиця 3.1 — Результати оцінок резисторівПараметр Вагов. коеф. Тип резистора SMD 0603 С2-23 С4-1 Вартість, гр/шт 0,2 0,1 5 0,15 6 0,14 4 Напрацювання на відмову мін. год. 0,2 30000 4 30000 4 30000 4 Габарити(для 0,125 Вт), мм 0,2 1 х 2 5 6х2 7 11х5 3 Маса, г 0,15 0,5 5 1 7 1,8 4 Максимально допустима напруга, В 0,05 220 8 250 6 220 5 Рівень шумів, мкВ/В 0,15 1 5 1 7 10 3 Максимальна робоча температура, °С 0,05 125 4 155 5 350 8 Сумарна кількість балів 7,9 6,05 3,9
Таким чином, згідносумарного коефіцієнту ефективності вибираємо резистори типа SMD 0603, щонабрали найбільшу кількість балів.
Таблиця 3.2 — Параметри резистору SMD 0603Тип Розмір, мм Номінал напрацювання на відказ, год ТКО максимальна робоча температура допустиме відхилення опору від номінальн SMD 0603 1 х 2 50(1%),75(1%),10К 20000 ±(0.007…0.1) %/°C +125°C ±10%
 
Вибірконденсаторів
Так як існують типиконденсаторів електролітичні і неелектролітичні, котрі перекривають весьнеобхідний нам діапазон.
Параметри оцінки:
- габаритні розміри;
- вартість;
- технологічність установки;
- вологостійкість;
- діапазон робочих температур,
- допустиме відхилення ємності від номінальної;
Результати приведені втаблицях 3.3 та 3.4.
Таблиця 3.3 — Результати оцінки електролітичнихконденсаторівТип Вартість гр./шт. Габарити, мм Волого-стійкість Маса, г Діапазон температур Зміна параметра, % Сумарний коеф. 0,25 0,3 0,15 0,1 0,1 0,1 К50-6 - - - 0,8 -20 +70 -10+50  4,1 7 7 7 7 9 6 К50-35 - - - 0,6 -40 +70 -10+50 5,11 6 5 5 6 6 б К50-16 - - - 1,2 -20 +70 -10+35 6,85 5 4 6 5 5 5
Вибираємо конденсаторитипа К50 — 16, які набрали найбільшу кількість балів.
У якості неелектролітичнихконденсаторів можна використовувати наступних типів:
Таблиця 3.4 — Результати оцінки неелектролітичнихконденсаторівТип Вартість гр./шт. Габарити, мм Волого-стійкість Маса, г Діапазон температур Сумарний коеф. 0,25 0,3 0,15 0,1 0,1 SMD 0603 6 5 5 б б 5,55 КМ-6 5 4 5 4 5 4.4 КД-2 5 б 5 5 5 5.3

Вибираємо конденсаторитипу SMD 0603, які набрали найбільшу кількість балів.
/>Обґрунтуванняконструкційних матеріалів.
Матеріал корпусу
Враховуючи те, щорозробляємий пристрій буде постійно транспортуватись, він повинен мати міцнийкорпус, здатний захістити прилад від механічних впливів здатних його пошкодити.Також корпус повинен бути здатен захістити пристрій від впливу електромагнітнихвпливів, через які можливе погіршення якості сигналу, тому що в схемі присутніланки з низькими рівнями сигналів, на які легко можуть вплинути електричнізавади.
З цих причин в якостіматеріалу корпуса вибрано сталь.
Деталі корпуса будутьвиготовлятися штампуванням, тому сталь необхідно вибирати придатну доштамповки. Для виготовлення корпуса використаємо сталь марки 08Ю ГОСТ 9045 –93, вона задовольняє всім заданим параметрам та вимогам розробляємого приладу.
Матеріал друкованихплат
При виборі матеріалу длядрукованої плати необхідно врахувати наступні параметри:
—  tgδ
—  модуль пружності
—  теплостійкості
—  діелектрична проникність
—  електрична проникність
—  вологостійкість
Для вибору матеріалудрукованої плати нам необхідно одна плата з одностороннім фольгова нимпокриттям та дві з двостороннім фольгова ним покриттям, візьмемо декількаматеріалів і розглянемо їх характеристики (таб.3.4) і виберемо найкращий з них.

Таблиця 3.5 — Матеріали друкованих платТип матеріалу tgd
Модуль пружності
кг/см
Тепло-стійкість,
°С Діелектр. проникненість
Електр.Проникненість
КВ/мм Вологостійкість ГФ-2-Н 0.6 1.2 1.6 1.2 0.9 0.6 СФ-2-1.5 1.28 2.4 1.8 0.9 0.7 0.8
По даним таблиці,вибираємо склотекстоліт фольгова ний СФ-2-1.5 і для плати з односторонньоюфольгою СФ-1-1.5. цей матеріал має більшу вологостійкість та кращі електричніпараметри як видно з таблиці.

4. />Розрахунки, підтверджуючі робото здатністьпристрою
 
/>4.1 Розрахунок тепловогорежиму
Визначальними параметрамидля розрахунку є питомі потужності розсіювання блоку приладу в цілому танагрітої зони qк та q3 відповідно:
 
qк=P0/Sк
q3= P0/S3
де P0–потужність, що розсіюється приладом. В нашому випадку основна потужністьвиділяється на блоці живлення та невелика частина на платі. В загальномувипадку P0=10Вт.
Sк – площа поверхні корпусу приладу;
S3 — умовна поверхня нагрітої зони.
 
Sк=2(l1∙l2+(l1+l2)∙l3)
S3=2∙(l1∙l2+(l1+l2)∙l3∙k3)
де l1, l2,l3 – відповідно довжина, ширина та висота корпусу;
k3 – коефіцієнтзаповнення об’єму.
Sк=2∙(0,283∙0,166+(0,283+0,166)∙0,08)=0,166м2
S3=2∙(0,283∙0,166+(0,283+0,166)∙0,08∙0,2)=0,108м2
Тоді маємо qк=10/0,166=60,2 Вт/м2; q3=10/0,108=92,6 Вт/м2
В загальному випадкуперегрів корпусу герметичного апарату, що працює при температурі t=35°Свідносно навколишнього середовища визначається залежністю:
υ1=0,1472∙qк-0,2962∙10-3qк2+0,3127∙10-6∙qк3
де qк – питомапотужність корпусу приладу, Вт/м2
υ1=0,1472∙60,2-0,2962∙10-3 ∙60,2 2+0,3127∙10-6∙60,23= 7,3°С

Перегрів нагрітої зонивизначається аналогічною залежністю
υ2=0,1390∙q3-0,1223∙10-3∙q32+0,0698∙10-6∙q33
де q3 – питомапотужність нагрітої зони, Вт/м2
υ2=0,1390∙92,6-0,1223∙10-3∙92,62+0,0698∙10-6∙92,63=11,8°С
Зміна атмосферного тискузовні корпусу впливає на перегрів корпусу приладу відносно температуринавколишнього середовища, а в середині корпусу – на перегрів нагрітої зони відноснотемператури корпусу приладу. Наявність отворів враховується коефіцієнтом, якийзалежить від відносної площі отворів.
 
P=SП/(l1∙l2)
де SП – сумарнаплоща отворів, м2. В нашому випадку SП=0,01 м2.
Р=0,01/(0,283∙0,166)=0,21
по результатам експериментальнихвипробувань встановлена залежність
 
kП=0,29+1/(1,41+4,95∙Р)
справедлива в діапазоні значень: 0≤Р≤0,8.
kП=0,29+1/(1,41+4,95∙0,21)=0,69
Виходячи з цьоговизначається перегрів корпусу блока
υк=0,93∙КН1∙kП
перегрів нагрітої зони
 
υз=0,93kП(υ1∙ КН1+( υ2/0,93-υ1)∙ КН2),
коефіцієнт КН1визначається тиском повітря зовні приладу:
 
КН1=0,82+1/(0,925+4,6∙10-5∙Н1),

а коефіцієнт КН2залежить від тиску середовища у середині приладу та визначається за формулою:
 
КН2=0,80+1/(1,25+3,8∙10-6∙Н2),
де Н1 та Н2– атмосферний тиск, МПа, зовні та у середині приладу відповідно. Виходячи зцього маємо:
КН1=0,82+1/(0,925+4,6∙10-5∙0,1)=1,9
КН2=0,80+1/(1,25+3,8∙10-6∙0,1)=1,6
υк=7,5∙1,9∙0,69=9,7°С
υз=0,93∙0,69 (16,2∙1,9+( 21,6/0,93- 16,2)∙ 1,6)=16,5°С
По отриманим данимвизначаємо перегрів повітря у приладі
υв=0,6∙υз
де υз –перегрів нагрітої зони.
υв=0,6∙26,5=15,9°С
Визначаємо середнютемпературу повітря у приладі за формулою:
 
Tв= υв+tc
де tc –температура оточуючого середовища;
Tв=15,9+35=50°С
Визначаємо температурукорпусу приладу за формулою:
 
Tк= υк+tc
 
Tк=9,7+35=44,7°С
Визначаємо температурунагрітої зони за формулою
 
Tз= υз+tc

Tз=16,5+35=51,5°С
Отримані значеннязадовольняють роботоздатність пристрою.
/>/>4.2 Розрахуноквіброміцності та удароміцності друкованої плати
Вібрації – це коливанняконструкції, викликані періодичними впливами. Вібрації РЕА виникають притранспортуванні та експлуатації.
У результаті впливувібрації можуть виникати механічні ушкодження елементів, порушитись контакти,цілісність пайок, різьбових та інших з’єднань.
Конструкція плати повиннабути вібростійкою і віброміцною. Вібростійкість визначає здатність апаратури додинамічних навантажень. Віброміцність визначає здатність апаратури витримуватибез руйнування тривалі вібраційні навантаження.
Длярозрахунку використаємо программу PLATA2VER21 згідно рекомендації [6, с. 44].
Вхідні данні для програми:
ρ — густина матеріалуплати, />
а, b, h - габаритні розміри плати, мм.
Габаритні розміри платприведені в таблиці 4.1.
Таблиця 4.1 — Габаритні розміри друкованих плат Плата Ширина, а, мм Довжина, b, мм Висота, h, мм Маса елементів, М, г A1 123 59 1,5 74 A2 123 95 1,5 122 A3 166 130 1,5 115 A4 43 144 1.5 57 A5 42 69 1,5 453

