Автомат световых эффектов
1
Оглавление
1. Обоснование выбора темы проекта 2
2. Требования к изделию 3
3. Сравнительный анализ схем 4-5
4. Выбор способа монтажа 6
5. Выбор материала для изготовления печатной платы 6
6. Выбор метода изготовления печатной платы 7
7. Чертеж печатной платы 8
8. Выбор материала для изготовления корпуса 9
9. Технологическая карта изготовления печатной платы 10
10. Технологическая карта сборки печатного узла 11
11. Технологическая карта изготовления корпуса 12
12. Технологическая карта сборки автомата световых эффектов 13
13. Экономическое обоснование 14
14. Самооценка 15
15. Литература 16
16. Инструкции по технике безопасности 17-18
17. Рекламный проспект 19
2
Обоснование выбора темы проекта.
Приближаются новогодние праздники. Традиционно в нашей школе устанавливают
праздничную елку и украшают ее разноцветными шарами, игрушками и гирляндами. В наше время
продается множество гирлянд, работающих на разных принципах, например гирлянды, в которых
есть коммутационные лампочки. Именно такие гирлянды и купили в нашу школу.
Коммутационные лапочки при их использовании очень быстро выходят из строя, что и приводит к
большим затруднениям: их нельзя исключать из гирлянды, т. к. если попытаться это сделать, то
гирлянда не будет придавать светового эффекта и через некоторое время выйдет из строя
вследствие перегрева. Такие лампочки не продаются в магазинах.
С пятого класса я интересуюсь радиотехникой. Поэтому я решил изготовить электронное
устройство, которое могло бы переключать такие гирлянды автоматически без использования
коммутационных лампочек.
3
Требования к изделию.
1. Напряжение питания 220В.
2. Кол-во подключаемых гирлянд 8 шт.
3. Регулятор скорости переключения гирлянд
4. Небольшие габариты и вес
5. Защита от перегрузок
6. Минимальные затраты на изготовление
4
Сравнительный анализ схем
Просмотрев большое количество литературы по радиотехнике, где опубликованы
различные схемы электронных устройств, я выбрал три схемы автоматических переключателей
гирлянд и попытался выявить их достоинства и недостатки.
Схема 1.
Схема 2.
Схема 3.
5
Вариант
Достоинства
Недостатки
1
Низкие затраты на элементную базу,
не требуется дополнительных
источников питания для самой схемы
Невозможно получить разнообразие
эффектов
2
Низкие затраты на элементную базу.
Невозможно получить разнообразие
эффектов, требуется дополнительный
источник для питания самой схемы
3
Возможность получить разнообразие
эффектов
Требуется дополнительный источник
для питания самой схемы.
Каждая из перечисленных схем обладает недостатками и поэтому я предлагаю свою
схему, которая будет удовлетворять нашим требованиям.
6
Выбор способа монтажа.
Вид монтажа
Достоинства
Недостатки
Объемный
Не требуется дополнительных
затрат на материалы.
При малейшем механическом
воздействии может произойти
замыкание в электрической цепи.
Макетная
панель
Надежность, опасность
замыкания
невелика.
Необходимы дополнительные
элементы для установки радио-
деталей(лепестки, печатный
монтаж).
Печатный
Надежность,
ремонтопригодность.
Трудоемкость изготовления.
Для нашего изделия, которое будет подвергаться механическим воздействиям,
транспортировке оптимальным является печатный монтаж.
Выбор материала для изготовления
печатной платы.
Материал
Достоинства
Недостатки
Фольгированный
гетинакс
Низкая цена
Опасность отслоения фольги
при перегреве контактных
площадок.
Фольгированный
фторопласт
Механическая
прочность и высокая
теплостойкость
Высокая цена
Фольгированный
стеклотекстолит
Доступная цена, механическая
прочность, хорошая
обрабатываемость сравнительно
высокая теплостойкость.
Проведя сравнительный анализ свойств материалов, оценив их достоинства
и недостатки, для изготовления печатной платы я выбрал фольгированный
стеклотекстолит.
7
Выбор метода изготовления печатной платы
Метод
Достоинства
Недостатки
Фотоэлектрохимический
Одновременная металлизация
переходных отверстий.
Металл расходуется только
на
печатные проводники.
Длительность изготовления
печатных плат.
Изоляционное основание
подвергается воздействию
химических реагентов.
Фотохимический
Наивысшая точность и
разрешающая способность.
Не требует сложного
оборудования.
Быстрота налаживания
производства, легкий переход
от одной схемы к другой.
Отсутствие металлизации в
отверстиях.
Непроизводительный расход
металла при травлении.
Изоляционное основание
подвергается воздействию
химических реагентов.
Сеткографический
Максимальная
производительность по
сравнению с остальными
методами.
Отсутствие металлизации в
отверстиях.
