Пояснительная записка к дипломному проекту: 85 страниц, 15 рисунков, 29 таблиц, 24 источника, 5 приложений, 3 листа чертежей формата объект исследований: разработка контролера шагового двигателя робота
|
Скачать 0.82 Mb.
|
|
2.7 Выбор элементной базы Основой устройства является микроконтроллер U1 типа AT90S2313 фирмы Atmel. Сигналы управления обмотками двигателя формируются на портах PB4 – PB7 программно. Для коммутации обмоток используются по два включенных параллельно полевых транзистора типа КП505А, всего 8 транзисторов (VT1 – VT8). Эти транзисторы имеют корпус TO-92 и могут коммутировать ток до 1.4А, сопротивление канала составляет около 0.3 ома. Для того, чтобы транзисторы оставались закрытыми во время действия сигнала «сброс» микроконтроллера (порты в это время находятся в высокоимпедансном состоянии), между затворами и истоками включены резисторы R11 – R14. Для ограничения тока перезарядки емкости затворов установлены резисторы R6 – R9. Данный контроллер не претендует на высокие скоростные характеристики, поэтому вполне устраивает медленный спад тока фаз, который обеспечивается шунтированием обмоток двигателя диодами VD2 – VD5. Для подключения шагового двигателя имеется 8-контактный разъем XP3, который позволяет подключить двигатель, имеющий два отдельных вывода от каждой обмотки (как, например, ДШИ-200). Для двигателей с внутренним соединением обмоток один или два общих контакта разъема останутся свободными. Необходимо отметить, что контроллер может быть использован для управления двигателем с большим средним током фаз. Для этого только необходимо заменить транзисторы VT1 – VT8 и диоды VD2 – VD5 более мощными. Причем в этом случае параллельное включение транзисторов можно не использовать. Наиболее подходящими являются МОП-транзисторы, управляемые логическим уровнем. Например, это КП723Г, КП727В и другие. Стабилизация тока осуществляется с помощью ШИМ, которая тоже реализована программно. Для этого используются два датчика тока R15 и R16. Сигналы, снятые с датчиков тока, через ФНЧ R17C8 и R18C9 поступают на входы компараторов U3A и U3B. ФНЧ предотвращают ложные срабатывания компараторов вследствие действия помех. На второй вход каждого компаратора должно быть подано опорное напряжение, которое и определяет пиковый ток в обмотках двигателя. Это напряжение формируется микроконтроллером с помощью встроенного таймера, работающего в режиме 8-битной ШИМ. Для фильтрации сигнала ШИМ используется двухзвенный ФНЧ R19C10R22C11. Одновременно резисторы R19, R22 и R23 образуют делитель, который задает масштаб регулировки токов фаз. В данном случае максимальный пиковый ток, соответствующий коду 255, выбран 5.11А, что соответствует напряжению 0.511В на датчиках тока. Учитывая тот факт, что постоянная составляющая на выходе ШИМ меняется от 0 до 5В, необходимый коэффициент деления равен примерно 9.7. Выходы компараторов подключены к входам прерываний микроконтроллера INT0 и INT1. Для управления работой двигателя имеются два логических входа: FWD (вперед) и REW (назад), подключенных к разъему XP1. При подаче «низкого» логического уровня на один из этих входов, двигатель начинает вращаться на заданной минимальной скорости, постепенно разгоняется с заданным постоянным ускорением. Разгон завершается, когда двигатель достигает заданной рабочей скорости. Если подается команда изменения направления вращения, двигатель с тем же ускорением тормозится, затем реверсируется и снова разгоняется. Кроме командных входов, имеются два входа для концевых выключателей, подключенных к разъему XP2. Концевой выключатель считается сработавшим, если на соответствующем входе присутствует «низкий» логический уровень. При этом вращение в данном направлении запрещено. При срабатывании концевого выключателя во время вращения двигателя он переходит к торможению с заданным ускорением, а затем останавливается. Командные входы и входы концевых выключателей защищены от перенапряжений цепочками R1VD6, R2VD7, R3VD8 и R4VD9, состоящими из резистора и стабилитрона. Питание микроконтроллера формируется с помощью микросхемы стабилизатора 78LR05, которая одновременно выполняет функции монитора питания. При понижении напряжения питания ниже установленного порога эта микросхема формирует для микроконтроллера сигнал «сброс». Питание на стабилизатор подается через диод VD1, который вместе с конденсатором C6 уменьшает пульсации, вызванные коммутациями относительно мощной нагрузки, которой является шаговый двигатель. Питание на плату подается через 4-контактный разъем XP4, контакты которого задублированы. 