Для розрахунку параметрівдрукованих плат введемо вихідні данні для розрахунку в програму PLATA.
Розрахунки проводяться дляточки геометричної середини плат.
Нижче наведенні результатироботи програми для кожної з плат мікшерного пульта.
ПлатаА1
РАСЧЕТЧАСТОТНЫХ И АМПЛИТУДНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ПЕЧАТНОЙПЛАТЫ
ИСХОДНЫЕДАННЫЕ:
длинаплаты, мм 59,0
ширинаплаты, мм 123,0
толщинаплаты, мм 1,500
способзакрепления сторон:
опертычетыре вершины
механическиехарактеристики материала:
модульупругости, ГПа 9,8
коэффициентПуассона 0,20
плотность,г/см^3 1,90
КМП0,32
пределпрочности, МПа 245,0
пределвыносливости, МПа 55,0
массараспределенных ЭРЭ, кг 0,074
параметрывибрационного воздействия:
частота,Гц 20,0
амплитуда,мм 1,250
виброперегрузка,g 2,00
параметрыударного импульса:
длительность,мс 5,0
амплитуда,g 25,00
форма- прямоугольная
РЕЗУЛЬТАТЫРАСЧЕТА:
собственнаячастота платы, Гц 52,5
вибропрочность:
коэффициентыпередачи ускорений:
Nточки x, мм y, мм eta(x,y)
125,000 60,000 2,472
относительныедеформации:
Nточки z, мм tet(x), рад tet(y), рад
11,888 0,023858 0,016735
ударнаяпрочность:
коэффициентыпередачи ускорений:
Nточки x, мм y, мм eta(x,y)
125,000 60,000 1,767
относительныедеформации:
Nточки z, мм tet(x), рад tet(y), рад
10,753 0,009519 0,006677
минимальныекоэффициенты запаса прочности
материалаплаты в расчетных точках
относительнопредела выносливости
sigv= 55,0 МПа
привибрационных нагрузках n = 5,83
приударах n = 14,61
ПлатаА2
РАСЧЕТЧАСТОТНЫХ И АМПЛИТУДНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ПЕЧАТНОЙПЛАТЫ
ИСХОДНЫЕДАННЫЕ:
длинаплаты, мм 123,0
ширинаплаты, мм 95,0
толщинаплаты, мм 1,500
способзакрепления сторон:
опертычетыре вершины
механическиехарактеристики материала:
модульупругости, ГПа 9,8
коэффициентПуассона 0,20
плотность,г/см^3 1,90
КМП0,32
пределпрочности, МПа 254,0
пределвыносливости, МПа 55,0
массараспределенных ЭРЭ, кг 122,000
параметрывибрационного воздействия:
частота,Гц 20,0
амплитуда,мм 1,200
виброперегрузка,g 1,92
параметрыударного импульса:
длительность,мс 5,0
амплитуда,g 25,00
форма- прямоугольная
РЕЗУЛЬТАТЫРАСЧЕТА:
собственнаячастота платы, Гц 1,7
вибропрочность:
коэффициентыпередачи ускорений:
Nточки x, мм y, мм eta(x,y)
160,000 45,000 1,010
относительныедеформации:
Nточки z, мм tet(x), рад tet(y), рад
10,012 0,000012 0,000015
ударнаяпрочность:
коэффициентыпередачи ускорений:
Nточки x, мм y, мм eta(x,y)
160,000 45,000 1,000
относительныедеформации:
Nточки z, мм tet(x), рад tet(y), рад
10,000 0,000000 0,000000
минимальныекоэффициенты запаса прочности
материалаплаты в расчетных точках
относительнопредела выносливости
sigv= 55,0 МПа
привибрационных нагрузках n = >100
приударах n = >100
ПлатаА3
РАСЧЕТЧАСТОТНЫХ И АМПЛИТУДНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ПЕЧАТНОЙПЛАТЫ
ИСХОДНЫЕДАННЫЕ:
длинаплаты, мм 166,0
ширинаплаты, мм 130,0
толщинаплаты, мм 1,500
способзакрепления сторон:
опертычетыре вершины
механическиехарактеристики материала:
модульупругости, ГПа 9,8
коэффициентПуассона 0,20
плотность,г/см^3 1,90
КМП0,32
пределпрочности, МПа 254,0
пределвыносливости, МПа 55,0
массараспределенных ЭРЭ, кг 115,000
параметрывибрационного воздействия:
частота,Гц 20,0
амплитуда,мм 1,200
виброперегрузка,g 1,92
параметрыударного импульса:
длительность,мс 5,0
амплитуда,g 25,00
форма- прямоугольная
РЕЗУЛЬТАТЫРАСЧЕТА:
собственнаячастота платы, Гц 1,3
вибропрочность:
коэффициентыпередачи ускорений:
Nточки x, мм y, мм eta(x,y)
180,000 125,000 1,004
относительныедеформации:
Nточки z, мм tet(x), рад tet(y), рад
10,005 0,000005 -0,000059
ударнаяпрочность:
коэффициентыпередачи ускорений:
Nточки x, мм y, мм eta(x,y)
180,000 125,000 1,000
относительныедеформации:
Nточки z, мм tet(x), рад tet(y), рад
10,000 0,000000 0,000000
минимальныекоэффициенты запаса прочности
материалаплаты в расчетных точках
относительнопредела выносливости
sigv= 55,0 МПа
привибрационных нагрузках n = >100
приударах n = >100
ПлатаА4
РАСЧЕТЧАСТОТНЫХ И АМПЛИТУДНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ПЕЧАТНОЙПЛАТЫ
ИСХОДНЫЕДАННЫЕ:
длинаплаты, мм 43,0
ширинаплаты, мм 144,0
толщинаплаты, мм 1,500
способзакрепления сторон:
опертычетыре вершины
механическиехарактеристики материала:
модульупругости, ГПа 9,8
коэффициентПуассона 0,20
плотность,г/см^3 1,90
КМП0,32
пределпрочности, МПа 245,0
пределвыносливости, МПа 55,0
массараспределенных ЭРЭ, кг 57,000
параметрывибрационного воздействия:
частота,Гц 20,0
амплитуда,мм 1,200
виброперегрузка,g 1,92
параметрыударного импульса:
длительность,мс 5,0
амплитуда,g 25,00
форма- прямоугольная
РЕЗУЛЬТАТЫРАСЧЕТА:
собственнаячастота платы, Гц 1,4
вибропрочность:
коэффициентыпередачи ускорений:
Nточки x, мм y, мм eta(x,y)
120,000 72,000 1,007
относительныедеформации:
Nточки z, мм tet(x), рад tet(y), рад
10,008 0,000066 0,000000
ударнаяпрочность:
коэффициентыпередачи ускорений:
Nточки x, мм y, мм eta(x,y)
120,000 72,000 1,000
относительныедеформации:
Nточки z, мм tet(x), рад tet(y), рад
10,000 0,000000 0,000000
минимальныекоэффициенты запаса прочности
материалаплаты в расчетных точках
относительнопредела выносливости
sigv= 55,0 МПа
привибрационных нагрузках n = >100
приударах n = >100
ПлатаА5
РАСЧЕТЧАСТОТНЫХ И АМПЛИТУДНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ПЕЧАТНОЙПЛАТЫ
ИСХОДНЫЕДАННЫЕ:
длинаплаты, мм 42,0
ширинаплаты, мм 69,0
толщинаплаты, мм 1,500
способзакрепления сторон:
опертычетыре вершины
механическиехарактеристики материала:
модульупругости, ГПа 9,8
коэффициентПуассона 0,20
плотность,г/см^3 1,90
КМП0,32
пределпрочности, МПа 245,0
пределвыносливости, МПа 55,0
массараспределенных ЭРЭ, кг 453,000
параметрывибрационного воздействия:
частота,Гц 20,0
амплитуда,мм 1,200
виброперегрузка,g 1,92
параметрыударного импульса:
длительность,мс 5,0
амплитуда,g 25,00
форма- прямоугольная
РЕЗУЛЬТАТЫРАСЧЕТА:
собственнаячастота платы, Гц 1,5
вибропрочность:
коэффициентыпередачи ускорений:
Nточки x, мм y, мм eta(x,y)
120,000 35,000 1,008
относительныедеформации:
Nточки z, мм tet(x), рад tet(y), рад
10,009 0,000053 -0,000043
ударнаяпрочность:
коэффициентыпередачи ускорений:
Nточки x, мм y, мм eta(x,y)
120,000 35,000 1,000
относительныедеформации:
Nточки z, мм tet(x), рад tet(y), рад
10,000 0,000000 0,000000
минимальныекоэффициенты запаса прочности
материалаплаты в расчетных точках
относительнопредела выносливости
sigv= 55,0 МПа
привибрационных нагрузках n = >100
приударах n = >100

/>4.3 Розрахунок надійностіза раптовими відмовами
Раптові експлуатаційні відмовиє раптовими відмовами повноцінної по надійності радіоелектронної апаратури, щовиникають в період нормальної експлуатації, коли прироблення пристрою вже закінчилося,а знос і природне старіння ще не настали. Раптові експлуатаційні відмови обумовленічисто випадковими чинниками, такими як приховані внутрішні дефекти, які неможуть бути виявлені встановленою системою технологічного контролю; маловірогідніі тому не передбачені схемою і конструкцією відхилення режимів роботи, поєднанняпараметрів, концентрації зовнішніх навантажень і внутрішніх напружень, помилки операторівв період експлуатації.
Розрахунок ведеться по методиці,приведеній в [5, с. 96]. Початковими даними є схема електрична принципова з перелікомелементів.
При визначенні надійності системичерез відомі показники надійності її елементів вводять два припущення:
— відмови елементів системистатично не залежні
— відмова будь-якого елементуприводить до відмови системи, по аналогії з електричними ланками таку систему втеорії надійності називають послідовною.
Прийняті припущення дозволяютьвикористовувати теорему множення вірогідності, яка після групування рівнонадійнихелементів виглядає таким чином:
Розбиваємо елементи нарівнонадійні групи.
Розрахунок значеньнадійності для всіх рівнонадійних груп, що входять до складу ДВ приведений в таблиці4.2.
Таблиця 4.2 — Розрахунок значень надійності рівнонадійнихгруп ЕРЕ№ Назва ЕРЕ
К-сть
Ni
λ0і∙106, 1/год Кн аі
λ0і∙106∙аі,1/год
tср,
год
Ni∙λ0і∙106∙аі,1/год
  1 Резистор SMD 0603 144 0,006 0,5 0,82 0,005 0,5 0,72 2 Конденсатор SMD 0603 44 0,012 0,7 0,75 0,009 0,5 0,396 3 Конденсатор К50-16 63 0,012 0,7 0,75 0,009 0,6 0,567 4 Операційний підсилювач ВА4558 10 1,11 0,7 1,04 1,154 0,5 11,54 5 Світлодіод АЛ307Б 22 0,062 0,7 1,22 0,076 0,5 1,672 6 Діод 2Д-106А 4 0,073 0,6 1,22 0,089 0,5 0,356 7 Трансформатор 1 0,14 0,2 2,5 0,35 0,5 0,35 8 Мікросхема СХА1352AS 3 1,11 0,4 1,04 1,154 0,5 3,462 9 Мікросхема LM3915 4 1,11 0,6 1,04 1,154 0,5 4,616 10 Потенціометр PTF60152A 3 0,006 0,6 0,82 0,005 0,5 0,015 11 Потенціометр PTV142B-4 22 0,006 0,6 0,82 0,005 0,5 0,11 12 Стабілізатор LM7815 2 1,11 0,6 1,11 1,232 0,5 2,464 ∑ 26,268 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
В таб. 4.2 використанінаступні скорочення:
- λ0і — інтенсивність відмовелементів i — ої рівнонадійної групи в номінальному режимі роботи;
- Кн – коефіцієнт навантаження;
- аі – поправочний коефіцієнт, що враховує впливтемператури навколишнього середовища та електричного навантаження елемента. Длязнаходження значень коефіцієнтів приведених в таб. 4.2 використано [5, с. 96],Т = 60°С.
Інтенсивність потоку відмоввсього блоку визначається по формулі:
/>,
де /> — поправочний коефіцієнт, щовраховує умови експлуатації;
/>,