Изоляционное основание
подвергается воздействию
химических реагентов.
Изготовление печатных
проводников с помощью
ножа-резака.
Не требует сложного
оборудования. Быстрота
изготовления.
Изоляционное основание
не подвергается воздействию
химических реагентов.
Трудоёмкость.
Выбираем изготовление печатных проводников с помощью ножа-резака.
Изготавливая таким способом печатную плату, мы не наносим вреда окружающей среде,
так как не будем использовать химические реагенты.
8
Чертёж печатной платы
9
Выбор материала для изготовления корпуса
Материал
Достоинства
Недостатки
Металл
Прочность
Высокая стоимость материала, большой
вес, корпус является проводником
электрического тока, требуется отделка
корпуса.
Полистирол
Не требуется дополнительного
материала для отделки корпуса,
лёгкий изоляционный материал.
Высокая цена, требуется клей на
химической основе.
ДВП
Простота изготовления, дешевизна,
лёгкий изоляционный материал,
возможность использования
отходов мебельных производств.
Требуются дополнительные материалы
для сборки и отделки.
Проведя сравнительный анализ я пришел к выводу, что наиболее подходящий материал для
изготовления корпуса ДВП. Этот материл я использовал и для предыдущих конструкций.
10
Технологическая карта
изготовления печатной платы.
11
Технологическая карта
сборки печатного узла.
12
Технологическая карта
изготовления корпуса.
13
Технологическая карта
сборки автомата световых эффектов
14
Экономическое обоснование
Затраты на изготовление автомата световых эффектов будут состоять из:
1. стоимости радиоэлементов;
2. стоимости материалов для изготовления печатной платы ;
3. оплаты электроэнергии;
4. стоимости крепёжных изделий;
5. расходов на материалы для пайки (канифоль, припой);
6. стоимости материалов для изготовления корпуса.
Стоимость изготовления печатного узла:( 94 руб.)
- конденсаторы
К 50-35 470х10 В (2 шт.) –3,2 руб.
К 50-35 200х6,3 В (1 шт.) – 1,5 руб.
- резисторы
С1 – 4 (18 шт.) – 1,8 руб.
СП3-33 (1 шт.) – 1,5 руб.
- выключатели
S1 (1 шт.) – 5 руб.
- микросхемы КР142ЕН5А (1 шт.) – 10 руб.
К155ТМ2 (4 шт.) -
- тиристоры КУ 202Л (8 шт.) – 64 руб.
- радиаторы (1 шт.) – 1 руб.
- припой, канифоль - 1 руб.
- стеклотекстолит - 5 руб.
Расходы на электроэнергию: (0,73 руб.)
лампочка местного освещения – 0,06квт х 2 ч=0.12квт ч
паяльник - 0,04квт х 2 ч =0,08квт ч
вентиляция - 0,18квт х 2 ч= 0,36квт ч
При изготовлении корпуса были использованы отходы мебельных производств (ДВП,
древесина ).
Стоимость самоклеящейся плёнки – 6 руб.
Клей ПВА – 2 руб.
Стоимость крепёжных изделий
– 3,5 руб.
При изготовлении автомата световых эффектов использовались детали и узлы
списанной аппаратуры.
ИТОГО:10 6,23 руб.
15
.
Самооценка.
Работа над проектом мне удалась. Требования, которые предъявлялись к изделию,
выполнены. Автомат успешно выдержал первые испытания, огни на ёлке красиво переключались.
Устройство содержит большое количество микросхем, поэтому самым трудным в работе
было: разработка и изготовление печатной платы. Со сборкой и регулировкой проблем не было.
Планирую усовершенствовать своё изделие таким образом, чтобы его можно было
использовать при проведении школьных мероприятий, вечеров. После несложной доработки к
автомату можно будет подключать источник звука (аудио магнитофон или музыкальный
центр), и гирлянды будут переключаться в такт с музыкой.
Для наглядности на переднюю панель можно вывести светодиодную индикацию. Введение в
схему переключателя позволит выбирать и фиксировать эффекты переключения гирлянд.
Рациональным будет применение микросхем К155ТМ8 взамен К155ТМ2, что позволит сократить
число микросхем до трёх.
Думаю, моя разработка заинтересует юных радиолюбителей и они смогут её повторить.
16
Литература
1. Атаев Д.И..Болотников В.А. Аналоговые интегральные микросхемы для бытовой
радиоаппаратуры: Справочник. –М.,изд-во МЭИ,ПКФ «Печатное дело»,1992.
2. Белевцев А.Т. Технология производства радиоаппаратуры. М.-Л.,изд-во «Энергия»,1964.
3. Большая Советская Энциклопедия , том 26.Второе издание,1954.
4. Борисов В.Г. Радиотехнический кружок и его работа. – М.: Радио и связь,1983.
