Материал: Устройство регулировки громкости автоматическое

Устройство регулировки громкости автоматическое

Содержание

Введение

. Описание структурной схемы

. Описание принципиальной схемы

. Обоснование и описание конструкции

. Расчетный раздел

.1 Расчет надежности

.2 Расчет проводящего рисунка печатной платы

.3 Расчет коэффициента заполнения объема блока

. Технологический раздел

.1 Расчет типа производства

.2 Анализ технологичности

. Экономический раздел

.1 Расчет себестоимости изделия

.2 Планирование оптовой цены проектируемого изделия

. Охрана труда и ППБ при монтажно-сборочных работах

Технологический процесс сборки и монтажа устройства

Заключение

Литература

Введение

Известно, что меломаны, слушая музыку, на фоне эстетической эйфории через некоторое время после включения воспроизводящего устройства начинают ощущать, что чего-то в музыкальном произведении не хватает. Если немного увеличить громкость звука, то это ощущение проходит, так как звуки становятся субъективно сочнее, ощущения - приятнее, а восприятие непосредственнее. Некоторое время спустя желание прибавить громкость появляется вновь, а если громкость вновь прибавлена, то намерения периодически прибавлять громкость перерастают в привычку. Однако, с одной стороны, до бесконечности прибавлять громкость не предоставляется возможным по техническим причинам, а с другой стороны, привычка периодически прибавлять громкость вредна для здоровья, так как приводит к ухудшению чувствительности органов слуха.

Минимизировать последствия негативного влияния периодически возрастающих нагрузок на слуховой аппарат меломана, не избавляясь от привычки прибавлять громкость звука, поможет “Устройство регулировки громкости". Возможно, лучшим вариантом применения данного устройства будет такой, когда меломан не будет знать о нем.

Устройство можно встроить в любое звуковоспроизводящее устройство (радиоприемник, магнитофон). Сердцем устройства регулировки громкости является ЭРГ (электронный регулятор громкости) с двухкнопочным управлением. Нажатие на кнопку « + » ЭРГ приводит к автоматическому увеличению громкости, а нажатие на кнопку « - » к автоматическому уменьшению громкости. Причем в данном устройстве, как и во всех ЭРГ, чем дольше кнопка удерживается в нажатом положении, тем в большей степени изменяется громкость. Дополнительно, если устройство включено, на вход “INC” ИМС ЭРГ ежеминутно подаются импульсы (с периодом следования Т=60 секунд) с выхода инфранизкочастотного генератора. Это приводит к тому, что установленный меломаном уровень громкости через каждую минуту воспроизведения автоматически понижается на одну “ступеньку”. Такой ненавязчивый “сервис” оберегает слух и одновременно позволяет меломану, прибавляя громкость, вновь и вновь субъективно воспринимать звуки более сочными, и получать от этого приятные ощущения. То есть без особого вреда для слуха получать удовольствие от каждого увеличения громкости.

Устройство регулировки громкости не имеет обнаруженных в отечественной или зарубежной литературе прототипов или аналогов и может быть встроено в самодельные конструкции или в изделия промышленного изготовления: УКВ и РМ стереофонические приемники, плееры, а также при дополнении схемы усилителем мощности звуковых частот и во многих устройствах, предназначенных для стереофонического воспроизведения с описанным выше автоматическим понижением громкости.

. Описание структурной схемы

.1      Структурная схема устройства регулировки громкости

Рисунок 1

Интегральный стабилизатор предназначен для стабилизации напряжения питания 9В. Поступающий на его вход аудио сигнал идет на вход стерео УЗЧ.

Стерео УЗЧ со встроенным цифровым электронным регулятором громкости предназначен для автоматического уменьшения громкости в заданном интервале времени.

Блок «эконом» запрещает изменение уровня установленной громкости при выключенном питании.

Формирователь сигнала «+1» и формирователь сигнала «-1» необходимы для изменения уровня громкости. Сигнал с формирователя сигнала «-1» проходит через генератор тактовых импульсов, который генерирует электрические импульсы заданной частоты.

