Файл: 22.06.05.doc

Для соединения радиоэлементов электрической схемы проектируемого устройства между собой, в качестве базовой несущей конструкции выбираем двухстороннюю печатную плату. Учитывая, что при проектировании ПП используются интегральные схемы, а также высокий уровень насыщенности ПП навесными элементами по ГОСТ 23751-86 выбираем четвертый класс точности.

В соответствии с тем, что максимальный диаметр выводов навесных элементов, размещаемых на плате, равен 0,7 мм (конденсатор С4), то выбираем толщину платы равной 1,5 мм.

Для конструкции модуля используются двусторонние печатные платы, изготовленные комбинированным позитивным методом. Материал изготовления печатной платы - стеклотекстолит фольгированный СФ-2Н-50Г-1,5 ГОСТ 10317-79.

Для рациональной компоновки проведем расчет элементов конструкции печатной платы в соответствии с ГОСТ 23751-86.

3.2.1 Конструктивно – технологический расчет.Определение минимального диаметра металлизированного переходного отверстия:

где Н_рас – расчетная толщина платы

ν – отношение диаметра отверстия к толщине пластины

Номинальное значение диаметров монтажных отверстий Д₀:

где Д_выв – максимальный диаметр вывода устанавливаемого ЭРЭ;

Δd_н.о. – нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия;

∆_з – разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода;

Максимальный диаметр просверленного отверстия:

(3)

где b_м – расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки (гарантийный поясок);

_d = – допуск на расположение отверстий;

_р = – допуск на расположение контактных площадок;

Минимальный диаметр контактных площадок:

где h_ч =0,05мм

Максимальный диаметр контактной площадки:

Форма контактных площадок может быть прямоугольной, круглой, шестигранной (рисунок 2) в зависимости от насыщения платы.

Рисунок 2 – Формы контактных площадок

Минимальная ширина проводника:

где ∆t – допуск на ширину проводника

t_1min – минимальная эффективная ширина проводника

Максимальная ширина проводника:

t_max =t_min +(0,02…0,06)

Минимальное расстояние между двумя проводниками:

S_min1 =L –(t_max +2l)

где L – расстояние между проводниками;

l – допуск на расположение проводников;

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками:

S_min2 =L –(Д_max +2p)

где L – расстояние между проводниками;

р – допуск на расположение контактных площадок;

Минимальное расстояние между контактной площадкой и проводником:

S_min3 =L –[(Д_max /2+p)+ (t_max /2+l)] (4)

где L – расстояние между центрами элементов;

Минимальное расстояние для прокладки проводников в магистральном канале между двумя контактными площадками металлизированных отверстий:

S_min4 =0.5Д_1max +Д_2max +2p +(t_max +l)N_л +S(N_л +1)

где Д_1max= Д_2max – диаметры металлизированных отверстий;

N_л – число проводников в магистральном канале;

S – номинальное расстояние между проводниками;

3.3 Расчет электрических параметров ПП

Определяем минимальную ширину печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:

(5)

где J_max – максимальный ток протекающий в проводниках

i_доп – допустимая плотность тока, выбирается в зависимости от метода изготовления.

h – толщина проводника.

Определяем минимальную ширину проводника, исходя из допустимого падения напряжения на нем для цепей питания и заземления:

где  – удельное объемное сопротивление;

L – длина проводника (земля);

U_доп =95%U – допустимое падение напряжения;

h – толщина проводника;

Для стабильной работы печатных проводников их ширина должна быть больше b_min1 и b_min2.

Определяем взаимные емкости С и индуктивности L линий связи для заданного типа электрических соединений.

Паразитная емкость, возникающая между параллельными проводниками на печатной плате при b₁ = b₂:

(6)

где ε – диэлектрическая проницаемость среды;

l – длина проводника;

h – толщина проводника;

а – зазор между проводниками.

3.4 Расчет теплового режима

t_k, С

11'

22'

40

2

20

q,

200

1’, 2’, 3’ - для вертикального расположения блоков;

1, 2, 3 - для горизонтального расположения блоков;

1, 1’ - без вентиляции;

2, 2’ - естественная вентиляция;

3, 3’ - принудительная вентиляция.

Рисунок 3 - График тепловой нагрузки блоков различной конструкции

Модуль электронной аппаратуры второго уровня и выше, например блок, представляет собой сложную систему тел с множеством внутренних источников теплоты. Поэтому при расчете тепловых режимов модулей используют приблизительные методы анализа и расчета. Целью расчета является определение нагретой зоны модуля и среды вблизи поверхности ЭРЭ.

Конструкцию РЭА заменяем ее физической тепловой моделью, в которой нагретая зона представляется в виде параллелепипеда, имеющего среднеповерхностную температуру t_o и рассеиваемую тепловую мощность Р_о. В зависимости от ориентации модулей 1-го уровня различают три группы конструкций по характеру теплообмена в них. На рисунке 3 приведены зависимость между перепадом температур t_k и выделяемой тепловой мощностью для блоков различных конструкций.

Определим условную поверхность нагретой зоны S_з, м² для воздушного охлаждения

S_з=2(lb+(l+b)hК_з.о)

где l, b, h - геометрические размеры блока.

К_з.о - коэффициент заполнения объема.

Определим удельную мощность нагретой зоны q₃, Вт/м², как количество теплоты, рассеиваемое с единицы площади:

(7)

где Q – мощность, рассеиваемая блоком, вычисляемая по формуле:

Q = I_maxU

где I_max – максимальный потребляемый ток для цепи питания.

