Обзор литературы и аналогов разрабатываемого устройства

Семейство микроконтроллеров  РIС16Х7ХХ приспособлено для применения в удаленных устройствах защиты и датчиках, для приборов управления и автомобилей. Технология программируемого ПЗУ делает настройку прикладных программ быстрой и чрезвычайно удобной. Малогабаритные корпуса микросхем делают это семейство микроконтроллеров совершенными для всех приложений без ограничений. Низкая цена, малая потребляемая мощность, высокая эффективность, удобство при использовании и гибкость I/O делает РIС16Х7ХХ универсальным даже в областях, где использование микроконтроллеров прежде не рассматривалось (например функции таймера, последовательная связь, сбор и сравнение данных, функции ШИМ и приложения с сопроцессором).

 

Рисунок 4.1 – Схема расположения выводов микроконтроллера PIC16F720

 

Таблица 4.1 – Назначение выводов микроконтроллера PIC16F720

№ вывода	обозначение	назначение
1	Vdd	Линия питания
2	RA5/T1CKI /CLKIN	Информационный ввод/вывод, вход синхронизации таймера 1, вход CLK
3	RA4/AN3 /T1G/CLKOUT	Информационный ввод/вывод, вход АЦП, выход CLK
4	RA3/MCLR /Vpp	Информационный ввод/вывод, вход сброса, подключения источника  опорного напряжения
5	RC5/CCP1	Информационный ввод/вывод, модуль захвата
6	RC4	Информационный ввод/вывод
7	RC3/AN7	Информационный ввод/вывод, вход АЦП
8	RC6/AN8 /SS	Информационный ввод/вывод, вход АЦП, вход программирования
9	RC7/AN9 /SDO	Информационный ввод/вывод, вход АЦП, вход программирования
10	RB7/TX/CK	Информационный ввод/вывод, USART, линия синхронизации
11	RB7/SCK /SCL	Информационный ввод/вывод, вход программирования, SPI
12	RB5/AN11/ RX/DT	Информационный ввод/вывод, вход АЦП, USART, линия данных
13	RB4/AN10 /SDI/SDA	Информационный ввод/вывод, вход АЦП, вход программирования, SPI
14	RC2/AN6	Информационный ввод/вывод, вход АЦП
15	RC1/AN5	Информационный ввод/вывод, вход АЦП
16	RC0/AN4	Информационный ввод/вывод, вход АЦП
17	RA2/AN2/ T0CKI/INT	Информационный ввод/вывод, вход АЦП, вход синхронизации таймера 1, вход прерываний
18	RA1/AN1/ ICSPCLK	Информационный ввод/вывод, вход АЦП, вход ISP программирования
19	RA0/AN0/ ICSPDAT	Информационный ввод/вывод, вход АЦП, вход ISP программирования
20	Vss	общий

 

Для обеспечения напряжения питания +5В применим стабилизатор напряжения КА7805, со следующими параметрами:

- входное напряжение +12В;

- выходное напряжение +5В;

- максимальный ток  0,5А;

- температурный режим  0-135 ⁰С;

- номиналы электролитических  конденсаторов:

-на входе 3,3 мкФ;

-на выходе 1 мкФ.

Рисунок 4.2 – Расположение выводов стабилизатора КА7805

Выбираем следующие  конденсаторы:

С1 - К50-35-100мкФх25В±20%.

 

МСР100/101 - супервизоры  питания фирмы Microchip с двухтактным  включением транзисторов на выходе. В МСР100 сброс осуществляется низким уровнем напряжения, а в МСР101 - высоким. Данные серии супервизоров имеют 7 номинальных точек переключения. Технические характеристики супервизоров представлены в табл. 4.2.

Таблица 4.2 - Технические характеристики супервизоров

Параметр		Обозначе ние	Мин.	Тип.	Макс.	Условие
Диапазон питающих напряжений, В		VDD	1		5,5
Потребляемый ток, мкА		Icc		45	60	VDD = 5,5 В (ненагружен)
Напряжение переключения, В	MCP10X-270	VTRIP	2,55	2,625	2,7
	MCP10X-300		2,85	2,925	3,0
	MCP10X-315		3,0	3,075	3,15
	MCP10X-450		4,25	4,375	4,50
	MCP10X-460		4,35	4,475	4,60
	MCP10X-475		4,50	4,625	4,75
	MCP10X-485		4,60	4,725	4,85
Низкий уровень выходного  напряжения, В (MCP10Х-Х)		VOL			0,6	IOL = 8,5 мА
Высокий уровень выходного  напряжения, В (MCP10Х-Х)		VOH	VDD-0,7			IOH = 3 мА
Пороговый гистерезис, мВ		VHYS		50
Время выхода из состояния  сброса, мс		tRPU	150	350	700
Время обнаружения пропадания питающего напряжения, мкс		tRPD		10
Диапазон рабочих температур, ºС		TA	-40		+85

 

Фирма Microchip также выпускает  супервизоры, которые имеют выход  с открытым стоком (MCP120/130 - активный низкий уровень). В МCP130 выход подключен через резистор 5 кОм к питанию. Эти супервизоры имеют такие же технические характеристики, что и вышеупомянутые.

Структурная схема супервизоров представлена на рис. 4.3. Здесь V_DD - источник напряжения питания; ОП - источник опорного напряжения; СЗ - схема задержки; ВД - выходной драйвер.

