Модернизация блока управления аппарата искусственной вентиляции легких Спирон201 (стр. 16 из 18)
В состав устройства входят три блока: блок ручного управления, блок индикации и блок формирования сигналов.
Рисунок 3.1 Блок-схема устройства для испытания
Блок ручного управления состоит из набора переключателей и кнопок, служащих для задачи дискретных сигналов на шине адреса и шине данных для подачи некоторых дискретных сигналов.
Блок индикации и блок формирования сигналов представляют собой печатные платы, которые закреплены на крышке при помощи стоек. На печатных платах установлены электронные компоненты, кнопки, переключатели и соединитель типа СНП 58–84/95x9Р-20–2-В, предназначенный для подключения тестируемых устройств.
Блок индикации представляет собой набор дискретных светодиодов. Он служит для отображения информации на шине адреса, шине данных и для отображения слово состояния микропроцессора.
Блок формирования сигналов служит для формирования сигнала записи и чтения и готовности общей шины.
Технические характеристики:
Среднее потребление находится в пределах 2,5 Вт
Питание блока осуществляется стабилизированным напряжением +5В
Габаритные размеры 182х296х76
3.2 Описание электрической схемы
В состав блока индикации входят регистр защелка и буферное устройство.
Регистр защелка реализован на триггерах D11, D12 и светодиодах VD1-VD8. Он служит для отображения слово состояния основного микропроцессора испытуемой платы.
Буферное устройство реализовано на микропроцессорах D13, D16 и светодиодах VD9-VD32. Оно служит для отображения состояния сигнала, наличия уровня логической «1» или логического «0» на шине адреса и шине данных.
Блок формирования сигналов реализован на триггерах D10, D19, D20, цифровых компараторах D3 – D6 и шинных формирователях D1, D2, D7, D8, D17, D18. Триггеры служат для формирования сигнала записи и чтения и готовности общей шины. Цифровые компараторы служат для сравнения цифровой комбинации заданной ручным управлением и сигналов на шине адреса. Шинные формирователи служат для переключения направления выдачи сигналов от переключателей на шине адреса и шине данных.
Блок ручного управления состоит из набора кнопок и переключателей.
Переключатели S16 – S31 служат для задания адреса на общей шине. Переключатели S8 – S15 служат для задачи данных (логических уровней сигналов данных) на шине данных.
Кнопка S4 служит для формирования сигнала «Cинхронизация».
Тумблеры S5 и S6 предназначены для переключения режимов записи и чтения.
Кнопка S7 служит для формирования импульса для пошагового управления.
Тумблер S3 служит для формирования сигнала готовности
Распайка соединителей пульта
3.3 Методика испытания устройства для испытания
Данное устройство может работать в двух режимах: статическом и динамическом.
3.3.1 Работа в динамическом режиме:
Для проверки функционирования дискретных выходов на сопроцессоре I8025 соединяем элементы испытания по схеме 3.3.1.
Схема соединения 3.3.1
В разъем Х10 вставляем ПЗУ1 с тестовой программой. Кнопка «Реж.» на устройстве испытания находится в отжатом состоянии. Это означает, что переключатели шины адреса «ПКША» и шины данных «ПКШД» отключены от шины адреса и шины данных соответственно.
После соединения устройства испытания с микроконтроллером по данной схеме включаем устройство в сеть. Затем переключаем тумблер в положение «Вкл.» В результате чего загораются три светодиода «+5В», «+12В», «-12В». Это означает что, стоящий в устройстве испытания блок питания преобразовал питание сети в +5В, +12В и –12В. При подаче напряжения сопроцессор I8025А микроконтроллера начинает работать по тестовой программе записанной в ПЗУ1. На индикаторах «ША» и «ШД», расположенных на устройстве испытания мы видим прохождение теста «Бегущая единица», т.е. последовательное загорание светодиодов от 0 до 15 на «ША», а затем светодиодов от 0 до 7 на «ШД». Следующий тест, который автоматически следует за первым, называется «Бегущий ноль», т.е. все светодиоды «ША» и светодиоды «ШД» горят, а затем поочередно начинают гаснуть. Прохождение тестов «Бегущая единица» и «Бегущий ноль» означает исправную работу сопроцессора I8025А
Для проверки функционирования дискретных выходов на микропроцессоре I8255А и правильности функционирования элементов микроконтроллера: I8080A, I8251A, I8253A соединяем элементы испытания по схеме 3.3.2.
Схема соединения 3.3.2
В разъем Х.5 вставляем постоянное запоминающее устройство ПЗУ1 с тестовой программой. Кнопка «Реж.» на устройстве испытания находится в отжатом состоянии. Далее, после подачи напряжения мы наблюдаем прохождение тестов «Бегущая единица» и «Бегущий ноль», как и в первом случае
Случай, когда эти тесты не прошли, будет рассмотрен в пункте 3.3.2.
