Проектирование дистанционного управления

Введение

В последнее время на промышленном железнодорожном транспорте более широко применяются (по примеру магистральных дорог) новейшие средства связи и устройства сигнализации, централизации и блокировки, кроме того, разрабатываются и внедряются системы дистанционного управления локомотивами и автоматического управления движением поездов.

В связи с совершенствованием средств связи и появлением легкой транзисторной аппаратуры особенно широко стала применяться двухсторонняя радиосвязь с погрузочными точками и районами, с транспортными единицами и погрузочно-разгрузочными механизмами (кранами, автопогрузчиками и др.). Это способствует улучшению использования транспортных средств, повышению времени полезной работы механизмов, устранению порожних пробегов и уменьшению дальности рейсов подвижного состава. Так же широко применяется управление объектами на расстоянии по радиоканалу связи.

Большое распространение на промышленном транспорте получают различные системы телевидения: передача одного изображения на один экран, передача одного изображения на несколько экранов и прием нескольких изображений на центральном диспетчерском пункте. Для ориентации телевизионной камеры и регулировки объектива применяется дистанционное управление. При необходимости дистанционное управление обеспечивает увеличение изображения объектов. Автоматическая регулировка камер позволяет получать изображение постоянной яркости независимо от изменения условий освещенности транспортных объектов.На железнодорожном транспорте промышленных предприятий начали применяться различные системы дистанционного перевода стрелок. На металлургических заводах, открытых горных разработках (на постоянных путях), машиностроительных заводах, так же, как и на магистральных железных дорогах, во многих странах вводится маршрутно-релейная централизация стрелок - наиболее современная система дистанционного управления стрелочными переводами.

Дистанционное управление (ДУ) — передача управляющего воздействия (сигнала) от оператора к объекту управления, находящемуся на расстоянии, из-за невозможности передать сигнал напрямую, если объект движется, находится на значительном расстоянии или в агрессивной среде и т. п.

Один из самых ранних образцов устройств для дистанционного управления придумал Никола Тесла в 1898 году. В 1898 году на электро выставке в Медисон-сквер-гарден, он демонстрировал публике радиоуправляемую лодку под названием «телеавтомат»

Системы ДУ различаются прежде всего по типу канала связи:

Механический канал – передача команды по средством механических объектов (рычаги, шестерни и .т.д)

используется там, где объекты удалены друг от друга на сравнительно небольшое расстояние или требуется обеспечить мгновенную неискажённую реакцию, (например, управление летательными аппаратами, автомобилями).

Электрический канал – передача информации на расстояние по средством электрического сигнала, импульса.

проводной канал — используется там, где нет возможности применить беспроводные каналы, (например, из-за отсутствия прямой видимости, наличия экранировки, соображений секретности и т. д.), либо из соображений стоимости и помехозащищённости. Такой канал используется, главным образом, для управления системами мобильных объектов, оборудованием производственных объектов, лабораторий, или специальных объектов (военного и другого назначения);
радиоканал — используется, главным образом, для управления подвижными объектами — радиоуправляемыми спортивными моделями и игрушками, оборудованием для чрезвычайных ситуаций (роботы и т. д.), беспилотными летательными аппаратами (БПЛА), военными мобильными объектами; либо в ситуациях, когда передатчик и приемник не могут находиться в зоне прямой видимости (системы освещения или отопления, подъемники гаражных дверей и т. д.);
ультразвуковой канал — используется редко, для управления мобильными и стационарными объектами на сравнительно небольшом расстоянии;
инфракрасный канал — используется, как правило, для бытовой электроники.

Дистанционно управление применяется во многих промышленных областях, таких как: авиация, космическая техника, в технике связи, в компьютерной технике, в электроэнергетике в лабораторном оборудование, в военном деле, в промышленном производстве и строительстве и на железнодорожном транспорте. На железнодорожном транспорте широко применяется метод управления объектами по средством радиоволн. Это очень удобно и значительно упрощает работу и контроль над объектами: рельсовыми стрелками, светофорами, видеокамерами, охранными системами и т.д.

Все более широкое проникновение маломощных беспроводных устройств, работающих в частотном диапазоне ISM (промышленный, научный и медицинский), в повседневную жизнь (системы безопасности, медицина, промышленность, сельское хозяйство и т.д.) обусловлено тремя основными факторами:

– желанием отказа от фиксированной связи, которая используется для передачи данных на значительные расстояния;

– выделением регулирующими органами различных стран частотных диапазонов ISM;

– появлением различных беспроводных стандартов, которые обеспечивают функциональную совместимость в диапазоне ISM.

В течение длительного времени системы с фиксированной связью обеспечивали надежную среду передачи и высокую скорость при большом сроке службы. Несмотря на многие достоинства, проводные решения вместе с тем имеют ряд ограничений, которые постепенно делают их менее привлекательным по сравнению с беспроводными технологиями. Среди этих ограничений можно назвать следующие.

– География. В зависимости от географических особенностей территории часто возникают сложности при прокладке проводных соединений, особенно в сельской и горной местности;

– Экономичность. Стоимость проводной системы пропорциональна длине используемого провода, т.к. в некоторых случаях необходимо использовать повторители для компенсации падения уровня сигнала. Это означает, что при масштабировании проводной сети требуется более дорогое решение;

– Комфорт. С точки зрения потребителей размещение провода в определенных местах крайне нежелательно и неудобно. Поэтому для потребителя проводная система рассматривается лишь как самая нежелательная альтернатива при построении системы связи.

Эти три главных недостатка проводной передачи объясняют то, что беспроводные технологии постепенно набирают силу.

Теоретическая часть
1. Выбор структурной схемы дистанционного управления

Тема моего диплома проектирование радиотехнического устройства основана на принципе передачи радиосигнала на расстояние и управление объектами, посредством этого сигнала. Далее я приведу выбор структурных схем приёмников, начиная от простого, состоящего на базе транзисторов, к более сложному, сделанного на основе микросхемы. Существует 3 вида приёмников – приёмник прямого усиления, релаксационные, гетеродинный приёмник и приёмники цифровые. Рассмотрим некоторые из них.

Первое - Радиоприёмник прямого усиления рисунок 1 (герадеаус) состоит из колебательного контура, нескольких каскадов усиления высокой частоты, квадратичного амплитудного детектора, а также нескольких каскадов усиления низкой частоты.

Рис. 1 структурная схема радиоприёмника прямого усиления

Колебательный контур служит для выделения сигнала требуемой радиостанции. Как правило, частоту настройки колебательного контура изменяют конденсатором переменной ёмкости. К колебательному контуру подключают антенну, иногда и заземление.