Часто бывает так, что при нажатии на кнопку замыкание ее контактов происходит несколько раз из-за так называемого дребезга. В цифровых схемах это приводит к неправильной работе устройства. Для того чтобы исключить дребезг контактов при нажатии кнопок «SB1», «SB2» в схеме используется подавитель дребезга контактов.

Инфранизкочастотный генератор задает время через которое будет происходить автоматическое уменьшение громкости на одну ступень. Ежеминутно с выхода инфранизкочастотного генератора подаются импульсы на вход электронного регулятора громкости, встроенного в стерео УЗЧ.

2. Описание принципиальной схемы

Сердцем устройства является электронный регулятор громкости на ИМС DA1 DS1804. Так как эта ИМС однокристальная (моно, а не стерео), то она используется в комплекте с аналоговым электронным регулятором громкости, встроенным в УЗЧ DA3 ТА8119Р, один вход (REG-вывод 11 DA3) которой позволяет регулировать громкость одновременно в обоих каналах. ИМС DS1804 является энергонезависимой и имеет трехпроводной интерфейс управления. Логический уровень на входе U/D (вывод 2) устанавливает направление изменения громкости: при логическом 0 громкость можно уменьшать (нажатием на кнопку SВ1 “-1”); при логической 1 громкость можно увеличивать (нажатием на кнопку SВ2 “+1”). Вход INС (вывод 1 DА1) предназначен для тактирующих импульсов. По каждому отрицательному перепаду на входе INС сопротивление “100-ступенчатого переменного резистора", встроенного в DА1, изменяется на 1 ступеньку. Вход С8 (вывод 7) DА1 управляет работой электронного регулятора громкости: при логическом 0 запрещается регулировка громкости, а при логической 1 регулировка громкости разрешена.

После выбора нужной громкости (прохождением н-нного количества тактовых импульсов) рекомендуется на входе С8 устанавливать логическую 1 для вхождения электронного регулятора громкости в энергосберегающий режим. При чем, если в этот момент на входе INС установлена логическая 1, то информация о выбранном уровне громкости записывается в энергонезависимую память DА1.

Нажатие на кнопку SВ1 “-1” приводит к подаче логического 0 на вход (вывод 6) DD1.2. На другом входе (выводе 5) DD1.2 через резистор RЗ заводится уровень логической 1, поэтому на выходе (выводе 4) DD1.2 (пока нажата SВ1) формируется импульс положительной полярности, равный по длительности времени удержания кнопки SВ1 в нажатом положении. Возможный дребезг, возникающий в момент нажатия и отпускания SВ1, уничтожается интегрирующей цепью С5, R8, VD1. Сигнал с выхода этой цепи (нижнего - по схеме - вывода резистора К8) поступает на вход (вывод 13) DD1.4 и высоким логическим уровнем разрешает работу генератора тактовых импульсов, собранного на элементах DD1.4, С7, R9. Период следования импульсов определяется времязадающей цепью С7, R9.

Нажатие на кнопку SВ1 “+1” приводит к подаче логического 0 на вход (вывод 5) DD1.2. На другой вход (вывод 6) DD1.2 через резистор R1 заводится уровень логической 1, поэтому на выходе (выводе 4) DD1.2 (пока нажата 8В2) также формируется импульс положительной полярности, равный по длительности времени удержания кнопки SВ2 в нажатом положении. Возможный дребезг, возникающий в VD1. Сигнал с выхода этой цепи (нижнего - по схеме - вывода резистора R8) поступает на вход (вывод 13) DD1.4 и высоким логическим уровнем разрешает работу генератора тактовых импульсов, собранного на элементах DD1.4, С7, R9.

