Меню

Поиск

Цветная стереотелевизионная камера

Следовательно, Iпотр = 0,04 А.

3) Цепь +15 В

CD4052 – 50 мкА Þ 50 ´ 10-6 ´ 15 ´ 2 = 0,0015 Вт

3SK133 – 2 мА Þ 2 ´ 10-3 ´ 15 ´ 2 = 0,06 Вт

Pпотр = 0,0615 Вт

Следовательно, Iпотр = 4,1 ´ 10-3 А.

В итоге, можно сделать вывод, что суммарные токи потребления и, соответственно, мощности не превышают допустимых для стандартного блока питания, используемого в цветной видеокамере SONY, значит, можно его применить в качестве блока питания в нашей разработке.

6. Разработка конструкции.

Все функциональные блоки телекамеры располагаются на двусторонней печатной плате размером 155´90 мм. Миниатюризация достигается за счет применения современной элементной базы фирмы SONY. Элементы схемы устанавливаются на обеих сторонах платы. Разводка цепей питания и общего производится проводниками по возможности более широкими, чем сигнальные цепи.

Плата крепится пятью шурупами к основной части корпуса, которая имеет соединительные струбцины, так, чтобы выходной разъем, разъем питания, светодиод и выключатель попали в соответствующие вырезы корпуса. Плата закрывается верхней крышкой, которая скрепляется с нижней шестью винтами диаметром М3.

Корпус выполнен из металла, окрашен в черный или белый цвет. Толщина стенок корпуса – 1 мм.

В конструкции предусмотрены выключатель и светодиод, который загорается при включении питания. Выходной разъем X1 представляет собой стандартный разъем для подключения к компьютеру. При необходимости может поставляться переходник.

Телекамера жестко крепится на бинокулярном микроскопе при помощи металлического соединителя и фиксирующей муфты.

Конструкция телекамеры позволяет защитить электрическую схему от внешних воздействий, но различные динамические воздействия, а также повышенная температура и влажность могут вывести ее из строя, поэтому в руководстве по эксплуатации вводится пункт о бережном обращении с телекамерой.

Телекамеры с механическими повреждениями корпуса и печатной платы в гарантийный ремонт не принимаются.

7. Расчет надежности.

Надежность – это свойство прибора безотказно функционировать в течение заданного времени в определенных эксплуатационных условиях. Ориентировочный расчет надежности заключается в нахождении интенсивности отказов устройства l (рис. 7.27), времени безотказной работы Т, а также вероятности безотказной работы в течение времени t [19].

Зависимость интенсивности отказов устройства l от времени.

Рисунок 7.27.

Первоначально для расчета надежности необходимо принять модель отказов электрорадиоэлементов. В радиоэлектронной аппаратуре моменты отказов формируют поток сл3ча6ых событий (поток отказов). Отказы, возникающие н6а этапе нормальной работы устройства, являются внезапными, не связанными со старением и износом. Поток внезапных отказов хорошо описывается моделью простейших отказов, для которой характерны свойства ординарности, стационарности и отсутствие последействия.

Свойство ординарности заключается в невозможности появления двух и более отказов в единичном интервале времени про сравнению с вероятностью появления одного отказа и выполняется для первичных отказов. Стационарность потока характеризуется постоянством среднего числа отказов в единичном интервале вре6мени, а отсутствие последействия – независимостью появления отказов в единичном интервале времени от появления отказов во всех предшествующих интервалах t.

Вероятность безотказной работы элемента рассчитывается по формуле:

Р (l) = exp {- ò l (t) d t},

где l (t) – функция интенсивности отказов. Так как в период нормальной работы интенсивность отказов можно считать постоянной во времени, то выражение можно представить в виде:

l (t) = const, P (l) = exp {- l t}.

Дальнейший расчет производится при следующих допущениях:

1) все однотипные элементы равноценны;

2) поток отказов простейший;

3) все элементы работают в нормальном режиме;

4) отказ любого элемента ведет к отказу всей системы, то есть проектируемое устройство считаем последовательным с точки зрения надежности.

Последовательное соединение элементов по надежности.

l 1

l 2

l N

Рисунок 7.28.

Учитывая независимость отказов элементов, вероятность безотказной работы устройства равна:

N N

Р (t) = П Pi (t) = П e-tli = e-tSli = e-tl,

i=1 i=1

где Р (t) – вероятность безотказной работы i-го элемента; li – интенсивность отказа i-го элемента; N – количество элементов данного типа. Таким образом, расчет надежности устройства сводится к вычислению суммарной средней интенсивности отказов. Для системы, имеющей К типов элементов, получим:

lS = S Ni li,

i=1

где lS - интенсивность отказов сей системы; Ni – число элементов одного типа. Данные расчетов интенсивности отказов элементов приведены в таблице 7.2.

Расчет интенсивности отказов элементов.

Наименование

Количество

li , отказ./час

Ni li, час-1

Микросхемы

10-7

27 ´ 10-7

Резисторы

138

2 ´ 10-8

296 ´ 10-8

Конденсаторы

132

10-7

132 ´ 10-7

Соединение пайкой

1328

5 ´ 10-8

6640 ´ 10-8

Разъем

10-5

2 ´ 10-5

Транзисторы

10-7

8 ´ 10-7

Диоды

10-7

12 ´ 10-7

Таблица 7.2.

Общая интенсивность отказов устройства:

lS = 1,072 ´ 10-4 час-1.