Сигнал, выделенный колебательным контуром, поступает на усилитель высокой частоты. Усилитель высокой частоты (УВЧ), как правило, представляет собой несколько каскадов избирательного транзисторного усилителя. С УВЧ сигнал подаётся на диодный или транзисторный детектор, с детектора снимается сигнал звуковой частоты, который усиливается ещё несколькими каскадами усилителя низкой частоты (УНЧ), откуда поступает на динамик или наушники. Ключевой недостаток, он же ключевое достоинство этого вида приемников — близость зеркального канала приема к принимаемому каналу. Практически это соседние каналы, и отфильтровать зеркальный канал приема на низкой частоте достаточно сложно. В ряде применений зеркальный канал фильтровать не надо вовсе, поскольку он почти гарантированно свободен. Такая ситуация наблюдается в УКВ радиовещании, когда при лицензировании частот соседний канал рядом с мощной радиостанцией стараются оставить пустым. Поэтому приемники прямого преобразования для УКВ радиостанций можно вообще не снабжать входным фильтром, а все остальное легко укладывается в одну микросхему без навесных элементов. Именно такие очень дешевые и миниатюрные приемники сейчас встраивают в электронные гаджеты типа сотовых телефонов.

В случае применения приемника прямого преобразования на КВ, например, для любительской радиосвязи, двухполосный прием становится серьёзным недостатком, так как на узких любительских диапазонах очень много помех от соседних станций. Подавить нежелательный канал приема можно, используя фазокомпенсационный метод. Однако при этом приемник сразу лишается своего важнейшего преимущества — простоты устройства и регулировки.

Главное преимущество приёмника прямого усиления — простота конструкции. Кроме того, радиоприёмники прямого усиления (в отличие от супергетеродинных приёмников) отличаются отсутствием паразитных излучений в эфир, что может быть важно, если необходима полная скрытость приёмника. Имеется и ряд других преимуществ, из которых такие как:

Большой динамический диапазон,
Широкая полоса воспроизводимых звуковых частот,
Линейность,
Отсутствие «зеркальных» и прочих побочных каналов,
Отсутствие свистов при перенастройке —

привели к тому, что сейчас именно этот тип приёмника закладывается в основу программно-определяемого радио при работе на частотах до десятков МГц, где возможна работа современных доступных АЦП напрямую, без преобразования частоты.

Основной недостаток приёмника прямого усиления — малая селективность (избирательность), то есть малое ослабление сигналов соседних радиостанций по сравнению с сигналом станции, на которую настроен приёмник (к регенеративному приёмнику, являющемуся разновидностью приёмника прямого усиления, это не относится). Поэтому этот тип приёмников удобно использовать только для приёма мощных радиостанций, работающих в длинноволновом или средневолновом диапазоне. Из-за этого недостатка приёмники прямого усиления не производятся промышленностью и в основном используются ныне только в радиолюбительской практике. Улучшить избирательность можно при помощи двухконтурной входной цепи.

Как правило, радиоприёмники этого типа могут принимать только амплитудно-модулированные радиопередачи. Также желательно подключение внешней антенны и заземления, в связи с их невысокой чувствительностью, ограниченной усилением. Повышение чувствительности приёмника прямого усиления путём повышения коэффициента усиления УВЧ выше определённого предела бессмыссленно, т.к. УВЧ может, во-первых, самовозбудиться, а во-вторых, при приёме мощных станций звук будет искажён из-за перегрузки. Избавиться от обоих вышеописанных недостатков можно, добавив в приёмник АРУ.

Далее рассмотрим супергетеродинный радиоприёмник (супергетеродин) — один из типов радиоприёмников, основанный на принципе преобразования принимаемого сигнала в сигнал фиксированной промежуточной частоты (ПЧ) с последующим её усилением. Основное преимущество супергетеродина перед радиоприёмником прямого усиления в том, что наиболее критичные для качества приёма части приёмного тракта (узкополосный фильтр, усилитель ПЧ и демодулятор) не должны перестраиваться под разные частоты, что позволяет выполнить их со значительно лучшими характеристиками.

Изначально гетеродином называли радиоприёмник, в котором имелся дополнительный генератор высокой частоты, настроенный на частоту, близкую к частоте принимаемого сигнала, что повышало чувствительность радиоприёмника. В дальнейшем, после изобретения супергетеродина, гетеродином стали называть этот генератор.

Гетеродин создаёт колебания вспомогательной частоты, которые в блоке смесителя смешиваются с поступающими извне колебаниями высокой частоты. В результате смешения двух частот, входной и гетеродина, образуются ещё две частоты (суммарная и разностная). Разностная частота (при амплитудной модуляции постоянная) используется как промежуточная частота, на которой происходит основное усиление сигнала.

К гетеродинам устанавливаются высокие требования по стабильности частоты и амплитуды, а также спектральной чистоте гармонических колебаний. Чем выше эти требования, тем сложнее конструктивное исполнение гетеродина: стабилизируют напряжение питания, применяют сложные схемы, исключающие влияние внешних факторов на частоту генератора, компоненты со специальными свойствами, гетеродин помещают в термостат, используют системы автоматической подстройки частоты и т. д. Если гетеродин работает на фиксированной частоте, применяют стабилизацию с помощью кварцевого резонатора. В современной радиоаппаратуре в качестве перестраиваемых гетеродинов всё чаще применяют цифровые синтезаторы частоты, которые обладают рядом важных преимуществ.

Рис. 2 Структурная схема супергетеродина с однократным преобразованием частоты

Упрощённая структурная схема супергетеродина с однократным преобразованием частоты показана на рисунке 2. Радиосигнал из антенны подаётся на вход усилителя высокой частоты (в упрощённом варианте он может и отсутствовать), а затем на вход смесителя — специального элемента с двумя входами и одним выходом, осуществляющего операцию преобразования сигнала по частоте. На второй вход смесителя подаётся сигнал с локального маломощного генератора высокой частоты —гетеродина. Колебательный контур гетеродина перестраивается одновременно с входным контуром смесителя (и контурами усилителя ВЧ) — обычно конденсатором переменной ёмкости (КПЕ), реже катушкой переменной индуктивности (вариометром, ферровариометром). Таким образом, на выходе смесителя образуются сигналы с частотой, равной сумме и разности частот гетеродина и принимаемой радиостанции. Разностный сигнал постоянной промежуточной частоты (ПЧ) выделяется с помощью полосового фильтра и усиливается в усилителе ПЧ, после чего поступает на демодулятор, восстанавливающий сигнал низкой (звуковой) частоты.

В современных приёмниках в качестве гетеродина используется цифровой синтезатор частот с кварцевой стабилизацией.

В обычных вещательных приёмниках длинных, средних и коротких волн промежуточная частота, как правило, равна 465 или 455 кГц, в бытовых ультракоротковолновых — 6,5 или 10,7 МГц. В телевизорах используется промежуточная частота 38 МГц.

Преимущества данного приёмника заключаются в : высокая чувствительность. Супергетеродин позволяет получить большее усиление по сравнению с приёмником прямого усиления за счёт дополнительного усиления на промежуточной частоте, не приводящего к паразитной генерации: положительная обратная связь не возникает из-за того, что в каскадах ВЧ и ПЧ усиливаются разные частоты; высокая избирательность, обусловленная фильтрацией сигнала в канале ПЧ. Фильтр ПЧ можно изготовить со значительно более высокими параметрами, так как его не нужно перестраивать по частоте. Например, широко используют кварцевые, пьезокерамические и электромеханические фильтры сосредоточенной селекции. Они позволяют получить сколь угодно узкую полосу пропускания с очень большим подавлением сигналов за ее пределами; возможность принимать сигналы с модуляцией любого вида, в том числе с амплитудной манипуляцией (радиотелеграф) и однополосной модуляцией.