U- напряжение питания.

Температура зоны не должна достигать максимального значения рабочей температуры элементов. Перепад температур t_k будет опреде-

ляться по формуле:

t_k =Т_з-Т_с

где Т_с максимальная температура окружающей среды, при которой уст ройство должно функционировать.

Т_з – температура зоны

Получили точку К. Способ вентиляции разрабатываемого устройства, можно определить по графику тепловой нагрузки блоков различной конструкции (рисунок 3).

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Расчет трудоемкости создания программного средства

Одним из обоснованных методов оценки трудоемкости и сроков создания программного изделия является метод на основе системы моделей с различной точностью оценки. За единицу нормирования принято число исходных команд программного изделия. Под исходной командой понимается физически представимая строка на бланке программы, на экране дисплея, на распечатке программы. Нормирование труда программистов на базе исходной команды представляется более предпочтительным по сравнению с использованием понятия машинной команды, так как последняя не является непосредственным результатом труда программиста. Таким образом, в качестве основного фактора, определяющего трудоемкость и длительность разработки программы, принимаем размер исходного текста записи алгоритмов и данных.

Для быстрой приближенной оценки трудоемкости и длительности разработки программного изделия может использоваться базовая модель. Оцениваем размер программного изделия — 20 тысяч базовых команд.

Трудоемкость разработки программного изделия

, (8)

где nт.и.к. – число тысяч исходных команд,

nт.и.ч = 40 – число исходных команд в час (производительность труда инженера программиста).

Продолжительность труда разработчика для разработки единицы программного изделия определяется периодом T=4 мес.

Число исполнителей рассчитывается исходя из заданных характеристик трудоемкости и длительности разработки программного изделия:

, (9)

.

4.2 Оценка издержек на разработку программы

Подобный программный продукт может быть реализован в единичном экземпляре либо тиражирован и реализован некоторому числу спецзаказчиков. Обычно принято проводить расчет экономической эффективности использования разработки для ее потребителя.

Важным фактором, влияющим на процесс формирования цены, является конкуренция на рынке, необходимость учета которой совершенно очевидна. В целях повышения конкурентоспособности продукта может возникнуть необходимость снижения его цены на рынке. Важно заметить, однако, что целям повышения конкурентоспособности служит не только снижение цены, но, также, и качество товара и его выгодные отличительные признаки по сравнению с аналогичным товаром конкурентов.

Наиболее важным моментом для разработчика, с экономической точки зрения, является процесс формирования цены. Очевидно, что программные продукты представляют собой весьма специфичный товар с множеством присущих им особенностей. Многие их особенности проявляются и в методах расчетов цены на них. На разработку программного продукта средней сложности обычно требуются весьма незначительные средства. Однако, при этом она может дать экономический эффект, значительно превышающий эффект от использования достаточно дорогостоящих систем.

Следует подчеркнуть, что у программных продуктов практически отсутствует процесс физического старения и износа. Для них основные затраты приходятся на разработку образца, тогда как процесс тиражирования представляет собой, обычно, сравнительно несложную и недорогую процедуру копирования магнитных носителей и сопровождающей документации. Таким образом, этот товар не обладает, по сути, рыночной стоимостью, формируемой на базе общественно необходимых затрат труда.

Цена на программные продукты устанавливается на единицу программной продукции с учетом комплексности ее поставки. Ее цена, обычно, формируется на базе нормативной себестоимости производства и прибыли:

Цп = С + П,

где:

С — себестоимость единицы продукции, руб.,

П — прибыль, руб.

Цена на программный продукт, являясь долей дополнительной прибыли потребителей, зависит от объема продаж (v) и размера экономии на издержках на учебный процесс при использовании продукта (c):

Pпп=af(v, c)

Причем коэффициент а изменяется в пределах от 0 до 1: если спрос выше предложения, то а близко к 1, если спрос ниже предложения, то а стремится к 0.

В свою очередь, функция f(v, c) выражает валовую дополнительную прибыль потребителей.

Маркетинговые исследования показали, что на рынке нет подобных программ в виду их специализации и узкой направленности.

Данная программа предназначена для внутреннего использования и делается в рамках проекта создания систем мультимедийного обучения.

4.3 Расчет себестоимости программного средства

Весь процесс создания программных средств может быть разделен на несколько независимых фаз или этапов. Конкретное число таких этапов и их содержание определяется целями и масштабами конкретных проектов и разработок. Этапы, характерные для разработки крупных программных продуктов, следующие:

- Анализ требований, предъявляемых к программному изделию;

- Определение спецификаций;

- Проектирование изделия;

- Кодирование;

- Тестирование и отладка.

При организации разработки программного обеспечения необходимо определить сколько времени и затрат труда потребуется на реализацию проекта.

К этой статье относятся основная заработная плата работников, а также премии, входящие в фонд заработной платы. Расчёт основной заработной платы выполняется на основе трудоёмкости выполнения каждого этапа в человеко-днях и величины месячного должностного оклада исполнителя.

Среднее количество рабочих дней в месяце равно 20-ти. Следовательно, дневная заработная плата определяется делением размера оклада на количество рабочих дней в месяце.

Трудоемкость каждого этапа определяется для группы специалистов, отвечающих за этот этап разработки.

Произведение трудоемкости на сумму дневной заработной платы определяет затраты по зарплате для каждого работника на все время разработки.