Время безотказной работы:

Т = 1 / lS = 9323 часов.

Зависимость вероятности безотказной работы Р (t) дана в таблице 7.3.

Зависимость вероятности безотказной работы от времени.

t, час.

200

1000

2000

3000

4000

8000

Р (t)

0,97

0,83

0,69

0,57

0,47

0,22

Таблица 7.3.

Как видно из таблицы, разрабатываемое устройство обладает удовлетворительной надежностью. Определяют общую интенсивность отказов коммутационные элементы, надежность же электронной части высока благодаря применению интегральных микросхем, безотказность которых приближена к безотказности одного элемента, а их реализуемые функции позволяют минимизировать число элементов в целом.

8. Технико-экономическое обоснование научно-технического проекта «Цветная стереотелевизионная камера» [17 ].

8.1. Концепция.

Человечество всю историю своего развития стремилось к отображению и максимальной визуализации окружающего мира. С началом развития фотографии люди стремились к созданию как можно более естественных и «живых» изображений за счет освещения экспозиции и т.п. С появлением кино задача не изменилась, хотя шаг к более полному и точному отображению объектов был сделан.

В 1950 году впервые было получено стереоизображение и разработаны первые методы получения и разделения стереопары. Эра стереовидения началась. И хоть основным по-прежнему остается обычное кино за счет дешевизны и простоты производства, но стереоизображения всегда неизменно привлекали людей.

Разрабатываемая камера предназначена для использования в стереомикроскопии, хотя область применения подобных устройств гораздо шире. В связи с тем, что данная камера является частью системы, прямых аналогов которой найдено не было, уровень конкурентоспособности не рассчитывается.

8.2. Краткое техническое описание системы.

Система состоит из стереомикроскопа, цветной стереотелевизионной камеры и соединителя, при помощи которого камера крепится к окулярам микроскопа.

По функциональной схеме разрабатываемая камера мало отличается от аналогичных систем, но, в отличие от них, применяется современная элементная база фирмы SONY и оригинальный метод формирования стереоизображения. В качестве датчиков изображения используются две ПЗС матрицы, разнесенные на оптический базис (65 мм), считывание сигналов производится поочередно с частотой 100 Гц таким образом, что в выходном сигнале имеется последовательность сигналов четных и нечетных полей двух кадров стереопары (см. подробнее раздел «Разработка технических требований», пункт «Метод формирования цветного стереоизображения»).

Таким образом, при подсоединении камеры при помощи соединителя к микроскопу, имеющему оптическую систему с формированием стереоизображения непосредственно для глаз, мы можем формировать видеоизображение наблюдаемого в микроскоп объекта, причем при воспроизведении данного изображения и применении нескольких комплектов стереоочков для наблюдения в качестве наблюдателей могут выступать одновременно несколько человек. Кроме этого, сформированное изображение можно транслировать или записывать, как любой другой видеосигнал, что является неоспоримыми достоинствами системы.

8.3. Рынок и план маркетинга.

В настоящее время видеосистемы очень многообразны и разноплановы. Разрабатываемая система так же может быть применена в различных областях науки и сферах производства.

Рынок потенциальных потребителей можно сегментировать следующим образом:

1) научно-исследовательские лаборатории и научно-исследовательские институты различных профилей;

2) медицинские учреждения (лаборатории);

3) производство, где необходимо наблюдение за обработкой или процессом в стереорежиме в местах, не доступных человеку;

4) сфера бытовой видеосъемки.

В настоящее время подобная видеосистема может быть конкурентоспособной во всех вышеперечисленных областях.

При выборе ценовой политики необходимо учитывать, что данная система ранее не находила широкого применения, особенно в производственных областях. Поэтому цена системы будет основываться на реальной стоимости ее производства. В данном проекте будет рассматриваться ценообразование только стереотелевизионной камеры.

Для продвижения товара на рынке используется реклама в газетах, специальных изданиях и глобальной информационной сети Internet, для заинтересовавшихся лиц проводятся демонстрации.

Осуществляется послепродажное обслуживание продукта, проводятся консультации по оптимизации использования продукта. Предоставляется гарантия на 1 год.

8.4. Производство.

Цель данного подраздела – описание процесса производства новой продукции и оценка производственных ресурсов, требующихся для организации и производства продукции.

Место расположения предполагаемого производства определяется исходя из:

1) возможности аренды на месте производственных помещений и необходимого технологического оборудования;

2) близости к потенциальным потребителям;

3) доступность для клиентов (незакрытые производства).

В качестве места расположения производства могут выступать различные научно-исследовательские институты (НИИ), медицинские учреждения и производства, выпускающие различную радиоэлектронную аппаратуру (РЭА).

Для организации технологического процесса сборки телекамер необходимо организовать или взять в аренду уже сформированный монтажный участок по сборке РЭА.

Все комплектующие являются покупными или заказываются на других участках, что позволяет избежать механических операций, а также минимизировать стоимость основных средств. Для расчета числа рабочих мест и стоимости необходимого оборудования надо знать технологический цикл сборки, который представлен в таблице 8.4..

Технологический цикл сборки.

Наименование операции

Необходимое оборудование

Время, мин.

Комплектовочная: скомплектовать узлы и детали согласно требованиям чертежа.

Монтажный стол

Монтажная: формовка радиоэлементов.

Полуавтомат для гибки и обрезки выводов

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

Новости

Мои настройки

Наверх