Также у супергетеродиной системы есть недостатки. Наиболее значительным является наличие так называемого зеркального канала приёма — второй входной частоты, дающей такую же разность с частотой гетеродина, что и рабочая частота. Сигнал, передаваемый на этой частоте, может проходить через фильтры ПЧ вместе с рабочим сигналом.

Помехи от зеркального канала уменьшают двумя путями. Во-первых, применяют более сложные и эффективные входные полосовые фильтры, состоящие из нескольких колебательных контуров. Это усложняет и удорожает конструкцию, так как входной фильтр нужно ещё и перестраивать по частоте, притом согласованно с перестройкой гетеродина. Во-вторых, промежуточную частоту выбирают достаточно высокой по сравнению с частотой приёма. В этом случае зеркальный канал приёма оказывается относительно далеко по частоте от основного, и входной фильтр приёмника может более эффективно его подавить. Иногда ПЧ даже делают намного выше частот приёма (так называемое «преобразование вверх»), и при этом ради упрощения приёмника вообще отказываются от входного полосового фильтра, заменяя его неперестраиваемым фильтром нижних частот. В высококачественных приёмниках часто применяют метод двойного (иногда и тройного) преобразования частоты, причём, если первую ПЧ выбирают высокой по описанным выше соображениям, то вторую делают низкой (сотни, иногда даже десятки килогерц), что позволяет более эффективно подавлять помехи от близких по частоте станций, то есть повысить избирательность приёмника по соседнему каналу. Подобные приёмники, несмотря на достаточно высокую сложность построения и наладки, широко применяются в профессиональной и любительской радисвязи.

Кроме того, в супергетеродине возможен паразитный приём станций, работающих на промежуточной частоте. Его предотвращают экранированием отдельных узлов и приёмника в целом, а также применением на входе фильтра-пробки, настроенного на промежуточную частоту.

В целом супергетеродин требует гораздо большей тщательности в проектировании и наладке, чем приёмник прямого усиления. Приходится применять довольно сложные меры, чтобы обеспечить стабильность частоты гетеродинов, так как от неё сильно зависит качество приёма. Сигнал гетеродина не должен просачиваться в антенну, чтобы приемник сам не становился источником помех. Если в приёмнике больше одного гетеродина, существует опасность, что биения между какими-то из ихгармоник окажутся в полосе звуковых частот и дадут помеху в виде свиста на выходе приёмника. С этим явлением борются, рационально выбирая частоты гетеродинов и тщательно экранируя узлы приёмника друг от друга.

Далее рассмотрим структурную схему цифрового приёмника.

Рис. 3 Структурная схема цифрового приёмника

АТП – аналоговый тракт приемника

БДК – блок дискретизации и квантования

ЦТП – цифровой тракт приемника

БОЧ - блок опорных частот

БР - блок регулировок

ЦАП – цифроаналоговый преобразователь

Аналоговый тракт приемника выполняет предварительную селекцию и усиление принимаемых сигналов. Его структура и характеристики определяются видом сигнала, уровнем и характеристиками помех, требованиями к качеству приема.

Наиболее полно используются преимущества цифровой обработки, если дискретизация и квантование сигнала осуществляются на радиочастоте. В этом случае АТП представляет перестраиваемый преселектор. Но более высокие требования предъявляются при этом к частоте дискретизации и разрядности АЦП, а также к блоку ЦТП.

Усиление АТП выбирается таким образом, чтобы собственные шумы приемника на входе БДК превышали шумы квантования. Следует обратить внимание на то, что при достаточно высокой частоте дискретизации уровень сигнала на входе БДК может быть меньше шага квантования. Необходимо лишь, чтобы эффективное значение напряжения смеси сигнала и помех на входе АЦП превышало шаг квантования.

Блок дискретизации и квантования представляет собой сложное устройство. Входное аналоговое колебание подвергается в нем двум операциям: дискретизации по времени и квантованию по уровню.

Дискретизатор реализуется в виде устройства выборки и хранения (УВХ), состоящего из аналогового ключа (АК) и накопительного элемента (НЭ). Для представления отсчетов сигнала в цифровой форме применяют АЦП. Общий вид БДК представлен на рисунке 4.

Рис. 4 Структурная схема блока дискретизации и квантования

Импульсы U1 – стробирующие, U2 – стирающие.

Задачей УВХ является определение мгновенного значения напряжения в момент взятия отсчета и его фиксация на время, необходимое для преобразования аналогового значения в цифровую форму. После УВХ сохраняется счетное множество отсчетов колебания. Квантование в АЦП позволяет каждый непрерывный отсчет заменить цифровым значением, представляемым в унитарном или двоичном коде.

Цифровой тракт приемника осуществляет основную селекцию сигналов и их демодуляцию. Кроме цифровых фильтров и демодуляторов ЦТП может содержать устройства подавления или компенсации помех, трансмультиплексоры для обработки многоканальных сигналов, цифровые обнаружители и измерители параметров сигналов, цифровые спектроанализаторы и другие устройства выделения информации из принятого сигнала. К ЦТП можно также отнести цифровые системы синхронизации, фазовой и частотной автоподстройки, регулировки усиления, системы обеспечения отказоустойчивости и т.д.

Блок опорных частот вырабатывает колебания, необходимые для преобразования частот в приемнике и синхронизации его схем.

Блок регулировок БР содержит все необходимые для управления приемником устройства: блок управления частотой настройки, блок регулировки усиления и чувствительности, блок управления видами работ ( при смене вида сигнала ) и т.д.

Цифровой приемник часто имеет как цифровой выход, так и аналоговый. Для получения аналогового выхода сигнала используется цифроаналоговый преобразователь ЦАП.

Исходя из выше приведённых схем, я делаю вывод что, цифровой приёмник более намного лучше и даёт больше возможностей, по сравнению со своими предшественниками. Идеальное качество, как и в любом цифровом вещании, можно сказать — неограниченные возможности по качеству. Из плюсов следует отметить настоящую многоканальность (так как не надо делить частоты) — работу сотен каналов, которые не будут мешать друг другу. Главное преимущество, по-моему, — это микроскопические габариты цифрового радиоприемника, тем самым минимизировать размер полученного устройства, а это важно.

Далее я приведу принципиальные схемы на основе цифрового элемента.

1.2 Выбор принципиальной схемы

Описание принципиальной схемы приемника прямого усиления на микросхеме КР174УН23. Принципиальная схема приемника показана на рисунке 5. Прием ведется на магнитную антенну W1. представляющую собой ферритовый стержень диаметром 8 мм, на котором расположены две катушки : L1 — контурная катушка входного контура L1 С1, и L2 — катушка связи. Настройка на станцию производится переменным конденсатором С1.

Выделенный контуром магнитной антенны сигнал поступает через катушку связи L2 на вход одного из усилителей микросхемы (вывод 1) через разделительный конденсатор СЗ.