де />= 1.07; />= 2; />= 1, [5, табл. 4.3, 4.4,4.5].
/>
Інтенсивність потоку відмоввсього блоку буде:
/>
Тоді, середнє напрацюванняна відмову буде визначається по формулі:
/>
Отже, середнє напрацюванняна відмову задовольняє умови ТЗ: напрацюванняна відмову не менше 10000 годин.
Середній час відмовленнявиробу складатиме:
/>,
де /> -коефіцієнт одночасної заміни елементів, /> = 2.5, /> - середній часвідновлення елементу, год.
Визначимо коефіцієнтготовності:
/>
Знайдемоймовірність безвідмовної роботи:
/>

/>5. Технологічна підготовкавиробництва пристрою
/> 
5.1 Аналізтехнологічності пристрою
Технологічністьконструкції – це використання таких вузлів та деталей при конструюванні певноговиробу, які при виконанні конструктивно-експлуатаційних вимог дозволяютьзастосування високопродуктивних, прогресивних методів виготовлення, можливістьосвоєння виробництва в якнайкоротший строк при мінімальних затратах на технічнупідготовку виробництва – тобто деталь повинна мати мінімальну собівартість.
Аналіз технологічностіконструкції будемо проводити за методикою, описаною в [3]. На основіскладального креслення виробу, креслень складальних одиниць, специфікації таперечнів елементів складемо таблицю (табл.5.1), в яку занесемо всі використанівихідні дані.
Таблиця 5.1 — Вихідні данні для розрахунку технологічності№ Вихідні дані Умовне позначення Кількість 1. Кількість монтажних з¢єднань, що виконуються автоматизованим способом
/> 1032 2. Загальна кількість монтажних з¢єднань
/> 1139 3. Кількість мікросхем і мікро збірок
/> 30000 4. Загальна кількість ЕРЕ у виробі
/> 429 5. Кількість ЕРЕ, підготовка і монтаж яких ведеться механізованим способом
/> 351 6. Кількість типів ЕРЕ
/> 11 7. Кількість типів оригінальних ЕРЕ
/> 8. Кількість деталей
/> 21 9. Кількість деталей, виготовлених прогресивними методами
/> 7
На основі приведених утаб.5.1 вихідних даних вирахуємо відносні часткові показникитехнологічності.(для ІІ-го класу блоків ЕРА).
/>Коефіцієнт використання мікросхем та мікро збірок: />/>
Коефіцієнт автоматизації імеханізації монтажу виробу: />
Коефіцієнт автоматизації імеханізації підготовки ЕРЕ до монтажу:
/>
Коефіцієнт повторюваностіЕРЕ:
/>/>
Коефіцієнтзастосовуваності ЕРЕ:
/>
Коефіцієнт прогресивностіформування деталей:
/>
Складемо таблицю(таб.5.2.), в яку занесемо дані часткових показників, і коефіцієнти, що показуютьвплив кожного з цих показників (коефіцієнти вагової значимості)
Таблиця 5.2 — Коефіцієнти вагової значимостіЧасткові показники Значення показника Ваговий коефіцієнт
Величина />
/>
0,986
1
0,986
/>
0,906
1
0,906
/>
0,818
0,75
0,613
/>
0,974
0,5
0,487
/>
1,0
0,3
0,3
/>
0,667
0.3
0,2
На основі даних таб. 5.2.проведемо розрахунок комплексного показника технологічності за формулою:
/>
Визначимо числове значеннябазового комплексного показника технологічності />:
/>, де:
/> — комплексний показник технологічності для виробу –аналогу;
/> — коефіцієнтскладності (технічної досконалості) нового виробу у порівнянні звиробом-аналогом;
/> — коефіцієнт, що враховує зміну технічного рівня основного виробництвазаводу-виробника нового виробу у порівнянні з заводом виробникомвиробу-аналогу;
/> — коефіцієнти, що враховують застосування рівня організації виробництвадо праці заводу виробника виробу-аналогу;
/> — враховує зміну типу виробництва.
Відповідно зрекомендаціями приведеними в[5], приймаємо:
/>
/>
/>
Звідки:
/>;

Коли відомо комплекснийбазовий показник технологічності Кб, оцінка рівня технологічностірозроблюваного виробу виражається відношенням досягнутого показника К добазового Кб: />
У випадку, коли />, рівень технологічностірозроблюваного виробу являється незадовільним і існує необхідністьвідпрацювання конструкції на технологічність.
Як видно />, тому проведемовідпрацювання конструкції на технологічність.
Провівши аналіз даної зточки зору технологічності вносимо наступні зміни в конструкцію виробу:
— кількість монтажних з¢єднань, щовиконуються автоматизованим способом було 1032 стало 1050
— коефіцієнт автоматизаціїі механізації монтажу виробу набуде значення: />
Комплексний показниктехнологічності з урахуванням проведених змін маємо: />
Підставимо нове значенняпоказника технологічності і обрахуємо відношення досягнутого показникатехнологічності до базового: />
Таким чином У ≥ 1,отже в результаті відпрацювання конструкції технологічність виникланеобхідність внесення змін до конструкторської документації. Підготовка івнесення змін до конструкторської документації проводяться у відповідності доГОСТ2.503-74 на спеціальних бланках, що додаються до комплекту К. Д.

/>5.2 Аналіз зборки пристрою
Операції складання виробуявляються більшою частиною всього процесу виготовлення РЕА. У відношенні доскладання, в поняття технологічності найчастіше входять: проста “складність”усіх деталей та вузлів без пригонок і доробок, без селективної підготовки,забезпечена економічно прийнятними допусками в розмірних, кінематичних іелектричних колах і компенсатори в них, можливість паралельного складання примаксимальному використанні фронту робіт для отримання більш коротких машиннихциклів, можливість найбільшого диференціювання процесу складання тазабезпечення нормальної послідовності (без додаткового розбирання і повторногоскладання).
Для оцінки технологічностіоб¢єктівскладання скористаємось системою часткових показників технологічності РЕА[5].
На основі креслень іспецифікацій, складених при розробці приладу складемо таблицю (таб.5.3.) в якузанесемо всі необхідні вихідні дані необхідні для подальшого розрахункутехнологічності процесу складання.
Таблиця 5.3 — Вхідні данні для розрахунку технологічності процесускладання№ Вхідні дані Умовне позначення Кількість 1. Загальна кількість деталей у виробі
/> 116 2. Кількість основних схемних деталей
/> 102 3. Кількість деталей кріплення, що йдуть на кріплення вузлове складання
/> 20 4. Кількість виводів, що приєднуються вручну
/> 82 5. Кількість деталей для кріплення, що йдуть на кріплення деталей вузлової збірки
/> 20 6. Кількість виводів, що приєднуються вручну та механізованими засобами
/> 108 7. Кількість операцій автоматизованого і механізованого виконання роз¢ємних з¢єднань
/> 12 8. Кількість операцій автоматизованого отримання нероз¢ємних з¢єднань
/> 14 9. Загальна кількість операцій отримання роз¢ємних і не роз¢ємних з¢єднань
/> 108 10. Кількість деталей, що збираються без доробки
/> 10 11. Кількість деталей не для кріплення, що йдуть на вузлове складання
/> 12
 
За вихідними даними,наведеними в таблиці, визначимо основні показники технологічності складання:
коефіцієнт економічностіконструктивного оформлення
/>
для характеристикирозчленованості виробу(показує можливість максимального диференціювання процесускладання) використовують коефіцієнт розчленованості процесу складання:
/>
для характеристикитехнологічності конструкції з точки зору пригоночних і доводочних операційвикористовують коефіцієнт загальної якості процесу складання:
/>
для оцінки технологічностіконструкції з точки зору при застосовуваності автоматизованих та механізованихтипових технологічних процесів отримання роз¢ємних і нероз¢ємних з¢єднань вводитьсякоефіцієнт технологічності складальних процесів:
/>

технологічність складанняелектронного пристрою оцінюють також за допомогою коефіцієнта технологічностіприєднання виводів ЕРЕ та функціональних вузлів:
/>
Складемо таблицю(таб.5.4),в яку занесемо дані часткові показники та відповідні їм вагові коефіцієнти.
Таблиця 5.4 — Часткові показники
Часткові показники,/> Значення показників
Ваговий коефіцієнт, />
/>
/> 0,87 1 0,87
/> 0,3 1 0,3
/> 0,09 0,75 0,068
/> 0,4 0,5 0,2
/> 0,24 0,3 0,06
 
На підставі даних,отриманих у таблиці 5.4, проведемо розрахунок комплексного показникатехнологічності процесу складання:
/>
Обчислимо комплекснийбазовий показник технологічності за наступною формулою:
/>,де
КА — комплексний показник технологічності виробу аналога,КА=0,43;
КСК — коефіцієнт складності, КСК =1,02;
/> — поправочні коефіцієнти у відповідності до рекомендацій, наведених у[5], приймаємо їх рівнимиодиниці.
/>

Якщо відомо базовий коефіцієнттехнологічності, то оцінка рівня технологічності складання розробленого виробувираховується відношенням досягнутого показника K до КБ. Це відношення повиннозадовольняти вимогу Y ³ 1:
/>
Як видно, необхідна умова(/>)виконується, отже, подальшу доробку виробу не треба проводити.
/>5.3 Обґрунтування технологічноїсхеми збірки
Вихідними даними длярозрахунку параметрів і організації дільниці складально-монтажного виробництваявляються: номенклатура виробів, річна програма випуску виробів, технологічнийпроцес складання виробу, трудоємність операцій складання.
Номенклатура виробів, щобудуть складатися на дільниці, встановлюється на основі структурної схемискладання виробу, яка наведена в додатку 1.
Представлена схемаскладання являється схемою з базовою деталлю, (в якості базової, зазвичай,обирають ту деталь, поверхні якої будуть потім використані при встановленнізбірки у готовий виріб, при кріпленні вузла до раніше зібраного.) В більшостівипадків базовою деталлю є корпус.
Обрахуємо трудоємністьвиготовлення виробу по операціях – для цього скористуємось нормами часу наскладально-монтажну операцію і занесемо їх до таблиці(таб. 5.1.)
Таблиця 5.5 — Норми часу на операції зборки мікшеру
№
п/п Найменування операції Трудоємність Т, хв Номер робітника 1 Збирання корпуса 20 1 2 Встановлення сигнальних роз¢ємів 30 1 3 Встановлення роз¢ємів живлення 25 1 4 Встановлення плати живлення 15 1 5 Встановлення інших плат 40 1 6 З’єднання роз¢ємів живлення з платою живлення 120 1 7 З’єднання сигнальних роз¢ємів з платами 120 1 8 Встановлення верхньої кришки 30 1 9 Встановлення елементів керування 30 1
 
Розрахуємо такт випускувиробу за формулою:
 
/>, де
/> — річний фондробочого часу, хв..
/> — річнапрограма випуску виробів, шт.;
/>хв./шт.
Як видно, такт виходитьнабагато вищим, чим середній час виконання певної операції одним робітником,тобто є можливість на одному робочому місті проводити декілька операцій збіркита монтажу даного виробу. Для складання даного виробу достатньо одного робітника:він один здатний займатись всім процесом складанням приладу.

