Для проектирования печатной платы необходимо иметь схему электрическую принципиальную, перечень элементов и данные о размерах и форме каждого элемента.
Материал основания ПП выбирают по ТУ на материалы конкретного вида и ГОСТ 10316-78, с учетом электрических и физико-механических параметров ПП во время и после воздействия механических нагрузок, климатических факторов и химических агрессивных сред в процессе производства и эксплуатации, обеспечения автоматизации процесса установки ЭРЭ.
При выборе материала основания печатной платы обращают внимание на следующие обстоятельства:
– предполагаемые механические нагрузки (вибрации, удары);
– класс точности ПП (расстояние между проводниками);
– условие эксплуатации;
– стоимость и др.
Печатная плата (ПП) таймера выполнена из фольгированного стеклотекстолита СФ2‑35‑1,5 (35 мкм толщина фольги, 1,5 мм толщина печатной платы) ГОСТ 10316-78, который применяется для двусторонних печатных плат (ДПП). В стеклотекстолитах в качестве основы используют стеклоткань, пропитанную эпоксидной смолой. Стеклотекстолит более качественный материал, чем гетинакс, но более дорогой и труднообрабатываемый (быстро затупляет острые кромки инструментов – сверла и т.д.).
Печатная плата таймера изготовлена комбинированным позитивным методом. Комбинированный позитивный метод используется для получения двусторонних печатных плат. На заготовку из фольгированного диэлектрика наносится фоторезистивный печатный рисунок. Затем наносится лаковая рубашка, сверлятся монтажные и переходные отверстия и производится их химическое меднение. Далее удаляется лаковая рубашка и производится гальвоническое меднение. После этого наносится защитное покрытие, удаляется фоторезистор, травится печатный рисунок, и в конце производится пайка выводов электрорадиоэлементов.
По точности выполнения печатных элементов конструкции (проводников, контактных площадок) ПП имеет 3 класс точности. Этот класс точности применяется для ПП с микросборками и микросхемами, имеющими штыревые и планарные выводы, а также с безвыводными ИЭТ при средней и высокой насыщенности поверхности ПП навесными элементами. Класс точности выбирается по ГОСТ 23751-86.
Исходным параметром при конструировании ПП является шаг координатной сетки (основной шаг – 2,5 мм, допускается шаг – 1,25 и 0,625мм). Координатная сетка определяет размещение навесных и печатных элементов на плате, а также требования к техническому оборудованию, оснастке и контрольно-испытательной аппаратуре.
Все центры монтажных, переходных и крепежных отверстий следует располагать в узлах координатной сетки. Если в конструкции элемента отсутствуют выводы, расстояние между которыми кратно шагу координатной сетки, то в узле сетки располагают центр одного отверстия, принятого за основное. Шаг координатной сетки печатной платы таймера равен 1,25 мм.
Размеры печатной платы должны соответствовать ГОСТ 10317-79. Размеры печатной платы таймера составляют 95х40 мм.
Допуски на линейные размеры сторон печатной платы должны соответствовать установленным ГОСТ 25346-89 и ГОСТ 25347-82.
Форма печатной платы, разрабатываемого модуля является прямоугольной. Стороны прямоугольной печатной платы должны быть параллельны линиям координатной сетки.
Маркировку ПП располагают на свободном месте платы с одной или двух сторон. При маркировке способом, которым выполняется проводящий рисунок ПП, допускается применять любой шрифт. При этом в технических требованиях (ТТ) чертежа способ маркировки не указывают. Маркировку располагают на чертеже с одной или двух сторон. Она разделяется на основную и дополнительную.
Основную маркировку наносят в обязательном порядке, в нее входят:
– обозначение ПП или ее шифр (выполняют шрифтом не менее 2,5 мм, все остальные маркировочные символы, приведенные ниже, – шрифтом не менее 2 мм);
1) дату изготовления ПП (год, месяц);
2) порядковый номер изменения чертежа ПП, изменения которые связаны только с рисунком элементов печатного монтажа.
Дополнительную маркировку наносят при необходимости. Она включает:
1) порядковый или заводской номер ПП;
2) позиционное обозначение ЭРЭ;
3) обозначение первого вывода ЭРЭ;
4) обозначение вывода полярного ЭРЭ (знак « + »);
5) цифровое изображение контрольных точек;
6) клеймо ОТК и др.
Для защиты печатной платы от пыли печатные проводники и контактные площадки покрывают сплавом РОЗЕ ТУ6-09-4065-75.