Усиленный ВЧ сигнал с выхода первого усилителя микросхемы (вывод 8) через конденсатор С8 поступает на детектор на диодах VD1 и VD2, выполненный по схеме с удвоением напряжения В детекторе работают кремниевые диоды, имеющие относительно высокое падение напряжения в прямом направлении. что приводит к понижению чувствительности детектора и повышению искажений при детектировании Чтобы уменьшить искажения и повысить чувствительность детектора и приемника в целом, на диоды через резистор R1 подается прямое напряжение смещения

Рис. 5 Принципиальная схема приемника прямого усиления на микросхеме КР174УН23

С выхода детектора напряжение 34 поступает на регулятор громкости R3, и далее, через конденсатор С5 34 напряжение поступает на вход второго усилителя микросхемы (вывод 4). Сигнал усиливается, и с выхода этого усилителя (вывод 5) через разделительный конденсатор С7 поступает на громкоговоритель В1.

Питается приемник от источника напряжением 4.5 В ('плоская батарейка".

Большинство деталей приемника смонтированы на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.

Для намотки магнитной антенны используется ферритовый стержень диаметром 8 мм и длиной 100 мм из феррита 400НН. Катушки намотаны проводом ПЭВ 0.12 витков к витку.

L1 содержит 300 витков, a L2 — 40 витков. Катушки наматывают в один слой на каркасе, склеенном из плотной бумаги.

Диоды КД521 можно заменить на КД503, КД510 Если использовать германиевые диоды типа Д9 или ГД507 резистор R1 исключается. Постоянные резисторы на мощность 0.125 или 0,25 ВТ типа С2-33, ВС или МЛТ. Переменный резистор СПЗ на 0,125 ВТ. объединенный с выключателем питания. Оксидные конденсаторы типа К50-35 или аналогичные импортные Остальные типа К10-17. КМ. KJ1C Переменный конденсатор от радиоприемника "Юность" на емкость 7-180 Пф Можно использовать любой другой малогабаритный переменный конденсатор, например на 5-240 Пф, но при этом число витков L1 нужно уменьшить до 250.

Далее рассмотрим приёмник супергетеродинного типы на основе микросхемы.

Микросхема К174ХА2 содержит все узлы типового супергетеродинного приемника (кроме детектора и усилителя звуковой частоты), на основе которых можно создать гетеродинный приемник. Так, апериодический усилитель радиочастоты (УРЧ) с возможностью регулировки усиления, смеситель и гетеродин, образующие преобразователь частоты, в нашем приемнике использован по прямому назначению. Что касается четырехкаскадного усилителя промежуточной частоты (УПЧ). то он выполняет функции усилителя звуковой частоты. В чем, кстати, также предусмотрена возможность регулировки усиления, но в нашей приемнике она не задействована.
Следующий важный вопрос: какой из любительских диапазонов выбрать для первого приемника начинающего коротковолновика? Очевидно, тот, на котором работает много русскоязычных коротковолновиков и наблюдателю на первых порах не потребуется знания английского языка, принятого для международного обмена. Ответ однозначен - диапазон 160 метров. Это типично "ночной" диапазон, где днем из-за сильного поглощения радиоволн в нижних слоях ионосферы можно никого и не услышать. Зато ночью с большой громкостью проходят станции европейской части России, Украины, Белоруссии, Прибалтика, а при известном терпении и хорошей антенне можно услышать всю Европу и всю Сибирь. В дальнейшем, изменив данные всего двух контуров приемника, его можно перестроить на любительские диапазоны 80, 40 и даже 20 метров. Это было проверено экспериментально: на всех диапазонах приемник показал неплохие результаты.

Рис. 6 Принципиальная схема гетеродинного приемника на микросхеме К174ХА2

Принципиальная схема гетеродинного приемника на микросхеме К174ХА2 показана на рис. 6. Сигнал от антенны через катушку связи L1 поступает на входной контур L2C1, настроенный на среднюю частоту 160-метрового диапазона (полоса частот 1830....1930 кГц). Этот контур нужен для ослаблений помех от мощных средневолновых радиовещательных станций, расположенных ниже по частоте. И мощных коротковолновых связных радиостанций, расположенных на более высоких частотах. Выделенный этим контуром сигнал подается через конденсатор связи С2 на вход УРЧ микросхемы. Другой вход УРЧ "заземлен" (т.е. соединен с общим проводом) через конденсатор С3. Через эти конденсаторы протекают только переменные токи радиочастоты, а режим микросхемы по постоянному току не нарушается. Переменным резистором R1 регулируют усиление УРЧ. Когда его движок наводится в левом по схемe положении, усиление максимально. Подбором резистора R2 можно при необходимости изменить пределы регулировки усиления.