6. />Економічні розрахунки іорганізація виробництва
 
Будь-яке технічне рішенняможе бути визнано ефективним і прийнято до впровадження лише після того, якбуде доведена його економічна доцільність. Тому економічне обґрунтуваннятехнічних рішень є обов'язковою складовою частиною дипломного проекту.
У даному розділіпредставлений розрахунок собівартості, ціни, оцінка рівня якості, розрахунокприбутку на одиницю виробу, прогноз збуту й розрахунок прибутку на річнийвипуск.
/>/> 
6.1 Аналіз ринку
У даному дипломномупроекті розробляється мікшерний пульт, який використовується в сфері проведенняневеликих концертних виступів.
Оскільки пристрої даногокласу орієнтовано на експлуатацію в жорстких умовах, до них пред'являється рядспецифічних технічних та конструктивних вимог.
На сьогоднішній день наринку непрофесійних мікшерних пультів домінують товари іноземних виробників,таких як Pioneer, Behringer, Numark. Вітчизняні виробники в даному секторіринку не представлені. Оскільки проектований пристрій позиціонується в нижньому ціновому діапазоні, то за технічнимипараметрами серед непрофесійних та полу професійних мікшерних пультів допроектованого мікшерного пульту найближчими є Pioneer TK-2107, BehringerVX-210A(V).
Таким чином,конкурентоспроможність проектованого мікшерного пульта та очікуваний прибутоквід його виробництва та продажу визначатиметься відповідністю йоготактико-технічних характеристик вимогам до непрофесійнихта полу професійних мікшерних пультів, тобто його технічним рівнем, атакож його ціною порівняно з аналогами.

/>/>6.2 Визначеннярівня якості проектованого виробу
Вихідніположення
Кожен виріб є носіємрізних конкретних властивостей, що відображають його корисність і відповідаютьпевним потребам людини.
Якість як економічна категорія являє собою сукупність властивостейпродукції, що робить її здатною виконувати певні функції і задовольняти тимсамим певні потреби.
Поряд із якістю існуєпоняття технічного рівня продукції, який за змістом вужче якості, оскількиохоплює сукупність лише техніко-експлуатаційних характеристик.
Рівень якості — цекількісна характеристика придатності того чи іншого виду продукції задовольнятиконкретний попит на неї у порівнянні з відповідними базовими показниками.
В даному випадку, оцінка технічного рівня продукту орієнтована навизначення його рівня якості.
Вибірта обґрунтування системи параметрів
В ході формування системипараметрів необхідно враховувати наступні групи показників:
а) Показники призначення — визначають головнийнапрямок використання товару і можливусферу його застосування. До цієї групи відносять класифікаційні показники,показники складу і структури, показники технічної досконалості.
б) Показники надійності — характеризують здатністьвиробу безвідмовно функціонувати узаздалегідь визначених умовах та протягом обумовленого терміну. Вона визначаєтьсяза допомогою показників безвідмовності, довговічності, ремонтопридатності.Показники надійності забезпечують порядок визначення термінів гарантійнихзобов'язань виробників перед споживачами товарів.
в) Показники технологічності характеризуютьефективність конструкторсько-технологічних рішень, раціональний розподіл витратматеріалів, засобів, праці та часу при техніко-виробничій підготовці,виготовленні та експлуатації (маса, габарити).
г) Показники стандартизації та уніфікації — насиченість продукції стандартними, уніфікованими та оригінальними деталями.
д) Показники ергономічності за допомогою якихоцінюють систему «людина-виріб-середовище». Ці показники якостісвідчать, наскільки технічні і конструктивні рішення виробу беруть до увагиоб'єктивні біологічні властивості людини і характеристики середовищавикористання товару. До ергономічних належать гігієнічні, антропометричні, фізіологічні та психологічні показники якості.Гігієнічні показники використовують для визначення відповідності виробусанітарно-гігієнічним нормам життєдіяльності та працездатності людини (рівеньосвітленості, температури, вологості, токсичності, шуму тощо). За допомогоюантропометричних показників визначають пристосованість виробу до розмірів,форми і ваги тіла людини.
є) Показники естетичностітовару характеризують інформаційну виразність, раціональність форми, цілісність композиції, досконалість виробничоговиконання і стабільність товарного вигляду.
ж) Показники транспортабельності виражаютьпристосованість продукції для транспортування.
з) Патентно-правові показники характеризуютьпатентний захист та патентну чистотупродукції. Слід брати до уваги наявність у виробі нових технічних рішень, а такожрішень, які захищені патентами в країні, наявність реєстрації промисловихзразків.
и) Екологічні показникиякості характеризують рівень негативного впливу на довкілля під часвикористання товару (вміст шкідливих домішок, ймовірність викидів шкідливихчасток, газів).
к) Показники безпекихарактеризують особливості продукції для безпеки споживача та обслуговуючогоперсоналу, тобто безпеку при монтажі, обслуговуванні, ремонті, зберіганні,транспортуванні, споживанні продукції.
Зважаючи на сферузастосування проектованого виробу та характер функцій, які він реалізує, при формуванні системи параметрів обиралисьпоказники, які переважно належать до перших п'ятьох груп.
Оскільки, такі параметри,як діапазон відтворюваних частот та температур, номінальна вхідна напруга єстандартними для даного класу пристроїв, вони не розглядались при побудуваннісистеми показників. Їх значення є стандартними для даного класу пристроїв томуне впливають на показник конкурентноздатності.
Остаточна система показників має вигляд:
XI Відношення сигнал \ шум.Параметр, що впливає на якість вихідного сигналу.
Х2 Перевантажувальна здатність. Параметр, щовизначає здатність витримувати випадкові перевантажування входів, а отже інадійність приладу.
X3 Коефіцієнт гармонік вномінальному частотному діапазоні. Параметр визначаючий якість передачісигналу.
X4 Габарити та Х5 Маса. Показники призначення, оптимальному значеннюяких відповідає більша зручність використання.
Х6 Кількість каналів.Параметр, що характеризує функціональні можливості виробу.
Вибірта обґрунтування виробів для порівняння
Технічні параметрианалогів та самого розроблюваного пристрою наведені в таблиці 6.1.

Таблиця 6.1 — Технічні параметри пристроїв-аналогів тапроектованого пристрою Pioneer ТК-2107 Behringer VX-210A(V) Numark IC-Fll Sven P-040 Проектований пристрій Відношення сигнал \ шум, не меньше, дБ 90 80 70 70 85 Перевантажувальна здатність, дБ 15 20 20 10 25 Коефіцієнт гармонік в номінальному частотному діапазоні, % 0,03 0,045 0,07 0,055 0,05 Габарити, мм 300x200x10 260x150x7 275x180x10 200x200x9 290x175x7 Маса, кг 0.840 0.500 0.650 0.480 0.550 Кількість каналів 3 2 2 3 2
Для проведенняпорівняльного аналізу, за базовий було обрано пристрій Behringer VX-210A(V).
Визначеннякоефіцієнтів важливості параметрів
Вагомість кожногопараметра в загальній кількості параметрів, що розглядаються при оцінціпараметрів, визначається методом попарного порівняння. Оцінку проводитьекспертна комісія, кількість членів якої повинна дорівнюватись непарному числу(не менше 5 осіб). Експерти повинні бути фахівцями в даній предметній галузі.
Визначення коефіцієнтіввагомості передбачає:
—  визначення ступеня важливості параметрів шляхомприсвоєння їм різних рангів(параметр з рангом 1 — найважливіший);
—  перевірку придатності експертних оцінок дляподальшого використання;
—  виявлення і оцінку попарного пріоритету параметрів;
—  обробку результатів і визначення коефіцієнтіввагомості (кВі).
Після детальногообговорення та аналізу кожний експерт оцінює ступінь важливості параметрівшляхом присвоєння їм рангів. Результати експертного ранжирування наведені втаблиці 6.2.
Таблиця 6.2 — Результати ранжирування показниківНазва параметра Ранг параметра за оцінкою експерта Сума рангів, R;
Відхилення, ∆і,
∆і2 1 2 3 4 5 X1 Відношення сигнал \ шум, не меньше, дБ 1 2 1 2 2 8 -9.5 90.25 Х2 Перевантажувальна здатність, дБ 2 1 2 1 1 7 -10.5 110.25 ХЗ Коефіцієнт гармонік в номінальному частотному діапазоні, % 3 3 3 3 3 15 -2.5 6.25 Х4 Габарити 5 4 4 6 5 24 6.5 42.25 Х5 Маса 6 5 5 5 6 27 9.5 90.25 Х6 Кількість каналів 4 6 6 4 4 24 6.5 42.25 Сума: 21 21 21 21 21 75 381.5
Сума рангів кожного показника визначається за формулою
/>
Де rij — рангі-го параметра, визначений j-м експертом; N — кількість експертів.
Далі необхідно перевіритизагальну суму рангів
/>
тут n — кількість параметрів.

/>
Після обчислення середньої суми рангів
/>
визначають відхилення суми рангів кожногопараметру від середньої суми рангів
∆i=Ri — T
Сума відхилень за всіма параметрамиповинна дорівнювати 0. Обчисливши суму квадратів відхилень
/>
можна визначити коефіцієнт конкордації за формулою
/>
Для радіотехнічних виробів нормативне значення коефіцієнту конкордаціїWH =0.77. Оскільки отримане значення W задовольняє умові W>WH,оцінки експертів можна вважати придатнимидля подальших розрахунків.
Порівнянняпараметрів
Використовуючи отриманівід кожного експерта результати ранжирування параметрів (таблиця 6.2), проводиться попарне порівняння всіх параметріві результати заносяться в таблицю 6.3. Експерти оцінюють лише перевагуодного показника над іншим (більш важливий, менш важливий, рівноцінні). Знакам">", "

Таблиця 6.3 — Результати експертного порівняння важливостіпараметрівПоказники Експерти Підсумкова оцінка Числове значення коефіцієнтів переваги, Ajj 1 2 3 4 5 X1 і X2 >      >  >  >  >  >  1,5 X1 і X4 >  >  >  >  >  >  1,5 X1 і X5 >  >  >  >  >  >  1,5 X1 і X6 >  >  >  >  >  >  1,5 X2 і X3 >  >  >  >  >  >  1,5 X2 і X4 >  >  >  >  >  >  1,5 X2 і X5 >  >  >  >  >  >  1,5 X2 і X6 >  >  >  >  >  >  1,5 X3 і X4 >  >  >  >  >  >  1,5 X3 і X5 >  >  >  >  >  >  1,5 X3 і X6 >  >  >  >  >  >  1,5 X4 і X5 >  >  >    >  1,5 X4 і X6   >    Числові значеннякоефіцієнтів переваги визначаються за правилом:
якщо хі> хк, Аij = 1,5
якщо хі
де к = 1…n;
хі та хк– параметри, що порівнюються між собою.
Розрахуноквагомості параметрів.
На основі числових данихтаблиці 6.3 складаємо наступну матрицю (табл.6.4):