2.8 Разработка схемы электрической принципиальной Принципиальная схема контролера шагового двигателя робота выполнена в САПР Accel Eda (Рисунок 2.10). Рисунок 2.10 – Принципиальная схема контролера шагового двигателя робота в Accel EDA 3. Технико-экономическое обоснование объекта разработки В данном разделе проводится технико-экономический расчет стоимости контроллера шагового двигателя робота. Стоимость устройства будет состоять из стоимости разработки ПО для микроконтроллера, стоимости разработки конструкторской документации (КД) и стоимости сборки и испытания устройства. 3.1 Расчет расходов на ПО, которое разрабатывается Исходные данные для расчета стоимости разработки ПО, которое разрабатывается приведены в таблице 3.1. Таблица 3.1 – Исходные данные по предприятию
Первичными исходными данными для определения себестоимости ПО является количество исходных команд (операторов) конечного программного продукта. Условное количество операторов Q в программе задания может быть оценено по формуле:
где у – расчетное количество операторов в программе, что разрабатывается (единиц); с – коэффициент сложности программы; р – коэффициент коррекции программы в ходе ее разработки. Рассчитанное количество операторов в разработанной программе – 200. Коэффициент с – относительная сложность задания относительно отношения к типичной задаче, сложность которой принята более 1, лежит в границах от 1,25 до 2,0 и выбирается равным 1,30. Коэффициент коррекции программы р – увеличение объема работ за счет внесения изменений в программу лежит в границах от 0,05 до 0,1 и выбирается равным 0,05. Подставим выбранные значения в формулу (3.1) и определим величину Q: Q = 200∙1,3 (1 + 0,05) = 273. 3.2 Расчет расходов на создание ПО Расчет расходов на ПО проводится методом калькуляции расходов, в основу которого положена трудоемкость и заработная плата разработчиков. Трудоемкость разработки ПО рассчитывается по формуле:
где То – расходы труда на описание задания; Ти – расходы труда на изучение описания задания; Та – расходы труда на разработку алгоритма решения задания; Тп – расходы труда на составление программы по готовой блок-схеме; Тотл – расходы труда на отладку программы на ЭВМ; Тд – расходы труда на подготовку документации. Составные расходы труда, в свою очередь, можно определить по числу операторов Q для ПО, которое разрабатывается. При оценке расходов труда используются: – коэффициенты квалификации разработчика алгоритмов и программ – k; – увеличение расходов труда в результате недостаточного описания задания – Z. Коэффициент квалификации разработчика характеризует меру подготовленности исполнителя к порученной ему работе (он задается в зависимости от стажа работы), k = 1,0. Коэффициент увеличения расходов труда в результате недостаточного описания задания характеризует качество постановки задания, выданного для разработки программы, в связи с тем, что задание требовало уточнения и некоторой доработки. Этот коэффициент принимается равным 1,3. Все исходные данные приведенные в таблице 3.1. а) Трудоемкость разработки П0 составляет: Расходы труда на подготовку описания задания То принимаются равными 5 чел./час, исходя из опыта работы. Расходы труда на изучение описания задания Те с учетом уточнения описания и квалификации программиста могут быть определены по формуле:
Расходы труда на разработку алгоритма решения задачи рассчитываются по формуле:
Расходы труда на составление программы по готовой блок-схеме Тп рассчитываются по формуле:
Расходы труда на отладку программы на ПЕОМ Тотл рассчитываются по формуле:
Расходы труда на подготовку документации по заданию Тд определяются по формуле:
где Тдр – расходы труда на подготовку материалов в рукописи:
Тдо – расходы труда на редактирование, печать и оформление документация:
Подставляя приобретенных значений в формулу (3.8), получим:
Определим трудоемкость разработки ПО, подставив полученные значения составляющих в формулу (3.2):
Расчет трудоемкости и зарплаты приведен в таблице 3.2. Таблица 3.2 – Трудоемкость и зарплата разработчиков ПО
б) Расчет материальных расходов на разработку ПО Материальные расходы Мз, которые необходимы для создания ПО приведены в таблице 3.3. Таблица 3.3 – Расчет материальных расходов на разработку ПО
в) Расходы на использование ЭВМ при разработке ПО Расходы на использование ЭВМ при разработке ПО рассчитываются, исходя расходов одного часа, по формуле:
где Вг – стоимость работы одного часа ЭВМ, грн.; Тотл – расходы труда на наладку программы на ЭВМ, чел./час.; Тд – расходы труда на подготовку документации, чел./час.; Тп – расходы труда на составление программы по готовой блок-схеме, чел./час.