  Гетеродин приемника содержит всего лишь несколько навесных элементов. Контур гетеродина образован катушкой L3 и конденсаторами С6, С7 и С8. Большую часть емкости контура обеспечивает конденсатор С6. Для увеличения плавности настройки ("растяжки" любительского диапазона на всю шкалу) максимальная емкость переменного конденсатора С8 должна составлять всего 12...15% обшей емкости контура. Если емкость переменного конденсатора больше приведенной на схеме, то следует соответственно уменьшить ёмкость "растягивающего" конденсатора С7. В данном приемнике вместо рекомендуемой в справочниках для этой микросхемы схемы гетеродина с индуктивной обратной связью использован гетеродин с ёмкостной обратной связью, что позволило значительно упростить навесную часть схемы и облегчить изготовление катушки. Сигнал обратной связи заводится с контура гетеродина через конденсатор небольшой ёмкости С5 на неинвертирующий вход дифференциального усилительного каскада гетеродина микросхемы. Другой, инвертирующий вход этого каскада "заземлен" по высокой частоте через конденсатор С4. Стабильность частоты гетеродина определяется качеством входящие в него деталей, но на относительно низких частотах 160 метрового диапазона проблем со стабильностью обычно не возникает.
    УРЧ и гетеродин внутри микросхемы соединены со входами кольцевого балансного смесители, выполненного из четырех транзисторах. В коллекторную цепь одной пары транзисторов включен резистор нагрузки R4, на которой и выделяется звуковая частота (биения), равная разности частот сигнала и гетеродина. Резистор нагрузки зашунтирован конденсатором С12, выполняющий роль простейшего фильтра нижних частот и ослабляющим звуковые частоты выше 2,5...3 кГц. Отфильтрованный сигнал звуковой частоты через разделительный конденсатор С13 подается на вход УПЧ микросхемы, используемый в этом приемнике как УЗЧ. Другой вход усилителя соединен с общим проводом (по переменному току) конденсатором С15, а конденсатор С14 устраняет обратную связь по звуковым частотам во внутренней цепочке, стабилизирующей режим усилителя по постоянному току. Ввиду того, что усиливаются относительно низкие частоты, названные конденсаторы должны иметь значительную ёмкость.
     Выходной каскад усилителя выполнен в микросхеме на р-n-р транзисторе с открытым коллектором (вывод 7). Экспериментально установлено, что если коллектор соединить с общим проводом через резистор сопротивлением около 1,5 кОм, то получается симметричное ограничение больших выходных сигналов начиная с амплитуды примерно 1 В. В данном приемнике необходимое сопротивление нагрузки получается при параллельном соединении резистора нагрузки R3 и высокоомных телефонов. Это позволило обойтись без разделительного конденсатора на выходе, но при подключении телефонов желательно соблюдать полярность, указанную на вилке телефонов и выходном разъёме XS2. При соблюдении полярности магнитный поток в телефонах, создаваемый постоянной составляющей коллекторного тока выходного транзистора, будет складываться с потоком постоянных магнитов, отчего работа телефонов только улучшится.
     Как уже упоминалось, система регулировки усиления УПЧ не задействована, поэтому вывод 9 (вход АРУ) соединен с общим проводом. При желании можно ввести в приемник электронный регулятор усиления и по низкой частоте. Схема его совершенно аналогична схеме регулятора усиления по радиочастоте (резисторы R1 и R2), за исключением того, что движок потенциометра соединяется с выводом 9. Moжнo пойти и дальше по пути усовершенствования приемника, введя в него систему АРУ по низкой частоте. Для этого надо продетектировать выходной звуковой сигнал и подать выпрямленное и сглаженное напряжение на вывод 9. Тогда между выводом 10 и общим проводом можно будет включить стрелочный измерительный прибор, который послужит измерителем силы сигнала - S-метром. Однако подобными усовершенствованиями рекомендуется заняться уже после того, как приемник будет изготовлен и настроен.
   Контурные катушки приемника L2 и L3 намотаны на стандартных четырехсекционных каркасах, используемых в подавляющем большинстве отечественных портативных приемников. Они содержат по 60 витков провода ПЭЛ 0,1...0,15, по 15 витков в каждой секции каркаса. Диаметр намотки получается около 5 мм, общая длина - 6 мм. Катушки подстраиваются ферритовыми стержневыми сердечниками диаметром 2,7 мм. Катушка связи L1 наматывается поверх контурной катушки L2, на том же каркасе в той его секции, которая ближе к "заземленному" выводу контурной катушки. Катушка связи может содержать от 3 до 10 витков любого изолированного провода. Меньшее число витков используется при более длинных наружных антеннах, чтобы приемник не перегружался по входу. Можно сразу намотать катушку связи с двумя-тремя отводами и подобрать оптимальную связь с антенной при налаживании приемника. Катушки желательно поместить в экраны любой конструкции. В этом приемнике важно обеспечить минимальную связь между входной и гетеродинной катушками, поэтому, если экраны не используются, катушки следует разместить на плате подальше друг от друга.
    Конденсаторы С1...С7 использованы керамические, особое внимание следует обратить на температурный коэффициент ёмкости конденсатора С6 он должен быть близким к нулевому или небольшим отрицательным, что обеспечит хорошую температурную стабильность частоты гетеродина. Конденсатор настройки С8 может быть любого типа, с воздушным диэлектриком, главное, чтобы он был оснащен удобной ручкой, желательно большого диаметра, и обеспечивал лёгкое и плавное вращение ротора. Для облегчения настройки на SSB станции желательно использовать верньер с замедлением в 5...10 раз. При использовании КПЕ от радиовещательных приемников с максимальной ёмкостью 240...510 пФ ёмкость "растягивающего" конденсатора С7 следует уменьшить до 100...50 пФ соответственно. Остальные детали приемника могут быть любых типов.

Далее я хочу рассказать о конкретно моей схеме, на которой будет строиться приёмник. Мой приёмник будет работать с частотой 2,4 ГГц в ISM диапазоне. Об этом подробнее.

Очень часто при разработке устройств и систем самого различного назначения возникает задача беспроводной передачи данных на расстояния от десятков метров до нескольких километров. Частотный диапазон ISM является той частью радиочастотного спектра общего назначения, которая может быть использована без лицензирования. Единственное требование для разрабатываемых продуктов в ISM-диапазоне — это соответствие нормам, которые устанавливаются регулирующими органами для данной части частотного спектра. Эти правила различаются в разных странах. В США нормы устанавливает Федеральная комиссия по связи (Federal Communication Commission, FCC), а в Европе — Европейский институт стандартов по телекоммуникациям (European Telecommunication Standards Institute, ETSI). Системы, спроектированные для работы в ISM-диапазоне, характеризуются малым энергопотреблением и низкой скоростью передачи данных. Однако в последнее время скорость передачи новых версий стандартов этого диапазона имеет тенденцию к увеличению. Наиболее часто используемыми частотными ISM-диапазонами являются 2,4-ГГц и субгигагерцовые частоты. Из-за довольно сильной перегрузки в 2,4-ГГц полосе частот в последнее время происходит освоение 5-ГГц диапазона. В то время как 2,4-ГГц является универсальной полосой частот, субгигагерцовые диапазоны, предназначенные для беспроводных приложений с малой потребляемой мощностью, в разных странах отличаются друг от друга. В США наиболее популярным диапазоном остается полоса частот 902…928 МГц, а в Европе наибольшая активность наблюдается в диапазоне 868 МГц. При разработке продуктов для ISM-диапазона важное значение имеет учет фундаментальных отличий между 2,4-ГГц и субгигагерцовыми диапазонами частот.

2,4-ГГц полосу частот рекомендуется использовать в случае, когда требуется обеспечить функциональную совместимость с другими системами, а также если основной целью является работа в разных географических областях. При проектировании устройств в 2,4-ГГц диапазоне возникают две главные проблемы.

1. В этой полосе частот функционируют различные беспроводные системы, такие как Bluetooth, Wi-Fi, 802.15.4, Zigbee, а также микроволновые печи. Поэтому большую проблему представляет собой высокий уровень помех. Наличие интенсивных помех требует использования устройств с высокой избирательностью. Другим эффективным способом противодействия помехам является использование таких методов как расширение спектра сигнала путем скачкообразной перестройки частоты (frequency hopping spread spectrum, FHSS) и расширение спектра с применением кода прямой последовательности (direct sequence spread spectrum, DSSS).

2. Радиоизлучение на частоте 2,4 ГГц более легко поглощается в среде и окружающих объектах, что ограничивает этот диапазон. Эмпирическое правило состоит в том, что удвоение рабочей частоты вполовину уменьшает ширину полосы. Следует отметить, что такое ограничение частотного диапазона можно преодолеть с помощью внешнего усилителя мощности.

Выбор субгигагерцового диапазона позволяет разрешить некоторые проблемы 2,4-ГГц диапазона. Однако этот диапазон имеет свои недостатки:

– рабочий цикл в этой полосе частот ограничен;

– невозможно обеспечить функциональную совместимость с другими системами;

– ограничения, связанные с географическим положением стран применения этого диапазона. Так, например, беспроводной счетчик, спроектированный для американского диапазона частот 902…928 МГц, не будет работать в Европе.

Стандарты ISM-диапазона

За последние несколько лет появилось несколько беспроводных стандартов, работающих в ISM-диапазоне. Эти стандарты вместе с патентованными решениями компаний обеспечивают широкие возможности для разработки разнообразных беспроводных продуктов. Стандарты ISM-диапазона отличаются скоростью передачи данных, дальностью связи, областью применения, а также используемым способом модуляции. На рисунке 1 представлены некоторые беспроводные стандарты ISM-диапазона в зависимости от дальности действия и скорости передачи.