5. Борисов В.Г. Юный радиолюбитель.- 7-е изд.,перераб. и доп.-М.: Радио и связь, 1987.
17
Типовая инструкция по технике безопасности
при работе на сверлильном станке.
Опасности в работе
1. Ранение глаз отлетающей стружкой при сверлении металла.
2. Ранение рук при плохом закреплении деталей.
До начала работы
1. Правильно наденьте спецодежду ( фартук с нарукавниками или халат , берет или косынку
).
2. Проверьте надежность крепления защитного кожуха ременной передачи.
3. Проверьте надежность соединения защитного заземления (зануления ) с корпусом станка.
4. Надежно закрепите сверло в патроне.
5. Проверьте работу станка на холостом ходу и исправность пусковой коробки путем
включения и выключения кнопок.
6. Прочно закрепите деталь на столе станка в тисках или кондукторах.Поддерживать руками
при сверлении незакрепленную деталь запрещается.
7. Перед самым началом работы наденьте защитные очки.
Во время работы
1. Не пользуйтесь сверлами с изношенными конусными хвостовиками.
2. Сверло к детали подавайте плавно,без усилий и рывков, и только после того, как шпиндель
станка наберет полную скорость.
3. Перед сверлением металлической заготовки необходимо накернить центры отверстий.
Деревянные заготовки в месте сверления накалывают шилом.
4. Особое внимание и осторожность проявляйте в конце сверления. При выходе сверла из
материала заготовки уменьшите подачу.
5. При сверлении крупных деревянных заготовок ( деталей ) на стол под деталь кладите
обрезок доски или кусок многослойной фанеры.
6. Во избежание травм в процессе работы на станке :
А) не наклоняйте голову близко к сверлу ;
Б) не производите работу в рукавицах ;
В) не кладите посторонние предметы на станину станка ;
Г) не смазывайте и не охлаждайте сверло с помощью мокрых тряпок . Для охлаждения
сверла нужно пользоваться специальной кисточкой;
Д) не тормозите руками патрон или сверло;
Е) не отходите от станка , не выключив его.
7. При прекращении подачи электрического тока немедленно выключите электродвигатель.
8. Перед остановкой станка отведите сверло от детали,после чего выключите
электродвигатель.
После окончания работы
1. После остановки вращения сверла удалите стружку со станка с помощью щетки. Из пазов
станочного стола стружку уберите металлическим крючком. Не сдувайте стружку ртом и не
сметайте ее руками.
2. Отделите сверло от патрона и сдайте станок учителю.
3. Приведите себя в порядок.
18
Типовая инструкция по технике безопасности
при электропаянии
Опасности в работе
1. Ожог брызгами расплавленного металла и горячим паяльником
2. Отравления и повреждения глаз и кожи при работе с кислотами и флюсами
До начала работы
1. Наденьте спецодежду
2. Подготовьте и проверьте исправность инструмента, электропаяльника и приспособлений.
Особено убедитесь в исправности ручки электропаяльника и проводов
3. Проверьте надёжность заземления рабочего стола
4. Убедитесь, что вблизи места работы нет легковоспламеняющихся материалов и горючих
жидкостей
5. О всех обнаруженных неисправностях сообщите учителю и не приступайте к работе без его
разрешения
Во время работы
1. Осторожно обращайтесь с электропаяльником, не роняйте и не используйте его в качестве
ударного инструмента
2. Остерегайтесь при пайке брызг расплавленного припоя и не касайтесь горячих мест руками
3. При кратковременных перерывах в работе кладите нагретый электропаяльник на
специальную подставку
4. При необходимости оставить рабочее место выключите электропаяльник. Не вынимайте
вилку из штепсельной розетки рывком за провод
5. При пайке, лужении и работе с кислотами пользуйтесь резиновыми перчатками и
защитными очками
6. Все химические вещества, применяемые при пайке , держите в стеклянными пробками. На
каждой посуде должна быть надпись с названием вещества.
7. Травление изделий перед лужением и травление кислоты для приготовления хлористого
цинка проводите в вытяжном шкафу или в специально отведенном помещении.
8. Будьте осторожны с флюсами для паяльных работ. Не разливайте их на стол, пол, одежду и
обувь. Не смачивайте руки и не пробуйте на язык, особенно хлористый цинк (кислоту).
После окончания работы
1. Выключите паяльник.
2. Уберите рабочее место. Положите на установленное место инструменты, приспособления,
припой и флюсы.
3. Выключите (закройте) вентилятор.
4. Приведите себя в порядок.
19
Сервисный
центр
Пуск в
эксплуатацию
Наладка
Монтаж
Комплектация
Проектирование
Каждому клиенту
подарок!
: Нижегородская область, г. Кулебаки, ул. Труда, д. 15
: 8-83176-5-41-81, E-mail: Elmоn@prof www.Elmon.ru