Таблиця 6.4 — Результати розрахунку пріоритету (відноснихоцінок) показниківПоказники 1-й крок 2-й крок Х Х1 Х2 Х3 Х4 Х5 Х5
вi
Квi
вi’
К’вi Х1 1,0 0,5 1,5 1,5 1,5 1,5 7.5 0.208 41.75 0.210 Х2 1,5 1,0 1,5 1,5 1,5 1,5 8.5 0.236 49.75 0.251 Х3 0,5 0,5 1,0 1,5 1,5 1,5 6.5 0.181 34.75 0.175 Х4 0,5 0,5 0,5 1,0 1,5 0,5 4.5 0.125 23.75 0.120 Х5 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 0,5 3.5 0.097 19.75 0.099 Х6 0,5 0,5 0,5 1,5 1,5 1,0 5.5 0.153 28.75 0.145 S 36 1 198.5 1
Коефіцієнт враховуючийважливість (вагомість) кожного показника /> знаходимо поформулах:
/> 
/> 
де n– число показників.
Відносні оцінкирозраховують кілька разів, доти поки значення будуть відрізнятися відпопередніх не більше ніж на 5%. На другому й наступному кроках знаходимо так:
/> 
/>
Розрахунокрівня якості проектованого виробу.
Показник якості можнавизначити по формулі:

/> (6.1)
де КВі –коефіцієнт, що враховує вагомість i-го показника виробу;
КЗМі –коефіцієнт зміни параметра i-го показника виробу.
При лінійній залежностіякості виробу від показників якості коефіцієнт зміни по кожному показникузнаходять, як відношення числового значення параметра нового й базовоговиробів. Якщо збільшення величини параметра веде до покращення якості виробувикористовують формулу:
/> 
упротилежному випадку формулу:
/> 
де ПБі, ПНі– числові значення показників відповідно базового й нового виробів.
Принелінійній залежності необхідно використовувати формули:
/>
та
/>
Технічні характеристикибазового й нового виробів наведені в таблиці 6.5.

Таблиця 6.5 — Технічні характеристики виробівПоказники Індекс Варіант Коефіцієнт зміни Базовий Новий
Відношення сигнал \ шум
Перевантажувальна здатність
Коефіцієнт гармонік
Габарити
Маса
Кількість каналів
X1
X2
X3
X4
X5
Х6
80
20
0,045
260x150x7
0,5
2
85
25
0,05
290x175x7
0,55
2
1,06
1,22
1,11
0,85
0,91
1
Підставляємо числовізначення КВі й КЗМі у формулу (6.1) одержимо коефіцієнтякості:
ß=0,21·1,06+0,251·1,22+0,175·1,11+0,12·0,85+0,099·0,91+0,145·1=1,1
В результаті проробленоїроботи з'ясоване й обґрунтовано, що проектований мікшерний пульт є цілкомконкурентоспроможним на ринку приладом.
/>/>6.3 Визначеннясобівартості нового виробу
Визначення собівартостівиробу, що проектується, передбачає складання калькуляції відповідно довстановленого в галузі переліку витрат.
Калькуляціясобівартості
Калькуляція собівартостіскладається згідно з «Типовим положенням з планування, обліку ікалькулювання собівартості (робіт, послуг) у промисловості». В данійроботі будуть враховані статті калькуляції, які найчастіше використовуються напідприємствах приладобудівних галузей виробництва.
Ціни взяти середні міжпостачальниками даної продукції на 15.12.2006.
Розрахунок собівартості пристрою здійснюється за допомогою затвердженого перелікувитрат. Сутність методу зводиться до того, що прямі витрати на одиницюпродукції визначаються шляхом нормативного розрахунку собівартостіпроектованого пристрою по статтях калькуляції.
Собівартість містить усобі:
— витрати на матеріали;
— прямі витрати на робочусилу;
— змінні витрати:матеріальні витрати, амортизація основних засобів, заробітна плата основного йдопоміжного персоналу, накладні витрати, безпосередньо пов'язані з виробництвомі реалізацією.
Детальний розрахуноксобівартості визначається відповідно до встановленого переліку статей витрат.
Розрахуноквитрат на матеріали
Витрати на придбанняматеріалів визначають на підставі норм їх витрачання і цін з урахуваннямзаготівельних витрат.
/>
де /> — норма витрат i-гоматеріалу на одиницю продукції, грн;
/> — ціна одиниці і-го матеріалу, грн;
/> - коефіцієнт, що враховує транспортно-заготівельні витрати.
Розрахунки зведені втаблицю 6.6.
Таблиця 6.6 — Розрахунок витрат на матеріали
/>/>/>/>/>№ Матеріал Марка Од. виміру
Норма
витрат на
виріб
Ціна
одиниці,
грн. Сума, грн. 1 Двосторонній фольгований склотекстоліт (лист 1,5 мм) СФ-2-1.5
м2 0,05 189 9,45 2 Припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76 кг 0,07 315 22,05 3 Фарба АТ520А л 0,02 36 0,72 4 Захисний лак DCR200 л 0,015 67,73 1,02 5 Плавикова кислота ДСТ 11243-85 л 0,2 36 7,2 6 Спирт, етиловий ДСТ 18300-72 л 0,1 6 0,6 7 Сталь 08Ю ГОСТ 9045 — 93
м2 0,4 200 90 Разом 131,04 Невраховані матеріали, 10% 13,1 Транспортно заготівельні витрати, 5% 6,55 Всього 150,69
Витрати на придбанняматеріалів по кожному найменуванню визначаються на основі технічної нормивитрат і відпускної ціни одиниці матеріалу (за прайс-листамифірм-постачальників — ЧП «VD-mais», м. Київ; ВАТ «Таберу»,м. Москва). Усі розрахунки зведені в таблиці 6.6, де введена стаття«Невраховані матеріали», частка яких складає 10% від вартості всіхматеріалів.
Тип виробництва — серійне(1000 шт. у рік).
Транспортно-заготівельнівитрати визначаються в процентному відношенні від вартості матеріалів. Нормативцих витрат приймається по даним підприємства, на якому виготовляється прилад, ів даному випадку складає 5 %. Витрати на покупні вироби і напівфабрикативизначаються аналогічно витратам на матеріали, виходячи з оптових цін інеобхідної кількості.
Розрахуноквитрат на покупні комплектуючі вироби та напівфабрикати
Витрати по цій статті розраховуються аналогічно витратам на матеріали,виходячи з необхідної кількості покупних виробів, напівфабрикатів і їхніх цін.
Розрахунки необхідних витрат за даною статтею зведено до таблиці 6.7.

Таблиця 6.7 — Розрахунок витрат на покупні комплектуючівироби й напівфабрикати№ Вироби та напівфабрикати Марка Од. виміру
Норма
витрат на
виріб
Ціна
одиниці,
грн. Сума, грн. 1 Резистор SMD 0603 шт 144 0,1 14,4 2 Конденсатор SMD 0603 шт 44 0,1 0,44 3 Конденсатор електроліт. К50-16 шт 63 0,4 25,2 4 Операційний підсилювач ВА4558 шт 10 1,0 10,0 5 Світлодіод АЛ307Б шт 22 0,8 17,6 6 Діод 2Д-106А шт 4 0,5 2,0 7 Трансформатор шт 1 10,0 10,0 8 Мікросхема СХА1352AS шт 3 5,0 15,0 9 Мікросхема LM3915 шт 4 3,0 12,0 10 Потенціометр PTF60152A шт 3 5,0 15,0 11 Потенціометр PTV142B-4 шт 22 2,5 55,0 12 Стабілізатор LM7815 шт 2 1,0 2,0 13 Гвинти М3 шт 40 0,005 0,2 14 Роз’єм 220 IEC 320 C13 шт 1 2 2,0 15 Роз’єм RCAx4 шт 3 1 3,0 Разом 183,84 Невраховані вироби, 10% 18,38 Транспортно заготівельні витрати, 5% 9,19 Всього 211,41
Основназаробітна плата.
Основна заробітна платавиробничих робітників включає тарифну заробітну плату і надбавки як добутокнорм часу та часових тарифних ставок робітників відповідних розрядів. Надбавкиі доплати приймаються в розмірі 40% від тарифної за робітної плати.
Витрати на цією статтеюрозраховуються по кожному виді робіт (операцій) залежно від норми часу(нормативної трудомісткості) і погодинної тарифної ставки робітників.
/>
де Ст. — тарифнаставка для і-го виду робіт (операцій), грн;
t – норма часу, для і-го виду робіт (операцій), н. годин.
Перелік робіт (операцій)відповідає технологічному процесу виробництва виробу (блоку, вузла). Норми часудля монтажних і складальних робіт визначаються типовими нормами часу наскладально-монтажні роботи. Результати зведені в таблицю6.8.
Таблиця 6.8 — Розрахунок основної заробітної платиОперація
Кількість
однорідних
операцій
Норма
часу,
год.
Годинна та-
рифна став-
ка, грн.
Сума зароб.
плати,
грн. Збирання корпуса 1 0,3 3,0 0,9 Встановлення сигнальних роз¢ємів 1 0,5 3,5 1,75 Встановлення роз¢ємів живлення 1 0,4 3,5 1,4 Встановлення плати живлення 1 0,25 4,6 1,15 Встановлення інших плат 1 0,7 3,5 2,45 З’єднання роз¢ємів живлення з платою живлення 1 2 3,0 6,0 З’єднання сигнальних роз¢ємів з платами 1 2 4,0 8,0 Встановлення верхньої кришки 1 0,5 3,0 1,5 Встановлення елементів керування 1 0,5 3,0 1,5 Разом 24,65 Інші невраховані роботи 20% сумарної трудомісткості врахованих 4,93 Разом 29,58 Надбавки і доплати 40% від тарифної зарплати 11,83 Всього 41,41
Додатковазаробітна плата.
Витрати в цій статтівизначаються у відсотках до основної заробітної плати:
/> грн.,
де />– коефіцієнт, що враховуєдодаткову зарплату.
Відрахуванняна соціальне страхування.
По діючим нормативами відрахуванняна соціальне страхування становлять 37% від суми основної й додатковоїзаробітної плати:
/> грн.,
де />– коефіцієнт, що враховуєвідрахування на соціальні потреби.
Загальновиробничівитрати.
З огляду на, що собівартість виробу визначається на ранніх стадіях йогопроектування в умовах обмеженої інформації щодо технології виробництва й витратна його підготовку в загальновиробничі витрати включаються, крім власне цихвитрат, витрати на освоєння основного виробництва, відшкодування зношуванняспеціальних інструментів і пристроїв цільового призначення, утримання йексплуатацію встаткування. При цьому загальновиробничі витрати визначаються увідсотках до основної заробітної плати. При такому комплексному составізагальновиробничих витрат їхній норматив (/> )досягає 200–300%:
/>