Среди беспроводных стандартов, приведенных на рисунке 1, Bluetooth, Wi-Fi, Zigbee и IEEE 802.15.4 можно рассматривать как наиболее широко распространенные сегодня. Большинство этих стандартов работает в 2,4-ГГц диапазоне.

Рис. 6 Радио модуль на микросхеме

На рисунке 6 приведена принципиальная схема радиоприёмника с частотой 2.4 ГГц. Это именно та схема на которой построен приёмник. Выводы RXD, TXD, CONFIG, RESET, ON/OFF могут подключаться к внешнему микроконтроллеру для реализации протоколов верхнего уровня и более сложных сценариев работы, например поиска устройств в сети или выключения модуля для снижения энергопотребления, ведь в состоянии IDLE (Покоя) потребляемый ток такой же, как и в режиме приема примерно 20 мА. Для сопряжения с ПК необходимо использовать микросхемы преобразователей уровня RS-232 — TTL. Возможно использование внешних усилителя мощности и малошумящего усилителя (МШУ) в приемном тракте, которые управляются выводами PA_EN и LNA_EN соответственно.

Описание радиомодуля

Модуль RC1290 являются компактным, поверхностно-монтируемым, высокоэффективным, широкополосным модулем (2.4ГГц) использующие во внутреннем протоколе принцип кодирования со сдвигом частот (FSK). Модули полностью экранированы и сертифицированы для работы на территории Европы без использования специальной лицензии.

Применение:

OEM оборудование
Радио-модемы
Охрана и системы безопасности
Терминалы продаж
Устройства чтения штрих-кода
Станции телеметрии
Быстрое управление

Особенности:

Самый маленький в мире размер (12.7 x 16.5 x 3.5 мм)
Широкополосный, многоканальный режим работы
Низкое энергопотребление, 3 мА в выключенном состоянии
Встроенный протокол RC232
Проверка адресации и ошибок
128-байтовый буфер данных
Простой интерфейс
Компактный экранированный модуль для SMD установки
Отсутствие внешних компонентов
Отсутствие конфигурации, необходимой для использования одного канала
Широкий диапазон напряжения питания, 2.8 - 5.5 В

Таблица 1 «Ознакомительные справочные данные»

Параметры	RC1290	Единицы
Рабочая частота	2.4	ГГц
Число каналов	51
Пропускная способность канала	25-100	кГц
Скорость передачи данных	1.2-19.2	кбит/с
Максимальная выходная мощность	2	дБм
Чувствительность	-110	дБм
Напряжение питания	2.8-5.5	В
Потребление тока в режиме - Рабочий	20.7	мА
Потребление тока в режиме - Сон	0.9	мА
Потребление тока в режиме - Выключен	0,003	мкА

Типовая схема включения

Краткое описание

Чтобы передать сигнал надо послать данные на контакт RXD. Использовав при этом тумблер на радио передатчике. Максимально в передатчике могут быть буферизированы 128 байт. Модуль передает данные, когда:

достигнута максимальная длина пакета
послан символ конца передачи

Антенна. В большинстве случаев простого провода длины 1/4 от длины волны или печатной антенны достаточно. Подключите конец провода с длиной, соответствующей четверти длины волны, к выходу RF. Как я могу

Для изменения конфигурируемых параметров, используйте контакт CONFIG и пошлите в модуль строку команд, используя любой, поддерживаемый модулем последовательный интерфейс. Параметры могут быть изменены на постоянное время и сохранены в энергонезависимой памяти, непосредственно в модуле.

Расположение контактов моду

Таблица 2 «Описание контактов»

№ контакта	Имя контакта	Описание
1	GND	Земля
2	CTS/RXTX/RXEN	UART. очистка передачи данных (CTS), UART RXTX, разрешение режима передачи или активация SLEEP. Соединить с VDD, если не используется. Внутренний последовательный резистор 100 кОм.
3	RTS/TXEN	UART. запрос на передачу, разрешение режима передачи или активация режима SLEEP. Соединить с VDD если не используется. Внутренний последовательный резистор 100 кОм.
4	CONFIG	Активация режима конфигурирования. Активный уровень - ноль. Если не используется, должен быть установлен в высокий уровень соединением с VDD. Внутренний последовательный резистор 100 кОм.
5	TXD/SCL	Данные последовательной передачи данных. Внутренний последовательный резистор 100 кОм.
6	RXD/SDA	Данные или вход/выход последовательно передаваемых данных. Внутренний последовательный резистор 100 кОм.
7	GND	Земля
8	GND	Земля
9	RF	RF вход/выход к антенне.
10	GND	Земля
11	VDD	Стабилизированный выход внутреннего напряжения питания. Обычно оставляют неподключённым.
12	ON/OFF	Включение/выключение модуля.
13	VCC	Вход напряжения питания.
14	GND	Земля
15-21	RESERVED	Тестовые выходы или выходы для использования в будущем.
22	RESET	Основной сброс (активный уровень low). Обычно оставляют неподключённым. Внутренний подтягивающий резистор 100 кОм, последовательного резистора НЕТ.
23	PA EN	Выход активации внешнего PA (активный high).
24	LNA EN	Выход активации внешнего LNA (активный high).
25-30	RESERVED	Тестовые выходы или выходы для использования в будущем.

3 Описание работы схемы

Модуль содержит внутренний коммуникационный контроллер RC232 и программное обеспечение протокола, узкополосный высокоэффективный трансивер RF и внутренний стабилизатор напряжения.

Контроллер коммуникации обрабатывает пакетный радио-протокол, управляет UART интерфейсом и трансивером RF. Данные, посланные хостом, будут получены на контакт RXD и буферизированы в контроллере коммуникации. Затем, пакет данных собирается с заголовком, определяются границы начала передачи информации, добавляется адресная информация и контрольная сумма, прежде чем пакет будет передан на RF. Информация адреса и CRC контрольная сумма используются дополнительно.

Трансивер RF модулирует данные, которые будут переданы на частоте RF и демодулирует данные, которые получил. Полученные данные проверяются на правильность адреса и суммы контроллером коммуникации. Если адрес соответствует собственному адресу модуля и ошибки не были обнаружены, то после удаления заголовка, пакетные данные посылаются хосту через TXD линию.

Асинхронный UART интерфейс состоит из RXD и TXD. По выбору, RTS/RXTX могут использоваться для аппаратного управления обменом данных. RTS/RXTX может использоваться для контроля направления в случае применения RS485 драйвера.

Модуль может также использоваться в небуферизованном - прозрачном режиме. В этом случае, интерфейс данных синхронно использует SCL и SDA для передачи данных в/из хоста. Для установления режима работы используются RXEN и TXEN.

Когда контакт CONFIG установлен, контроллер коммуникации интерпретирует данные, полученные на RXD, как команды конфигурации. При помощи команд можно изменять радио-канал, выходную мощность, адрес назначения и т. д. Постоянные параметры конфигурации - сохраняются во внутренней энергонезависимой памяти.