Далее идет проверка I8259; I8253A(1); I8251A; I8253A(2).
В случае правильности прохождения теста загораются все светодиоды на «ША», а светодиоды на «ШД» мигают с интервалом 1 с. В случае ошибки, на светодиодах «ША» выставляется адрес элемента (см. табл. 3.3.1), в котором произошла ошибка, а на «ШД» выставляется код ошибки: 1Н – ошибка записи, 2Н – ошибка чтения.
Таблица 3.3.1
| Наименование элемента | Адрес элемента |
| I8255A | 1Н |
| I8251A | 2Н |
| I8253A(1) | 4Н |
| I8259 | 8Н |
| I8253A(2) | 10Н |
| I8255A | 11Н |
После того, как произошла ошибка, и было определено где, мы собираем схему 3.3.3.
3.3.3 Схема соединения
Кнопка «Реж.» нажата. Это означает, что переключатели «ПКША» и «ПКШД» подключены к шинам. Тумблер «ЗП.» опущен вниз, т.е. установлен режим записи. С помощью переключателей «ПКШД» выставляем слово, которое записывается во внешнее устройство. Далее нажимаем кнопку «Л», которая отключает только переключатели «ПКШД» от шины данных, а тумблер «Чт.» опускаем вниз, т.е. устанавливаем режим чтения. В результате чего на светодиодах «ШД» высвечивается результат чтения.
3.3.2 Статический режим
В том случае если не прошли тесты «Бегущая единица» и «Бегущий ноль» собираем схему 3.3.4.
Схема соединения 3.3.4
В этом случае устройство испытания подключается к микропроцессору I8080А микроконтроллера с помощью кабеля с клипсой. При этом нужно отсоединить сигнал RDY (ножка 23) от цепи и присоединить сигнал готовность от устройства испытания через кабель. Переключатели «ПКШД» и «ПКША» нажаты. Тумблеры «Зп.» и «Чт.» подняты, т.е. режимы записи и чтения не используются.
После установки тестового ПЗУ2 и включении питания мы можем контролировать в пошаговом режиме выполнение тестовой программы микропроцессора I8080А. Кнопки «Гт.» и «Синх.» в нажатом положении.
При каждом нажатии кнопки «Ш» (шаг) выполняется один цикл команды. На светодиодах «ША» высвечивается адрес выполняемой команды, а на светодиодах «ШД» высвечивается код выполняемой команды. При этом на светодиодах «СС» (слова состояние) высвечивается код, который соответствует состоянию микропроцессора в данном цикле выполнения команд.
4.1 Экономическое обоснование модернизации блока управления аппарата искусственной вентиляции легких «Спирон – 201)
Целью данного расчета является выявление актуальности и целесообразности изготовления нового вида продукции, расчет выгоды от внедрения его в производство, а также определения преимуществ и возможных недостатков по сравнению с базовым образцом. В задачу расчета входит:
– определение всего объема затрат на изготовление и проектирование нового вида продукции, вычисление ориентировочной цены изделия и сравнение ее с базовой;
– расчет затрат, связанных с эксплуатацией нового оборудования;
– определение условно-годовой экономии.
4.2 Расчет капитальных затрат.
Затраты на разработку и изготовление нового образца изделия и внедрение его в производство определяют по формуле:
Квн=Зпк+Зтех+Зин+Зко+Зис+Зкд, (4.2.1)
где,
Зпк – затраты на проектирование и конструирование нового изделия;
Зин – затраты на изготовление нового изделия;
Зтех – расходы на разработку технологических процессов;
Зко – расходы на конструирование и изготовление техоснастки;
Зис – расходы на испытания;
Зкд – расходы на корректировку технологической документации;
Затраты определим методом прямого счета. Этот метод предполагает подробный расчет всех составляющих затрат на разработку и изготовление нового изделия.
Затраты на конструкторскую разработку. Затраты на проектирование Зпк могут быть определены в соответствии с нормами времени и расценками на все виды проектно-конструкторских работ по формуле:
Зпк=Тк Чс (4.2.2)
где,
Тк – трудоемкость ПКР, чел./ч;
Чс – стоимость одного чел./руб.
Трудоемкость ПКР можно определить по формуле:
Тк=åtk×A×Kki×Kri, [чел./ч], (4.2.3)
где,
tk-трудоемкость ПКР на определенный формат чертежа чел./ч
А – число чертежей (листов) соответствующего формата;
Кki,Кri-коэффициенты новизны и сложности.
Таблица 1. Коэффициенты для расчета трудоемкости конструкторских работ