/>Адміністративні витрати
Ці витрати відносяться насобівартість виробу пропорційно основній заробітній платі і на приладобудівнихпідприємствах вони становлять (nа.в.) 100-200%:
Са.в. = nа.в.Сз.о.= 1*41,41 = 41,41 грн.
Комерційнівитрати.
Витрати по цій статтівизначаються у відсотках до виробничої собівартості (звичайно, />), /> - сума по всім наведенимивище статтями калькуляції, представляє повну собівартість продукції.
/>
Отримана сума по перерахованим статтям калькуляції представляє собоюповну собівартість, яка відображає всі затрати підприємства, зв'язані звиготовленням і реалізацією продукції.
Результати виконанихрозрахунків приводяться в таблиці 6.9.
Таблиця 6.9 — Розрахунок собівартості№ Статті витрат
Сума,
грн. Питома вага, % 1. Основні матеріали 150,69 27 2. Закупівельні вироби та напівфабрикати 211,41 37,3 3. Основна заробітна плата виробничих робітників 41,41 7,3 4. Додаткова заробітна плата 12,42 2 5. Відрахування на соціальне страхування 19,92 3,5 6. Загальновиробничі витрати 82,82 14,6 7. Адміністративні 41,41 7,3
Виробнича собівартість 560,08 99 8. Комерційні витрати 5,6 1
Повна собівартість
565,68
100
/>/> 

6.4 Визначенняціни на нову продукцію
На ранніх стадіяхпроектування використовуються різні методи ціноутворення, однак найпоширенішимуважається метод лімітних цін, відповідно до якого визначається верхня й нижняграниця ціни.
/>/>6.5Нижня границя ціни
Нижня границя ціни (ЦН.Г.)захищає інтереси виробника продукції й передбачає, що ціна повинна покритивитрати виробника, пов'язані з виробництвом і реалізацією продукції, ізабезпечити рівень рентабельності не нижче того, котрий має підприємство привиробництві вже освоєної продукції.
/>
/>
де />– оптова ціна підприємства,грн.;
/> – повна собівартість виробу, грн.;
/> – нормативний рівень рентабельності, 15%;
/> – податок на додану вартість, 20%.
У такий спосіб одержуємо:
/> грн.
/>

Верхняграниця ціни.
Верхня границя ціни (ЦВ.Г.)захищає інтереси споживача й визначається тією ціною, що споживач готовийсплатити за продукцію із кращими споживчими якостями.
/>
де ЦБ – цінабазового виробу, грн., ЦБ =1350 грн.;
Кт.р. — рівеньякості нового виробу щодо базового.
Договірнаціна.
Договірна ціна (Цдог)може бути встановлена за домовленістю між виробником і споживачем в інтерваліміж нижніми й верхньої лімітними цінами.
/>
В обраному інтервалі
780,64
визначаємо Цдог=1100грн.
/>/>6.6 Аналізсобівартості продукції
Собівартість продукції маєважливе значення для підприємства. Вона показує, наскільки ефективновикористовуються засоби та предмети праці при виготовлені продукції. Відсобівартості залежать такі показники підприємства, як прибуток та рівеньрентабельності, тому аналіз собівартості виступає як важливий інструмент пошуку нових резервів підвищення ефективностіпідприємства.
Основна частина витратприходиться на статтю «Покупні комплектуючі вироби танапівфабрикати». Це в першу чергу пов'язано з тим, що даний пристрійскладається з великої кількості складовихчастин. Серед цих частин є кілька досить коштовних елементів.
По характеру залежностівід об'єму виробництва всі витрати діляться на умовно-постійні та умовно-змінні. Витрати, абсолютне значення яких врозрахунку на річний об'єм випуску постійні або зменшуються пропорційнозміні випуску, а в розрахунку на одиницю продукції залишаються практичнонезмінними, відносять до умовно-змінних (основні матеріали, напівфабрикати,заробітна плата основним робочим). Витрати,абсолютне значення яких в розрахунку на річний об'єм випуску значно незмінюються, а доля, яка приходиться на одиницю продукції, обернено пропорційнарічному об'єму випуску, відносять до умовно-постійних (утримування таексплуатація обладнання, цехові, загальнозаводські). Постійні затратизалишаються незмінними до певного рівня збільшення виробництва. Із-за значнихзмін збільшення об'єму виробництва, які зв'язані зі змінами виробничої іорганізаційної структури виробництва, змінюється величина витрат, які відносятьсядо постійних. Тоді повна собівартість продукції складе:
/> грн..
де Сзм = 0,77*СП= 435,57 грн. – розмір умовно-змінної частини собівартості;
Спост = 0,23*СП= 130,11 грн. – розмір умовно-постійної частини собівартості.
Собівартість річноговипуску продукції складе:
/>
де />/> — повна собівартістьодиниці продукції, грн;
/> - умовно-змінна частина собівартості:
/>=(0,27+0,373+0,073+0,02+0,035)·100%=77%;
/> - умовно-постійні витрати />=23%;
Х — виробнича потужність підприємства X=1500 ед./рік;
/> - річний обсяг випуску продукції />=1000ед./рік;
Ср =0,77*565,68*1000 + 0,23*565,68*1500 = 630 733,2 грн.
Вартість річного випуску продукції:
Qр = Цдог*Q= 1100*1000 = 1 100 000 грн.
/>/>/>6.7Визначення рівня беззбитковості виробництва продукції й прибутку від її реалізації
Графікбеззбитковості виробництва відображає вплив на прибуток об'ємів виробництва,ціни продажу і собівартості продукції при розділенні витрат на умовно постійніта умовно змінні.
Побудуємоцей графік, визначимо при якому обсязі продукції (Q1) виторг відреалізації продукції та її собівартість співпадають, що відповідаєбеззбитковості виробництва, та визначимо обсяг продукції (Q2) приякому буде досягнутий запланований рівень рентабельності.
АналітичноQ1 та Q2 можуть бути визначені за формулами:
/>
/>од.
Обсяг продукції при якомубуде досягнутий запланований рівень рентабельності:
/>
/>/>од.

Річний прибуток придосягненні запланованого рівня рентабельності складе:
/>
/> грн.
Побудуємо графік на якому покажемо значення /> й/>:
/>
Рис. 6.1 — Графікбезбитковості
Проаналізувавши графік беззбитковості виробництва, ми бачимо, що запланований річнийвипуск в 1000 шт. знаходиться після точки беззбитковості (293 шт.), а привипуску 374 штук буде досягнуто запланований рівень рентабельності. Оскількипри досягненні запланованої рентабельності використовується не вся виробничапотужність, можна зробити висновок про збільшення рівня рентабельності. Алеварто враховувати, що витрати можуть змінитися по не залежним від підприємствапричинам (зміна цін на матеріали, робочу силу, покупні вироби й т.д.). Розміриприбутку також будуть залежати від дій конкурентів.
/>/>6.8 Економічнаефективність проекту
Ефективність проектівоцінюють за допомогою різних показників, основними з яких є:
—  чистий дисконтований дохід;
—  період окупності витрат;
—  індекс прибутковості.
/>
Індекс прибутковостіхарактеризує співвідношення дисконтованих грошових потоків і величинипочаткових інвестицій у проект:
де i — норма дисконту, щодорівнює прийнятній для інвестора нормі доходу на капітал (20%);
t — номер кроку розрахунку(t = 0, 1, 2,..., Т);
Т – розрахунковий період,рівний часу реалізації проекту;
Wt – грошовийпотік на t-ом кроці розрахунків, грн;
Kt –капіталовкладення на t-ом кроці, грн;
Оскільки інвестиції в проект здійснюються одноразово, візьмемо разові витратирівні 0,4Qp.
Проект планується дляреалізації на 3 роки, тому візьмемо T=3.
 
Wt=Пч+A,

де А – амортизаційнівідрахування, грн (візьмемо їх приблизно рівними 10% від CP);
Пч – чистийприбуток, грн:
 
Пч=П(1-αп),
де αп –ставка податку на прибуток (становить 25%);
П – прибуток, що підлягаєоподаткуванню.
Врахуємо податок на доданувартість:
/>
У такий спосіб Пч=350986,67x0,75=263240 грн.
Wt=263240+63073,32=326313,32грн
Kt=0,4x1100000=440000грн
Індекс прибутковостінашого проекту дорівнює:
/>
Оскільки індекс рентабельності > 1, проект рекомендується для впровадження
Період окупностірозраховується по формулі:
/> 
де y — останній рік, колигрошовий потік Д приймає від’ємне значення;
Wy+1 – значеннягрошового потоку в році y+1.
Таким чином, періодокупності нашого проекту складе:
/> року

Отже,зважаючи на приведені вище розрахунки (собівартості, конкурентоспроможності,оцінки рівня якості виробу, визначення його ціни і прибутку, який можливоотримати), як з технічних вимог так і з економічної сторони, можна говорити проте, що виготовлення даного приладу доцільне. При цьому можливе отриманнявисокого рівня прибутків на протязі визначеного терміну, при умові дотримання/> розрахованих обсягів виробництва та ціни виробу.Покращення технічних показників, призведе до підвищенняконкурентноспроможності.
Повна собівартість складає565,68 грн.
Нижня межа ціни — Цнм= 780,64 грн.
Верхня межа ціни — Цвм=1485 грн.
Договірна ціна — Цдог=1100 грн.
Обсяг продукції при якомуприбуток дорівнює нулю — Q1 = 293 од.
Обсяг продукції при якомубуде досягнуто запланований рівень рентабельності — Q2 = 374 од.
Термін окупності проекту Токскладає 1,42 роки.
Шляхи зниженнясобівартості:
—  оптимізація електричної, принципової,функціональної схем;
—  покращення якісних характеристик окремих вузлівпристрою;
—  вибір та обґрунтування найбільш досконалих таекономічних технологічних процесів і методів організації виробництва.

/>7. Охорона праці
 
В даному дипломномупроекті проводиться розробка пристрою мікшерного пульта. Виконаємо оцінкупотенційно шкідливих і небезпечних виробничих чинників, що виникають прирозробці, виробництві та експлуатації пристрою. На підставі цих оцінокнеобхідно розробити заходи щодо зменшення шкідливих впливів цих факторів налюдину як в процесі експлуатації виробу, так і при його виробництві. Враховуючите, що в технічній частині дипломного проекту, при розробці мікшерного пультабули розглянуті усі вимоги ДСН3.3.6.037-99 щодо можливого небезпечного впливуакустичного шума, то в першу чергу, розглянемо найбільш небезпечні фактори, щовиникають при технологічному процесі пайки, а також розглянуті можливікомплексні заходи щодо запобігання впливу цих факторів на людину і навколишнєсередовище. Також розглянуто питання пожежобезпеки.
/>7.1 Виявлення небезпечних та шкідливихвиробничих факторів при розробці, виготовленні та експлуатації приладу
Основнішкідливі та небезпечні виробничі фактори.
Проаналізуємо потенційношкідливі і небезпечні фактори, що виникають при виготовленні даного пристрою і,зокрема, в процесі ручної пайки.
Одним з найбільшнебезпечних і шкідливих факторів є пайка виводів радіо компонентів. При пайцівикористовуємо припій ПОС–61, до складу якого входить свинець, що відноситьсядо першого класу небезпеки. Процесу пайки притаманні шкідливі та небезпечніфізичні, хімічні, біологічні і психофізичні фактори. Спільна дія декількохостанніх може привести до травмування і профзахворювань, і так само довиникнення пожеж, вибухів.
Потенційно небезпечними ішкідливими виробничими факторами при ручній пайці є:
· пил і загазованість в повітрі робочої зони;
· наявність інфрачервоного випромінювання відпаяльника;
· незадовільна освітленість робочих місць абопідвищеною яскравістю світла;
· незадовільні метеорологічні умови в робочій зоні;
· вплив бризів та крапель розплавленого припою;
· група психологічних шкідливих виробничих факторів:напруженість праці,
· нервово–психічні перевантаження;
· можливість поразки електричним струмом.
Аналізбіологічної дії небезпечних та шкідливих факторів
Ручна пайкасупроводжується забрудненням повітряного середовища аерозолем припою.Знаходячись у запиленій атмосфері, робітники піддаються впливу пилу та пару,шкідливі речовини осідають на шкірному покриві, попадають на слизову оболонку порожнинирота, очей, верхніх дихальних шляхів, зі слиною заковтуються в травний тракт,вдихаються в легені. Поряд із забрудненням повітряного середовища забруднюютьсяробочі поверхні й одяг робітників. Ступінь впливу аерозолів залежить відхімічного складу. Більшість елементів, що входять до складу застосовуванихприпоїв, є шкідливими для здоров'я та життя людини. У розроблювальномутехнологічному процесі застосовується припій ПОС-61 ГОСТ1499-79. Пайкапроводиться електропаяльником потужністю 36 Вт. До складу припою входить 60–62%олова, інше — свинець. Біологічна дія, клас небезпеки і ГДК в повітрі робочоїзони вихідних компонентів, що входять до складу аерозолю приведені в табл.6.1.
Біологічна дія, класнебезпеки і ГДК у повітрі робочої зони вихідних компонентів, що входять доскладу аерозолю.