Напряжение питание соединено с выходом VCC. Модуль содержит внутренний регулятор напряжения и может работать в широком диапазоне напряжения питания. Стабилизированное напряжение доступно на контакте VDD, но он не должен использоваться для питания внешних схем.

Контакт ON/OFF может использоваться для выключения приёмника полностью и сводить, при этом, потребляемую мощность к минимуму. Для нормальной работы контакт ON/OFF должен быть связан с контактом VCC.

Программное обеспечение модуля RC232 протокол

Модуль позволяет как буферизировать пакетную радиосвязь, так и использовать небуферизованный - прозрачный режим встроенного протокола RC232.

Используя буферизированный режим пакетной радиосвязи, все данные, которые будут посланы, сохраняются в модуле, прежде чем они будут переданы схемой RF. Аналогично, когда данные получены, они будут сохранены в модуле, прежде чем их пошлют хосту. Это позволяет контроллеру коммуникации добавлять информацию адреса и производить проверку данных на ошибки. В буферизированном режиме для коммуникации с хостом используется интерфейс UART.

Если требуется использование небуферизированного канала связи, модем может быть сконфигурирован так, чтобы обеспечить этом режиме. В этом режиме модем добавляет только границы начала фрейма и заголовок, для синхронизации с приёмником. Никакая адресация или контрольная сумма не обеспечиваются в этом случае. Синхронный интерфейс используется для передачи данных в/из хоста. Отметьте, однако, что конфигурация модуля производится, используя UART интерфейс, даже если для передачи данных используется небуферизованный режим.

Встроенный протокол, команды конфигурации и конфигурация памяти описаны в Руководстве Пользователя RC232 ™. Этот протокол используется в широком ассортименте доступных модемов RF от Radiocrafts. Пожалуйста, обратитесь к последнему обзору модемов, доступному на сайте Radiocrafts.

Управление питанием

Модуль может быть установлен в режиме SLEEP или режим OFF, чтобы уменьшить потребляемый ток.

Режим SLEEP (малой мощности) устанавливается при использовании команды SLEEP (см. Руководство Пользователя RC232 ™) или переводом обоих пинов RXEN и TXEN в состояние low. В режиме SLEEP модем не будет получать или принимать поступающие данные, ни от хоста (UART порт), ни от трансивера RF. Модем, выходит из режима SLEEP при уровне high на контактах CONFIG, RXEN или TXEN.

Примечание: Если для связи используется UART, контакты RXEN и TXEN не могут использоваться для перехода в режим SLEEP. В этом случае, используйте команду SLEEP.

Режим OFF ультрамалой мощности активируется при подаче на контакт ON/OFF уровня low. Тогда модем будет полностью выключен. Для включения модема необходимо подать на контакт ON/OFF уровень high (к выводу VCC). После того, как модуль был в режиме OFF, все операционные параметры восстанавливаются из памяти конфигурации.

Вывод VDD не должен использоваться для питания внешних схем, кроме как для установления RXEN, TXEN и CONFIG.

Чтобы гарантировать правильность работы внутреннего сброса при включении питания (POR) , должно быть выполнено условие максимального времени установления напряжения на VCC (см. Электрическая Спецификация). Если ожидается длительное установление напряжения, то рекомендуется использовать внешнюю схему POR, подключённую к пину RESET. Замедленное установление напряжения VCC или кратковременные прерывания питания могут вызвать некорректную работу POR. В этом случае должен быть произведён сброс RESET-ом, чтобы гарантировать правильный запуск.

Важное примечание относительно использования режима OFF:

Выключая модуль установкой ON/OFF уровнем low, большое внимание должно быть уделено гарантии надлежащего сброса включения питания.

Могут использоваться три альтернативы:

Управление контактом RESET посредством отдельного пина управляющего микроконтроллера (хоста), используя последовательный резистор 100 кОм (RESET не имеет никакого внутреннего последовательного сопротивления). Установите RESET (low) прежде чем контакт ON/OFF будет переведён в состояние low и сохраняйте низким, пока ON/OFF снова не установится в высокий (VCC-10 %). Это будет гарантировать надлежащий сброс при включении питания.

•Если отдельный пин для сигнала RESET не доступен, то может использоваться последовательный резистор 10 кОм от пина ON/OFF к пину RESET и RESET будет управляться ON/OFF сигналом с 3 / 5V уровнем напряжения от основного блока управления (МК). Это допустимо, только для модулей RC12x0-ряда. Для RC10x0-модулей должно использоваться прямое управление контактом RESET.

Как отмечено в Описании Контактов, RXEN (CTS/RXTX), TXEN (RTS) и контакт CONFIG должны быть связанны с VDD, но не с VCC. Если RXEN используется как сброс передатчика (аппаратные средства установления связи) или RXTX используется как выход, нет необходимости в подтягивающем резисторе и его нужно избежать, поскольку это уменьшает уровни выходного напряжения из-за внутреннего резистора.

Подключение антенны

Антенна должна быть связана со входом RF. Выходное сопротивление RF - 50 Ом. Если разъём антенны помещен далеко от модуля на системной плате, то дорожка между входом RF и соединителем должна иметь сопротивление 50 Ом.

На двухслойной плате, сделанной из стеклотекстолита, ширина дорожки должна составлять 1.8 от толщины платы, принимая значение диэлектрической константы равной 4.8. Линия должна быть выполнена сверху платы, а нижняя часть залита земляным полигоном.

Самая простая антенна - четвертьволновая штыревая антенна. Четвертьволновая штыревая антенна должна располагаться над земляным полигоном и имеет импеданс 37 Ом. Таким образом, обычно не требуется схемы согласования с линией 50 Ом.

Антенна PCB (печатная антенна) может быть выполнена как медная дорожка там, где земляной полигон удален с нижней стороны платы. Остальная часть платы должна иметь экран (земляной полигон), как можно больше, предпочтительно такого размера, как сама антенна, чтобы работать как противовес к антенне. Если дорожка антенны короче, чем четверть длины волны, антенна должна быть согласованна с 50 Ом. Длина четвертьволновой составляет 81 мм при частоте 2.4 ГГц.

4 Экономическая часть

4.1 Расчет себестоимости макета кабельных линий.

Себестоимость - изделия, детали представляющие собой сумму затрат в денежном выражении на производство и реализацию, приходящихся на единицу продукции.

В дипломном проекте в зависимости от задания рассчитываются цеховая, производственная, полная себестоимость или оптовая цена.

Калькуляция – расчёт затрат на производство и реализацию единицы продукции по калькуляционным статьям расходов. В электронной промышленности в качестве калькуляционной единицы, как правило, принимается 1 или 1000 изделий.

Методика расчёта калькуляционных статей расходов приводится.

Статья 1. Сырьё и основные материалы.

В эту статью включаются затраты на сырьё и основные материалы, которые образуют основу изготовляемой продукции или являются необходимыми компонентами при её изготовлении. Кроме затрат на основные материалы к полученному итогу добавляются надбавки на транспортные и заготовительные расходы в размере от 5 до 10% и исключается сумма, получаемая от реализации доходов в размере 1-2% от стоимости сырья и основных материалов. Стоимость всех материалов рассчитывается по оптовым ценам, установленным в действующих прейскурантах. Данные приведены в таблице 1.