Нажатие на кнопку 5В2 “+1” также приводит к подаче логического 0 на входы (выводы 1 и 2) DD1.1 и с выхода (вывода 3) инвертора DD1.1 логическая 1, поданная на вход U/D (вывод 2) DА1 устанавливает режим увеличения громкости. Поэтому удержание SВ2 нажатой (в отличие от удержания SВ1) приводит к увеличению (а не уменьшению) громкости. Диапазон изменения громкости зависит от количества импульсов, поданных на вход INC (вывод 1} DА1. Одновременно с замыканием SА2 (если SА1 разомкнут и на вход разрешения генерации - вывод 1 через резистор R2 подается логическая 1) запускается инфранизкочастотный (Т= 60 с.) генератор на элементах DD2.1, С2, R4. Через 60 секунд на его выходе (выводе 3) появляется первый отрицательный перепад напряжения, который подается на вход (левый - по схеме - вывод С4) формирователя коротких импульсов. На выходе формирователя коротких импульсов (правом выводе С4) формируется короткий инвертированный импульс положительной полярности, который поступает на вход (вывод 5) DD2.2 и проходит через элементы DD2.2, DD2.3 на тактовый вход INC (вывод 1) DА1. Логическая 1, установленная на входе (выводе 6) DD2.2 при не нажатых SВ1 и SВ2 не препятствует этому. Установленная ранее громкость практически незаметно для меломана понижается на 1 ступеньку. Такие понижения громкости будут автоматически происходить каждые 60 секунд, предотвращая негативное воздействие громких звуков на органы слуха меломана. Автоматические понижение громкости продолжается и после корректировки уровня громкости меломаном, позволяя ему получать порции удовольствия от временного повышения громкости и уменьшая вредное воздействие на органы слуха от чрезмерно длительного звучания на повышенной громкости. Остановить “сберегающее здоровье меломана" мероприятие от регулятора громкости можно, установив SА1 в правое положение. Тогда на вход разрешения генерации (вывод 1) DD2 1 через контакты SА1 будет подан логический 0 и инфранизкочастотиый генератор, собранный на элементах DD2.1 С2 R4, прекратит работу (будет заторможен). Период следования выходных импульсов инфранизкочастотного генератора определяется времязадающей цепью С2, R4.

При выключении питания тумблером SА2 “Вкл" конденсатор С14 довольно быстро (по сравнению с С6) разряжается. Постоянное напряжение в точке соединения резисторов R6 и R7 (делитель напряжения) также быстро уменьшается (логическая 1 превращается в 0). Так как точка соединения резисторов R6 и R7 соединена со входами (выводами 8 и 9) инвертора DD1.3, то на выходе (выводе 10) DD1.3 формируется положительный перепад напряжения, который поступает на вход С8 (вывод 7) DА1. Так как на входе INС (выводе 1) DА1 в это время присутствует логическая 1, то информация (об установленной громкости) сохраняется в энергонезависимой памяти DА1 (после выключения и включения питания установится именно эта громкость). Цикл записи в память длится около 10 мс. Если на входе INC(выводе 1) DА1 был бы логический 0, то информация не сохранилась бы. Для справки: В память DS1804 информацию можно гарантированно записать до 50000 раз. Такого ресурса ИМС хватит на 10 лет работы, если в сутки в среднем производить до 14 включений/выключений питания.

Таким образом, при включении питания тумблером SА2 “Вкл” на среднем выводе (выводе 5 DА1) “100-ступенчатого переменного резистора" устанавливается напряжение, которое было установлено на момент последнего выключения питания за счет вхождения ИМС регулятора громкости в энергосберегающий режим.

3. Обоснование и описание конструкции

Высокие эксплуатационные показатели надежности РЭА, достигаются правильным подбором элементов с учетом всех требований, которые будут предъявлены в процессе эксплуатации в нем. На основе анализа схемы составляют требования к основным параметрам элементов, в связи с которыми выбираем тип элемента, наиболее подходящий к использованию в данной схеме.

Корпус устройства выполнен в виде прямоугольной коробки, состоящей из корпуса МРМТ.301172.003 и крышки МРМТ.745222.003. Она крепится с помощью защелок к корпусу. Корпус изготовлен из пластмассы УПС-11-05 ТУ16-05-1604-72 толщиной 3 мм. Данный прибор используется в стационарных условиях. На прибор нет воздействия вибрации, ударов и тряски, поэтому нет смысла защищать его от них.