Трассировки ПП была осуществлена с помощью средства автоматизированного проектирования (САПР) с программой P-CAD2002.
4. ОХРАНА ТРУДА И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ: РЕАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ ЭРГОНОМИЧЕСКОЙ СОВМЕСТИМОСТИ РАБОТНИКА (ОПЕРАТОРА) И ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА
Технологический прогресс и широкое внедрение в производство информационных технологий значительно изменяют содержание и условия труда, что является предпосылкой для облегчения труда человека, освобождения его от выполнения однообразных трудоемких ручных операций, и вместе с тем приводит к появлению новых факторов, негативно влияющих на организм работников, среди которых на первое место выходит повышенная напряженность труда, обусловленная высокими требованиями к уровню психической деятельности человека. По этой причине внедрение в производство новых технологий может быть успешно реализовано и дать положительный эффект лишь при достаточно полном учете характера все усложняющихся связей между человеком и техническим окружением, всестороннем учете возможностей человека (человеческого фактора), его физиологических, психологических, антропометрических, эстетических и других свойств. Исследование и использование связей, реально имеющих место в системе «человек – производственная среда», является предметом эргономики — науки о труде во всей его сложности и многообразии.
Термин «эргономика» в переводе с греческого языка означает «закон работы» (от греч. ergon – работа и nomos – закон). Эргономика занимается комплексным изучением и проектированием трудовой деятельности с целью оптимизации орудий, условий и процесса труда, а также профессионального мастерства. Ее предметом является трудовая деятельность, а объектом исследования – системы "человек – орудие труда – предмет труда – производственная среда". Эргономика изучает вопросы оптимального распределения и согласования функций между человеком и машиной, на основании чего проектируется процесс деятельности человека, его функции, обосновываются оптимальные требования к техническим средствам и производственной среде [15].
Система «человек – техническое средство – производственная среда» (или «человек – машина») может работать надежно, эффективно и с минимальным риском для здоровья человека при обеспечении информационной, антропометрической, биофизической, энергетической, технико-эстетической и других совместимостей характеристик технического средства, производственной среды с психофизиологическими и другими свойствами и особенностями человека.
Человека, работающего с помощью машины, будем называть оператором. Ввиду того что именно этот тип деятельности является основным предметом эргономического исследования, рассмотрим его психофизиологическую сущность более подробно.
Наиболее характерной чертой деятельности оператора является то, что он лишен возможности непосредственно наблюдать за управляемыми объектами и вынужден пользоваться информацией, которая поступает к нему по каналам связи. Деятельность человека, совершаемая не с реальными объектами, а с их заместителями или имитирующими их образами, называют деятельностью с информационными моделями реальных объектов.
Информационная модель – совокупность информации о состоянии и функционировании объекта управления и внешней среды. Она является для оператора своеобразным имитатором, отражающим все существенно важные для управления свойства реальных объектов, т.е. тех источников информации, на основе которого он формирует образ реальной обстановки, производит анализ и оценку сложившейся ситуации, планирует управляющие воздействия, принимает решения, обеспечивающие правильную работу системы и выполнение возложенных на нее задач, а также наблюдает и оценивает результаты их реализации.
Объем информации, включенной в модель, и правила ее организации должны соответствовать задачам и способам управления. Физически информационная модель реализуется с помощью устройств отображения информации. Наиболее существенной особенностью деятельности человека с информационной моделью является необходимость соотнесенья сведений, получаемых с помощью приборов, экранов, табло как между собой, так и с реальными управляемыми объектами.
Именно на основании соотнесенья этих сведений строится вся деятельность оператора. Рассмотрим основные этапы деятельности оператора при решении определенной технологической задачи.
Первый этап – восприятие информации – процесс, включающий следующие качественно различные операции: обнаружение объекта восприятия; выделение в объекте отдельных признаков, отвечающих стоящей перед оператором задаче; ознакомление с выделенными признаками и опознавание объекта восприятия.
Второй этап – оценка информации, ее анализ и обобщение на основе заранее заданных или сформированных критериях оценки. Оценка производится на основе сопоставления воспринятой информационной модели со сложившейся у оператора внутренней образно-концептуальной моделью обстановки (системы управления). Концептуальная модель представляет собой продукт осмысливания оператором сложившейся ситуации с учетом стоящих перед ним задач. В отличие от информационной модели она относится к внутренним психологическим способам - средствам деятельности оператора [16].