г) Расчет технологической себестоимости создания программы Расчет технологической себестоимости создания программы проводится методом калькуляции расходов (таблица 3.4). Таблица 3.4 – Калькуляция технологических расходов на создание ПО
В таблице 3.4 величина материальных расходов Мз рассчитана в таблице 3.3, основная зарплата Со берется из таблицы 3.2, дополнительная зарплата составляет 15% от основной зарплаты, отчисление на социальные потребности – 37,2% от основной и дополнительной зарплат (вместе), накладные расходы – 25% от основной зарплаты. Себестоимость разработанной программы СПО рассчитывается как сумма пунктов 1 – 6. Стоимость ПО для микроконтроллера составляет 2328,69 грн. на единицу продукции. 3.3 Расчет стоимости разработки конструкторской документации и сборки устройства а) Трудоемкость разработки КД изделия (Т) рассчитывается по формуле:
где Татз – расходы труда на анализ технического задания (ТЗ), чел./час; Трес – расходы труда на разработку электрических схем, чел./час; Трк – расходы труда на разработку конструкции, чел./час; Трт – расходы труда на разработку технологии, чел./час; Токд – расходы труда на оформление КД, чел./час; Твидз – расходы труда на изготовление и испытание опытного образца, чел./час. Данные расчета заносятся в таблицу 3.5. Заработная плата на разработку КД изделия определяется по формуле:
где  – почасовая тарифная ставка разработчика, грн.; – трудоемкость разработки КД изделия.Таблица 3.5 – Расчет заработной платы на разработку КД изделия
б) Расчет материальных расходов на разработку КД Материальные расходы Мв, которые необходимы для разработки (создании) КД, приведены в таблице 3.6. Таблица 3.6 – Расчет материальных расходов на разработку КД
в) Расходы на использование ЭВМ при разработке КД Расходы, на использование ЭВМ при разработке КД, рассчитываются исходя из расходов работы одного часа ЭВМ по формуле, грн.:
где Вг – стоимость работы одного часа ЭВМ, грн. Трес – расходы труда на разработку электрических схем, чел./час; Трк – расходы труда на разработку конструкции, чел./час; Трт – расходы труда на разработку технологии, чел./час; Токд – расходы труда на оформление КД, чел./час; При этом, стоимость работы одного часа ЭВМ (других технических средств – ТС) Вг определяется по формуле, грн.:
где Те/е – расходы на электроэнергию, грн.; Ваморт – величина 1-ого часа амортизации ЭВМ (ТС), грн.; Зперс – почасовая зарплата обслуживающего персонала, грн.; Трем – расходы на ремонт, покупку деталей, грн.; Стоимость одного часа амортизации Ваморт определяется по формуле, грн.: (при 40 часовой рабочей неделе)
где Втз – стоимость технических средств, грн. На – норма годовой амортизации (%). Кт - количество недель на год (52 недели/год). Гт - количество рабочих часов в неделю (40 час/неделя) Почасовая оплата обслуживающего персонала Зперс рассчитывается по формуле, грн.:
где Окл – месячный оклад обслуживающего персонала, грн. Крг – количество рабочих часов в месяц (160 часов / месяц); Нрем - расходы на оплату труда ремонта ЭВМ (6% Окл). Расходы на ремонт, покупку деталей для ЭВМ Трем определяются по формуле, грн.:
где Втз – стоимость технических средств, грн. Нрем – процент расходов на ремонт, покупку деталей (%); Кт - количество недель на год (52 недели/год). Гт – количество рабочих часов в неделю (36 168 час./неделя) Расходы на использование электроэнергии ЭВМ и техническими средствами Те/е определяются по формуле, грн.:
где Ве/е – стоимость одного кВт/час электроэнергии, грн.; Wпот – мощность компьютера, принтера и сканера (за 1 час), (кВт/час.). Таким образом, стоимость одного часа работы ЭВМ при разработке КД будет составлять (см. формулу 3.16), грн.:  .Расходы на использование ЭВМ при разработке, грн. (см. формулу 3.15):  г) Расчет технологической себестоимости создания КД Расчет технологической себестоимости создания КД изделия проводится методом калькуляции расходов (таблица 3.7). В таблице 3.7 величина материальных расходов Мв рассчитана в таблице 3.6, основная зарплата Со берется из таблицы 3.5, дополнительная зарплата 15% от основной зарплаты, отчисление на социальные мероприятия –37,2% – от основной и дополнительной зарплаты (вместе). Накладные расходы 25% от основной зарплаты. Себестоимость разработанной конструкторской документации Скд рассчитывается как сумма пунктов 1–6. Таблица 3.7 – Калькуляция технологических расходов на создание КД изделия
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,
;
;
;
(чел./час)
;
(чел./час)
;
(чел./час)
,
;
(чел./час)
.