К элементам, вынесенным на переднюю панель, относятся кнопки МП7 УСО 360.074 ТУ «SB1», «SB2», предназначенные для регулировки громкости, тумблеры SMTS-102-A2 «SA1», «SA2» для включения устройства, разъемы РУ-601С для подключения к аудиоустройству, также на передней панели находится разъем DC-044, предназначенный для подключения к питанию. Элементы настройки на передней панели устанавливаются в отверстия и крепятся винтами собственного крепежа. Печатная плата выполнена из стеклотекстолита фольгированного толщиной 1.5 мм.

К внутренней компоновке в данном изделии относится размещение печатной платы, тумблеров, кнопок и разъемов.

Печатная плата крепится на втулки основания четырьмя винтами М3*5 ГОСТ 1491-80 и шайбами 3.65 ГОСТ 6402-82. Резьбовые втулки запрессованы одновременно с изготовлением корпуса.

Здесь применяются два вида монтажа: печатный и объемный. К печатному монтажу относится установка элементов на печатной плате, изготовление проводников, лужение проводников и контактных площадок, а также их пайка. К объемному монтажу относится установка навесных элементов. Маркировка надписей на передней панели выполнена белой краской МКЭБ ОСТ4.ГО.054.205 шрифт 2.5 по НО010007. Все элементы приемника малогабаритные.

Конденсаторы С2, С8, С13-С15 - оксидные К50-35, С1, С3-С7,С9-С12 - керамические К10-17 имеют хорошие частотные свойства, имеют малые габаритные размеры и имеют низкую стоимость.

Резисторы выбраны С2-33 как широко использующиеся в аппаратуре данного типа, из-за их надежности и невысокой стоимости.

Диод VD1 КД521 с любым буквенным индексом, так как их прямое и обратное напряжение соответствует напряжению в схеме. Стабилитрон VD2 с напряжением стабилизации 5.1…5.6В, например, КС407Г.

Провод применяется МГШВ-0.35, так как провод гибкий, имеет хорошую изоляцию. Пайка выполняется припоем ПОС-61 - это мягкий оловянно - свинцовый припой с температурой плавления 182̊С, что позволяет вести монтаж при щадящем температурном режиме, это особенно важно при 3 классе точности.

Покрытие корпуса прибора не требуется, так как он изготовлен из полистерола, который имеет хорошие декоративные свойства.

Тепловой режим обеспечивается за счет достаточных размеров корпуса и способности пластмассы обеспечивать теплообмен внутренней части устройства с внешней.

Влагозащита обеспечивается за счет жесткого соединения основания и крышки корпуса. Внутри корпуса не образуется конденсат за счет отверстий на передней панели.

Со временем при эксплуатации прибора происходит раскручивание резьбовых соединений, поэтому их необходимо стопорить. Стопорение производится краской ЭП-274 ГОСТ 9641-75.

4. Расчетный раздел

.1 Расчет надежности

Надёжность - это свойство изделия выполнять заданные функции в определенных условиях эксплуатации при сохранении значений основных параметров в заранее установленных пределах. Она зависит от количества и качества, вносимых в него элементов, от условий, в которых оно эксплуатируется. Исходные данные:

- перечень элементов МРМТ.210306.003 ПЭ3;

класс аппаратуры - стационарный;

влажность, % - 60…70;

давление Р, кПа - 80…100;

температура окружающей среды t, 0С - 20…40;

- время безотказной работы - 150000 ч.

4.1.1 Определяется интенсивность отказов элементов λо, коэффициент нагрузки элементов Кн, коэффициент α (коэффициент влияния повышенной температуры и электрической нагруженности), коэффициент влияния β, вычисляется интенсивность отказов данного вида изделий λi с учетом всех влияний по формуле (1), данные заносятся в таблицу 1

λi = λоi*k1*k2*k3*k4*αi(T,Kн), (1)

где λоi - номинальная интенсивность отказов, 1/ч;

k1 - коэффициент влияния вибрации;

k2 - коэффициент влияния ударов;

k3 - коэффициент влияния влажности;

k4 - коэффициент влияния пониженного давления;

αi(T,Kн) - коэффициент влияния повышенной температуры и электрической нагруженности.

Таблица 1

Интенсивность отказов ЭРЭ