Таблиця 7.1 — Біологічна дія, клас небезпеки і ГДК в повітріробочої зониКомпоненти Характер токсичності дії Клас небезпеки ГДК у повітрі робочої зони, мг/м3 Свинець При отруєнні спостерігається поразка нервової системи, крові, серцево-судинної системи, шлунково-кишкового тракту, статевої системи. 1 0,01 Олово Поразка бронхів. При тривалому впливі можливий пневмоконіоз. 3 10,0 Спирт етиловий Має наркотичну і дратівну дію при тривалому контакті. 4 1000 Каніфоль соснова Має дратівну дію. При тривалому впливі на шкіру викликає дерматит. - -
/> 
7.2 Визначенняконцентрації аерозолю свинцю
Як видно з таб.7.1найбільш небезпечною речовиною аерозолю є свинець. Виходячи з вищесказаного,небезпека процесу визначається токсичністю свинцю, причому наявність оловазнижує токсичний ефект.
Зробимо розрахунок концентраціїаерозолю свинцю в повітрі робочої зони. На робочих місцях питоме утворенняаерозолю свинцю при пайці електропаяльником з потужністю 36 Вт складає 0,02мГ/100 пайок. Концентрація аерозолю в атмосфері складає:
/>, де
y = 0,02 мГ/100 пайок — питоме утворення свинцю; n =4 — кількість пайок за хвилину, шт.; t = 8 год. — тривалість зміни; N = 1 — кількість робочих місць, де ведеться пайка, шт.; V=22,5 м3 — об’єм приміщення.
С = 0,6∙0,02∙4∙8∙1/22,5= 0,017 мг/м3 > 0,01мг/м3.
З приведеного розрахункувидно, що концентрація аерозолю свинцю перевищує ГДК, тому необхідні відповіднізаходи щодо поліпшення умов праці.
Оцінкавпливу інфрачервоного випромінювання
Зробимо перевірочнийрозрахунок інтенсивності інфрачервоного випромінювання від паяльника. При пайцівикористовується припій ПОС–61.
Його температура плавленнядорівнює 190С0. Температура паяльника повинна бути на 40С0більше і дорівнює 230С0. Знайдемо довжину хвилі максимальноїінтенсивності випромінювання:
l = 2,88/T,
де l — довжина хвилі, мм;Т — температура випромінюючої поверхні, К.
l = 2,88 / 503 = 5,73 мкм.
Випромінювання такоїдовгої хвилі поглинається шкірним покривом людини, в результаті чого підвищуєтьсятемпература шкіри і підшкірних тканин. Визначимо площу поверхні випромінювання.
 
S=p (d1∙l1+d2∙l2),
де S — площа випромінюючоїповерхні, м2, d1 – діамерт жала паяльника, d2 –діаметр нагріваючого елемента, l1, l2 – довжинивідповідно.
d1= 0,004м; l1=0,03м;d2=0,01м; l2=0,03м.
S =3,14∙(0,004∙0,03+0,01∙0,08)=0,00289м2.
Визначимо інтенсивністьопромінення. Якщо відстань від джерела випромінювання до людини r = 0,1м >rmin = 0,054м, то застосуємо точковий метод розрахунку.
q = 0,91∙S∙[(T/100)4– A]/r2.

А = 85 — для шкірногопокриву людини.
q = 0,91∙0.0021∙[(503/100)4– 85]/0,12=106,1 Вт/м2.
При довжині хвилі l = 5,76мкм; qдоп = 120 Вт/м2. Розраховане q
Параметримікроклімату
Виконувані роботи припайці згідно з ДСН 3.3.6.042-99 відповідають категорії II, а робота — сидяча, зпідняттям ваги до 1кг. Розглядається холодний період року.
Таблиця 7.2 — Параметри мікрокліматуНазва Припустимі параметри Фактичні параметри Температура повітря 21–25 0С 20–25 0С Швидкість руху повітря 0,1м/з 0.1м/з Відносна вологість повітря 55% 50%
Параметри мікроклімату, яквидно з табл.7.2, для даної робочої зони відповідають нормам за ДСН3.3.6.042–99.
Перевіркаосвітленості на робочому місці
Розрахунок природноїосвітленості на робочому місці. За СНиП ІІ–4–79/85 для найменшого об’єкта в 0,3-0,5мм,який розрізняють, значення коефіцієнта природної освітленості (КПО) повиннебути еIII=1,2% (сумісно). Метою розрахунку умов освітленості є перевірка їхвідповідності СНиП ІІ–4–79/85. При бічному однобічному освітленні нормуєтьсямінімальне значення КПО в точці, що розташована в одному метрі від стіни,найбільш віддаленої від світлових прорізів, на перетинанні характерного розрізуплощини приміщення і робочої поверхні. Характерний розріз приміщення — поперечний розріз через середину приміщення, площина якого перпендикулярнаплощини світлових прорізів. Умовна робоча поверхня — горизонтальна, розташованана висоті 0,8 м від підлоги.
Нормативне значення КПОдля будинків, розташованих у I, II, III, IV поясах (м. Київ — IV пояс)визначається за формулою:
ен IV = E н III m c,
де ен III — значення КПОдля III пояса; m = 0,9 — коефіцієнт світлового клімату, для Києва c = 0,95 — коефіцієнт сонячності клімату.
е н IV = 1,2∙0,9∙0,95 = 1,71 %.
Округляємо до 1,7%.
Фактичне значення ер прибічному освітленні (конфронтуючий будинок відсутній):
ер = еб∙q∙r1∙T0/Kз,
де T0 — загальнийкоефіцієнт світлопропускання, дорівнює T0 = T1 T2∙T3∙T4 T5,
T1 — коефіцієнт світлопропусканняматеріалу остеклення (подвійна шибка
Т1 = 0,8), T2 — коефіцієнт, що враховуює втрати світла в плетіннях світлопройому (плетіннядерев'яні спарені Т2=0.75 ), T3 — коефіцієнт, що враховує втрати світла вносійних конструкціях (при бічному освітленні Т3=1 ), T4 — коефіцієнт, щовраховує втрати світла в сонцезахисних пристроях (при регульованих жалюзях Т4=1), T5 — коефіцієнт, що враховує втрати світла в захисній сітці (при бічномуосвітленні Т5=1 ), Значення Т1 — Т5 згідно нормативної документації. q = 0.64 — коефіцієнт, що враховує нерівномірну яскравість неба, q — є функцією кутовоївисоти середини світлового прорізу над робочою поверхнею. Кут /> = 14°,Кз = 1,2 — коефіцієнт запасу (виробниче приміщення з повітряним середовищем, щомістить менше 1мг/м3 пилу. Приміщення сусідніх будинків при вертикальномуосвітленні); r1 — коефіцієнт, що враховує збільшення КПО при бічному освітленнізавдяки світлу, відбитому від поверхонь приміщення і підстильного шару, щоприлягає до будинку, r1 визначається залежно від глибини приміщення b = 7 м довисоти верху вікна, від рівня робочої поверхні h = 3 м, відносно відстані l = 6м розрахункової точки від зовнішньої стіни до глибини приміщення, відноснодовгі приміщення lп = 4 м, до його глибини b = 6,25м, середньозваженогокоефіцієнта приміщення, що розраховується за формулою
/>,
де />1, />2,/>3 — коефіцієнт відбиття відповіднопобіленої стелі, пофарбованих стін і підлоги, за таблицею дорівнюють />1=0.7,/>2=0.5, />3=0.1, S1, S2, S3 – площі стелі,стін, підлоги, S1=35м2, S2=76м2, S3=25м2.
/>
При відношенні b/h = 7/3 =2.3; l/b = 6/7 = 0.86; lп/b = 5/6 = 0.71; />порівн = 0,45;одержимо r1= 2,45, еб — геометричний КПО в розрахункової точці при бічному висвітленні:
еб = 0,01∙(n1∙n2),
 де n1 = 9 — кількістьпроменів згідно нормативної документації, що проходять від неба через світловіпрорізи в розрахункову точку на поперечному розрізі приміщення, n2 = 45 — кількість променів, що проходять від неба через світлові прорізи в розрахунковуточку на плані приміщення.
еб = 0,01∙(n1∙n2)= 0,01∙9∙45 = 4,05,
ер = еб∙q∙r1∙T0/Kз= 4,05∙0,6∙2,45∙0,56/1,2 = 2,49.
Фактичне значення КПОбільше нормованого КПО ( е =1,7).
З цього можна зробитивисновок, що умови зорової роботи в лабораторії, де проводиться розробкавідповідають нормам.
Розрахунок штучногоосвітлення робочого місця. Перевіримо освітленість, що забезпечується загальнимрівномірним штучним освітленням. Для визначення освітленості застосуємо методкоефіцієнта використання світлового потоку.
Як джерело світлавикористовуємо люмінесцентні лампи ЛБ–80 потужністю 80 Вт. Застосовуютьсясвітильники ПВЛМ чи ЛСПО62∙80–08.
Освітленість дорівнює:
/>,
де N =12 — кількістьсвітильників у приміщенні; Ф0 =5220 Лм — світловий потік світильника; Kз –коефіцієнт запасу; S = 35 м2 — площа освітлюваного приміщення; />–коефіцієнт використання світлового потоку. Визначається в залежності відіндексу приміщення i коефіцієнтів відбиття стелі, />1= 0,7, стін />2=0,5, підлоги />3 = 0,1.
/>,
де l = 7м — довжинаприміщення; b = 5м — ширина приміщення; h = 3м — висота підвісу світильників; i= 7∙5/(3∙(7+5)) = 0,96.
Визначаємо /> =0,34.
При використаннілюмінесцентних ламп у примі-щеннях з повітряним середовищем, що містить меншеза 1мг/м3 пилу; Кз = 1,5; Z=1,1 — коефіцієнт нерівномірності освітлення
E =12∙5220∙0,34/(35∙1,5∙1,1)=368,78 Лк.
Норма загальногоосвітлення робочих місць (контраст об'єкта розрізнення середній, фон середній,розряд зорової роботи 3В; робота високої точності) складає 300 Лк. Фактичне Ебільше необхідного, і норми СНиП ІІ–4–79/85 виконуються.
На робочому місці монтажуРЕА комбіноване освітлення повинне забезпечити освітленість місця Енорм =750Лк.Загальне освітлення забезпечує 369 Лк, місцеве повинно бути Енорм – Езаг = 750– 369 = 381Лк. Застосуємо джерело місцевого освітлення МЛ–2x80. Перевіримо чизабезпечить даний світильник необхідну освітленість
/>,
де N =1 — числосвітильників; Е — освітленість, яку забезпечує місцевий світильник; Кз =1,5 — коефіцієнт запасу; n = 2 — число ламп у світильнику;
Ф0 = 4070 Лм — світловийпотік лампи ЛД80; /> = 1,2 — коефіцієнт, який враховуєзбільшення освітленості від навколишніх предметів; L =100 — умовна освітленістьза графіком; />=1 — враховує кут нахилу робочоїплощини, тоді
E=2∙4070∙100∙1∙1,2∙1/1000/1,5= 651,2.
Комбіноване освітлення зджерелом МЛ–2x80 забезпечить необхідну освітленість на робочому місцімонтажника (651,2 >381).
Електробезпекапри виготовленні мікшерного пульта.
Відповідно до ГОСТ12.2.007.0-75, розробляемий мікшерний пульт відноситься до I класуелектробезпеки. Все інше наявне в приміщенні обладнання, де виготовляєтьсяприлад можна віднести до I та ІІ (ВДТ, ПЕОМ)класів щодо електрозахисту, цеустаткування має робочу ізоляцію і приєднується до електро мережі за допомогою трьохконтактних вилок, один з контактів якої з'єднується з контактом розетки, яказаземлює.
Приміщення цеху заступенем небезпеки поразки людей електричним струмом згідно ОНТП 24-86 та ПБЕможна віднести до приміщень без підвищеної небезпеки, тому що:
— відносна вологістьповітря не перевищує 75%;
— матеріал підлоги(паркет) є діелектриком;
— температура повітря недосягає значень, великих 35 0С;
— відсутня можливістьодночасного дотику людини до дотику з землею, металоконструкціями будинків,технологічними апаратами, механізмами і т.д., з одного боку, і до металевихкорпусів електроустаткування — з іншого.
Використовується 3-х фазнамережа з глухо заземленою нейтраллю та зануленням з використанням автоматівструмового захисту.
Розрахунок електромережіна відключаючу здатність У табл.7.3 приведені гранично допустимі значеннянапруг дотику, В, та сили струмів, мА, при аварійному режимі електроустановокнапругою до 1000 В з глухозаземленою нейтраллю чи ізольованою нейтраллью начастоті 50 Гц.
Захисті мережіздійснюється автоматом струмового захисту, що має час спрацьовування tСПР= 0,2 сек та номінальний струм І ном =15 А.
Напруга корпуса Uкелектроустановки відносно землі в аварійному режимі роботи при однофазномукороткому замиканні становить:
Uк = Uф∙R0/(R0 +Rф),
де Uф — напруга фази; Rф — опір фазового проводу; R0 — опір нульового проводу.
Приймаємо Uф =220В, Rф =R0 = 1 Ом.
Uк = 220∙1/(1 + 1)=110 В.
Таблиця 7.3 — Гранично допустимі значення напругВплив Гранично припустимі рівні напруги і сили струму при тривалості впливу струму, сек. 0,01…0,08 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 >1 Змінна напруга U, B 650 500 250 165 125 100 85 70 65 55 50 36 Перемінний струм I, ма 650 500 250 165 125 100 85 70 65 55 50 6