 

Рисунок 4.3

Типовое включение супервизоров питания (на примере MCP100) показано на 4.4. Здесь С - блокировочный конденсатор (0,1 мкФ).

Рисунок 4.4 - Схема включения

 

Для организации связи  выбираем GSM модуль SIM300DZ.

Рисунок 4.5 – Внешний  вид модуля SIM300DZ

 

SIM300DZ – трехдиапазонный GSM/GPRS модуль, который предназначен для передачи голоса, данных, SMS сообщений, факсимильных сообщений. Маленькие размеры форм-фактора  и высокая функциональность модуля SIM300DZ - идеально подходит для встраиваемых решений, где важны размеры конечного устройства. SMD форм-фактор модуля SIM300DZ дает возможность интегрировать модуль на автоматической линии в устройство (на PCB плату) без применения дорогостоящего оборудования, дорогостоящих методов проверки пропоя по сравнения с BGA корпусом. Применение модуля SIM300DZ сокращает время производства и удешевляет конечное изделие.

SIM300DZ - бессвинцовая версия модуля SIM300D.

Применения GSM /GPRS модуля

• Коммерческий учет электроэнергии, тепла, газа
• Охранно-пожарные сигнализации
• Банковское оборудование и платежные терминалы
• Носимые устройства GSM связи
• Мониторинг состояния пациента

 

 

5 Технико-экономическое обоснование

 

5.1 Расчет отпускной цены проектируемого устройства

5.1.1 Расчет затрат на сырье и материалы.

См = SНi * Цi,     (5.1)

где См — стоимость  сырья и материалов, руб.;

Нi — норма расхода i-го материала, в натуральных показателях;

Цi — цена за единицу измерения i-го материала, руб.

Результаты расчетов оформляются в таблице:  

Таблица 5.1- Затраты на сырье и материалы.

№ п/п	Наименование  материала	Единицы изм	Норма расхода	Цена, (руб.)	Сумма, (руб.)
1	Канифоль сосновая  ГОСТ 19113 – 72	кг	0,01	50000	500
2	Припой ПОС 61 ГОСТ 21931 – 76	кг	0,01	480000	4800
3	Обезжириватель ДХТИ – НТ ТУ6 – 00 – 5800151 – 160 – 89	кг	0,01	55000	550
4	Плата печатная	дм2	0,16	27000	4320
5	Пластик АБС	кг	0,05	97000	4350
Итого:					14520

 

5.1.2 Расчет затрат на покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты

Ск = S(Кi * Цi,)               (5.2)

где Ск — стоимость  покупных комплектующих изделий и полуфабрикатов на одно устройство, руб.

Кi — количество комплектующих изделий и полуфабрикатов i-го наименования на одно устройство, шт.

Цi — цена за единицу, руб.

Таблица 5.2 - Затраты на комплектующие

№ п/п	Наименование   комплектующих изделий	Кол-во	Цена за ед., (руб.)	Сумма, (руб.)
1	КА7805	1	3500	3500
2	MCP101-485	1	9400	9400
3	PIC16F720	1	19000	19000
4	SIM300DZ	1	49000	49000
5	Резистор постоянный	11	10	110
6	Конденсатор электролитический	2	100	200
7	Светодиод	2	1000	2000
8	Разъемы	2	50	100
Итого:				83400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.3 Расчет материальных затрат с учетом транспортно-заготовительных расходов

М = См + Ск + Стзр           (5.3)

где М — материальные затраты, руб.

Стзр — сумма транспортно-заготовительных  расходов, руб.

             (5.4)

где %ТЗР — процент  транспортно-заготовительных расходов  по предприятию за базисный период (2 %)

М = 14520 +83400+1958 = 114398 руб.

 

5.1.4  Расчет сдельной заработной платы производственных рабочих                                                        

Зсд = S(Сч_ij * Тe_i),     (5.5)

где Зсд — сдельная заработная плата, руб.;

Сч_ij — часовая тарифная ставка i-той операции, j-го разряда работ, руб.;

Тe_i — трудоемкость i-той операции, чел-час.;

Таблица 5.3 -  Сдельная заработная плата по видам работ    

№ п/п	Наименование  операции	Разряд работ	Часовая тарифная ставка (руб.)	Трудоемкость, (чел-час.)	Сумма сдельной зарплаты, (руб.)
1	Регулировочные	3	8100	1	8100
2	Контрольные	1	5700	0,5	2850
3	Лакокрасочные	2	6900	0,25	1725
4	Монтажные	3	8100	0,5	4050
Итого заработная плата  сдельная (ЗПсд):					15300

                    

          5.1.5  Расчет основной заработной платы производственных рабочих

ЗПосн = ЗПсд + Пр                                     (5.6)

где ЗПосн — основная заработная плата производственных рабочих, руб.;

Пр — сумма премий, руб.

                                                  (5.7)

где %Пр. — процент  премии основным производственным рабочим  по предприятию за базисный период (30%).

ЗПосн =15300 +4590 = 19890 руб.

                                                    

 5.1.6   Расчет отчислений  от заработной платы производственных рабочих (1% - в фонд занятости; 35% - в фонд соц. защиты; 4% - чрезвычайный налог).