(чел./час)
(чел./час)
,
(грн.)
,
,
,
,
,
,Похожие:
 |
Программа «Task Manager» Пояснительная записка к курсовой работе содержит 35 страниц, 6 рисунков, 1 таблицу, 3 использованных источника, 2 приложения |
|
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Языки программирования» Пояснительная записка к курсовой работе содержит 67 страниц, 7 источников литературы, 15 рисунков, 6 приложений и 1 таблицу |
 |
Пояснительная записка дипломного проекта на тему «Реконструкция бойлерных... Пояснительная записка дипломного проекта на тему «Реконструкция бойлерных установок отэц-1 с применением пластинчатых подогревателей»... |
|
Реферат Расчетно-пояснительная записка содержит: 86 листов, 41 таблицу,... Спроектирована линия по производству хлеба ржаного из сеяной муки, массой 7 кг, производительностью 4 т/сутки |
|
Реферат Отчет содержит 147 страниц, 29 рисунков, 8 таблиц, 21 источник, 7 приложений Ключевые слова: управление правами доступа, информационные ресурсы, бизнес-процессы, угроза безопасности информации, ролевая модель... |
|
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Информационные системы и технологии» Пояснительная записка содержит 25 страниц, 3 изображения, 3 источника, 2 приложения |
|
Пояснительная записка к дипломному проекту На тему: Разработка информационно-обучающего... Московский Институт Электроники и Математики Национального Исследовательского Университета «Высшая Школа Экономики» |
|
Пояснительная записка к дипломному проекту дп. Эжт. 190401. Пз Расчет уставок релейных защит фидера контактной сети тягово подстанции эчэ-58 Заудинск |
|
Пояснительная записка к дипломному проекту На тему: ≪Разработка виртуального... На тему: ≪Разработка виртуального стенда для изучения методик построения vpn соединений≫ |
|
Реферат Отчет содержит: листов 89, рисунков 13, приложений 2, таблиц 8 Ключевые слова: электронный журнал, информация, данные, интерфейс, программное средство, сайт, успеваемость, посещаемость |
|
Дипломная работа по маркетингу: страшщ, 10 рисунков, 16 таблиц, источников.... Цель работы рассмотрение и анализ ассортиментной политики предприятия в условиях рынка |
|
Пояснительная записка к дипломному проекту Разработка процессов системы... Разработка процессов системы менеджмента качества ОАО «xxx» применительно к производству фильтроэлементов воздушных для двигателей... |
|
Дипломному проекту На тему: Разработка программно-аппаратного комплекса... |
|
Пояснительная записка Робототехника увлекательное занятие в любом... И совсем не обязательно быть инженером, чтобы создать робота. Собрать робота из конструктора Lego Mindstorms nxt самостоятельно может... |
|
Курсовая работа представляет собой четко и кратко изложенное решение... Разрешается выполнение пояснительной записки на компьютере с использованием Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft Visio, формулы... |
|
Отчет по электромонтажной практике Студент гр. 44Б Отчет по электромонтажной практике содержит 30 страниц, 6 рисунков, 2 схемы, 6 источника |