Отримана напруга згідно з ГОСТ12.1.038-88 не перевищує гранично припустимого значення напруги дотику Uпр =250 В, при тривалості дії tд = 0,2 сек.
Струм короткого замикання:
Iк.з… = 220/(1+1) = 110А.
Iк.з. > 1,25∙Iном=1,25∙15 = 21 А, 110 А > 21 А.
За ПУЕ та ПБЕ дляелектроустановок з напругою до 1000 В опір заземлення пристроїв не повинноперевищувати 4 Ом.
Перевірочний розрахунокзаземлюючого пристрою. Ґрунт який знаходиться біля будинку, де розташований нашпристрій характеризується, як садова земля, і має рекомендований для розрахунківпитомий опір 5000 Ом*см.
Для стрижньового типузаземлювача.
R1=/>,
де l >> d, />–питомийопір ґрунту.
Вертикальні електродивиконують у вигляді стрижнів (d =12 мм, l =5 м), як заземлюючий провідник, зсмугової сталі.
Провідники, що заземлюють,між собою і з заземленням з'єднуються зварюванням, а з корпусом устаткування,що заземлюють, за допомогою болтів:
R1електрода=(5000//>∙500)∙Ln(4∙5∙1000/12)= 11,13Ом.
Визначимо необхіднукількість рівнобіжних з'єднаних заземлювачів:
n1= R1електрода/RМаксимально допустиме∙/>1,
де />1-коефіцієнт використання заземлювача дорівнює 0,4, тоді
n1=11,13/4∙0,4 =6,95, округлимо до 7, тоді Rфакт пов= R1/n∙/>. Rфакт пов — фактичне значення вторинного опору, R одного поділене на кількість заземлювачів
Rфакт пов = 11,13/7∙0,4= 3,95 Ом.
З порівняння випливає, що3,95
/>7.3 Заходи щодо поліпшенняумов праці на робочому місці
Розрахуноквентиляції ділянок пайки
Експлуатація ділянокпайки, які не обладнаних місцевою витяжною вентиляцією, забороняється.Вентиляційні установки повинні включаться до початку робіт і виключаться післяїхнього закінчення. Робота вентиляційних установок повинна контролюватисяспеціальною світловою сигналізацією. Місцеві відсоси від зон пайки повинніобслуговуватися окремою, вентиляційною установкою.
В зоні ручної пайкишвидкість спрямованого потоку, створюваного місцевими відсосами повинна на0,2м/с перевищувати рухливість повітря в зоні пайки і бути не менше 0,5м/с.
Застосуємошарнірно–телескопічні відсоси прямокутної форми з гострими крайками, яківстановлюємо у вертикальній площині столу.
Кількість повітря, щовідсмоктується, для прямокутних отворів з гострими крайками:
 
L = (S +7,7∙E0.63∙Х1,4)VX,
де S — площавсмоктувального отвору, м2; E — велика сторона прямокутного усмоктувальногоотвору, м; E =(0,14/>0,28) м; X — відстань до зонипайки, (Х = 0,1/>0,3 м).
Менша сторона прямокутногоусмоктувального отвору визначається з оптимального співвідношення між сторонамивсмоктувальної щілини В и Е, при якому кількість повітря, що відсмоктується,буде мінімальним.
Вибираємо Е = 0,2м, Х =0,2м; тоді одержуємо B/E = 0,24, В = 0,24∙E = 0,24∙0,2 = 0,048 м.
Площа усмоктувальногоотвору дорівнює S = B∙E = 0,2∙0,048 = 0,0096 м2.
Визначимо кількістьповітря, що відсмоктується:
L = (0,0096 + 7,7∙0,2∙0,36∙0,211,4)∙0,5= 280 м3/год.
Визначимо концентраціюаерозолю свинцю в повітрі робочої зони за формулою
С = 0,6. y. n.t.N/(V+L.t),
де у — питоме утворенняаерозолю свинцю; n — кількість пайок за хвилину;
N — кількість роб. місць;V- об’єм приміщення, м; t — тривалість зборки виробу, год.
У нашому випадку: y = 0,02мг/100 пайок, n =4, T = 8 год, N = 1, V =22,5м3.
Тоді С = 0,6∙ 0,02∙4∙8∙2/(22,5+ 280∙8) = 0,0001мг/м3.
Отже, за даних умовтехнологічного процесу концентрація аерозолю свинцю в повітрі робочої зони небуде перевищувати гранично допустиму концентрацію 0,01мг/м3 за ГДК, тобто немаєнеобхідності у вентиляції ділянок пайки.
/>7.4 Пожежна безпека
В робочому приміщеннівиконані усі вимоги НАПБ.А.01.001–95 «Правил пожежної безпеки в Україні».
Згідно з ОНТП 24-86 таСНиП2.09.02-В5 приміщення, де виконуються електромонтажні роботи, по рівнюпожежної та вибухонебезпеки належать до категорії В (пожежнонебезпечні). Вприміщенні знаходяться тверді горючі речовини, що нездатні переходити зваженийстан, тому робочі зони приміщення по пожежонебезпеці належать згідно з ПУЕ таПБЕ до класу П-ІІа.
Причиною виникнення пожежіможуть стати порушення ізоляції струмоведучих дротів, коротке замикання,паління в приміщенні і порушення правил експлуатації електроприладів.
На випадок виникненняпожежі повинна бути забезпечена можливість безпечної евакуації людей черезевакуаційні виходи. Потрібна кількість виходів ширина проходів та ступіньвогнестійкості будівлі повинна відповідати СНиП2.01.02-85 та СНиП 2.09.02-85.
В будівлі присутні триевакуаційні виходи: головний вихід — фасад і два виходи з бокових сторін.
Кількість, розташування таумови зберігання засобів для гасіння пожежі (вогнегасники, пожежні гідранти іт.п.) повинні відповідати ГОСТ 12.1.004-85 та ГОСТ 12.4.009-83, ІSO3941-77.
В приміщенні встановлені 2вогнегасники ОУ-8 – вуглекисневих восьмилітрових для гасіння електроустановокнапругою до 1000В.
Передбачаються наступнізаходи з метою забезпечення пожежної безпеки:
— постійний контроль станузасобів пожежегасіння;
— контроль за станомізоляції струмоведучих дротів;
— заборонено паління вприміщенні;
— неприпустимістьперевантажень, перегріву при роботі обладнання;
— заборона експлуатаціїобладнання з саморобними запобіжниками;
— неприпустимістьзнаходження в приміщенні горючих та вибухонебезпечних речовин;
— друковані плативиготовляти із гетинаксу, текстоліту — пожежна небезпека цих матеріалівневелика.

Література
1. General description LM3915 Dot/Bar Display Driver /National Semiconductor, February 2001.
2. Dual operational amplifier BA4558 / Standard ICs.
3. General description CXA1352AS 2-channel 5 ElementsGraphic Equalizer IC / SONY.
4. Операционные усилители /http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/op/op_1.htm
5. Принципиальные схемы аудио приборов /http://www.electronic-circuits.net/electonic-circuits-Audio.html.
6. Методичні вказівки до виконанняорганізаційно-економічного розділу дипломних проектів. За редакцією А.Т.Чернявського – К.: НТУУ “КПІ”, 1999. – 66 с.
7. ГОСТ 12.1.007-76. ССБТ. Вредные вещества.Классификация и общие требования безопасности.
8. ГОСТ 12.2.007.0-75. ССБТ. Изделияэлектротехнические. Общие требования безопасности.