Статья 2. Покупные комплектующие и полуфабрикаты.

В эту статью включаются затраты на приобретение готовых изделий и полуфабрикатов, требующих дополнительных затрат труда на их обработку или сборку при укомплектовании выпускаемой продукции. Расчёт стоимости покупных полуфабрикатов и комплектующих изделий, производится аналогично расчёту стоимости основных материалов. Стоимость рассчитывается по оптовым ценам, установленным в действующих прейскурантах. Все выявленные данные по расходу радиодеталей и узлов в конечном счёте сводятся в таблицу 2.

Статья 3. Основная заработная плата производственных рабочих.

В эту статью включаются затраты на основную заработную плату производственных рабочих, непосредственно связанных с изготовлением продукции. В состав основной заработной платы включаются: оплата операций и работ по сдельным нормам и расценкам. Расчёт приведён в таблице 3.

Статья 4. Дополнительная заработная плата производственных рабочих.

В эту статью включаются затраты на выплаты, предусмотренные законодательством о труде или коллективными договорами за не проработанное на производстве время: компенсация за неиспользованный отпуск; оплата льготных часов подростков; оплата времени, связанного с выполнением государственных и общественных обязанностей; выплата вознаграждения за выслугу лет и др.

Принимается в размере 10-20% от основной зарплаты.

Данные приведены в таблице 3.

Статья №5. Отчисления на социальное страхование.

В эту статью включаются отчисления на социальное страхование по установленным нормам от суммы основной и дополнительной заработной платы производственных рабочих.

Осоц.ст = (Зосн + Здоп) * 34 % / 100 %

О соц.ст.= 115,19 *0,34 = 39,16 руб.

Статья 6. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования.

В эту статью включаются затраты на содержание, амортизацию и текущий ремонт производственного оборудования, цехового транспорта, приборов, рабочих мест. С разрешения вышестоящих организаций иногда допускается распределение расходов на содержание и эксплуатацию оборудования между отдельными видами изделий пропорционально основной заработной плате производственных рабочих.

Исходные данные для расчёта затрат на содержание и эксплуатацию оборудования при определении себестоимости изделия берутся на предприятии, где будет изготавливаться проектируемое изделие в размере 80-300% от З осн. Например, если 100%, то

Рсэо =100 % * Зосн / 100 %

Рсэо = 104,72 руб.

Статья 7. Цеховые расходы.

В эту статью включаются затраты на заработную плату аппарата управления цехом; амортизация и затраты на содержание и текущий ремонт зданий, сооружений и инвентаря общецехового назначения; затраты на реализацию и изобретательство цехового характера; затраты на мероприятия по охране труда и другие расходы цеха, связанные с управлением обслуживания производства. Для большинства предприятий этот процент составляет от 80 до 300.

Например, если процент цеховых расходов равен 100, то цеховые расходы составляют:

Цр = 100/100 (Зосн + Рс.э.о.),

Цр =104,72+104,72 = 209,44 руб.

Найдем цеховую себестоимость:

СЦ = М + ППОК + ЗОБ + ОСОЦ.СТ + РСЭО + ЦР

Сц = 128,2 + 806,10 + 115,19 + 39,16 + 104,72 + 209,44 = 1402,81 руб.

Статья 8. Общезаводские расходы.

В эту статью включаются затраты, связанные с управлением предприятия и организацией производства в целом. Общезаводские расходы определяются исходя из процента общезаводских расходов, принятого по данным предприятия, где предполагается организовать производство проектируемого объекта, и основной заработной платы производственных рабочих (без доплат по прогрессивно-премиальным системам) и расходов на содержание и эксплуатацию оборудования. Для большинства предприятий этот процент составляет от 80 до300.

Общезаводские расходы составят:

ОЗР = 80 / 100 (Зосн + Рс.э.о.),

ОЗР =209,44*0,8 = 167,55 руб.

Найдем производственную себестоимость:

СПР = СЦ + ОЗР

Спр. =1402,81 +167,55 = 1570,36 руб.

Статья 9. Внепроизводственные расходы.

В эту статью калькуляции включаются расходы, связанные с упаковкой и отправкой готовой продукции. Обычно их размер принимается 2…4 % от производственной стоимости.

СВР=1570,36*2%=314,07

После расчёта всех статей расходов необходимо составить сводную таблицу 4.

Полная себестоимость

СПОЛ = СПР + РВПР

Спол.= 1570,36 + 31,25 = 1601,61 руб.

Расчет материала на изготовление изделия

Наименование операции	Материал	Ед. измерения	Размерность материала	Кол-во материала	Кол-во на плате	Расход материала в изделии на операцию
1.Лужение	Припой ПОС-61	1 пайка	Кг	0,00014	250	0,035
	Флюс ФкСП	1пайка	Кг	0,00016	250	0,04
	Спирто бензин	1пайка	л	0,00015	250	0,038
2.Монтаж	Припой ПОС-61	1 пайка	Кг	0,00021	250	0,053
	Флюс ФкСП	1пайка	Кг	0,00016	250	0,04
	Спирто бензин	1пайка	л	0,0005	250	0,13
3.Лакиро вание	Лак УР-231	На 1м2	Кг	0,20	0,019	0,004
ИТОГО
Припой ПОС-61	на изделие	Кг	0,088
Флюс ФкСП	на изделие	Кг	0,08
Спирто-бензин	на изделие	Л	0,17
Лак УР-231	на изделие	Кг	0,004

Таблица 2 – Расчет стоимости покупных комплектующих деталей

Наименование	Тип, марка	Ед. изм	Общ. кол-во шт.	Цена за Ед.изд.,руб	Общая стоимость
Резисторы	МЛТ	-	29	2	58
Диоды	КД522А	-	9	3	27
Диодный мост	КС	-	2	20	40
Конденсатор оксидный	К50-3б	-	5	25	125
Конденсатор	К-73		7	20	140
Микросхемы	564ЛА7	-	1	60	60
Транзисторы	КТ815	-	1	50	50
	П701А	-	3	50	150
Трансформатор		-	1	140,00	140,00


Итого		790
Транспортные расходы 10%	79
ИТОГО:	806,10

Таблица 4 – Плановая калькуляция для Функционального генератора

Статьи затрат	Сумма затрат (руб.)	Обоснование Расчета
1.Сырье и материалы	128.22	Т.1
2.Покупные комплектующие изделия	806.10	Т.2
3.Основная зарплата	104.72	Т.3
4.Дополнительная заработная плата	10.47	Т.3
5.Отчисление на социальное страхование	39,16	Ст.5
6.Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования	104.72	Ст.6
7.Цеховые расходы	209.44	Ст.7
Итого Цеховая себестоимость	1402,81
8.Общезаводские расходы	167.55	Ст.8
Итого Производственная себестоимость	1570,36
9.Внепроизводственные расходы	319,07	Ст.9
Полная себестоимость	1601,61

PAGE \* MERGEFORMAT40

Проектирование дистанционного управления