Комбинированное звуковое USB-устройство с функциями автономного MP3-плеера и поддержкой Bluetooth (стр. 9 из 17)
На фоне полной мобилизации усилий на разработку пакета Protel DXP компания Altium продолжает развивать свой второй пакет проектирования печатных плат PCAD. Эта система остается достаточно популярной в России, что скорее определяется привязанностью наших разработчиков к названию PCAD.
Программный пакет PCAD представляет собой набор следующих модулей:
Schematic – редактор принципиальных схем с возможностью использования иерархических структур;
РСВ – редактор топологий, поддерживает до 999 слоев, 11 из которых являются постоянными, в то время как остальные могут распределяться конструктором на сигнальные, экранные и несигнальные вспомогательные; трассировка может выполняться с помощью богатого набора интерактивного инструментария;
Library Executive – менеджер библиотек с интегрированной элементной базой, содержащей информацию о корпусах, условно-графических обозначениях и связи между ними.
Новая версия P-CAD 2004 позиционируется как средство комплексной разработки высокоскоростных систем на базе печатных плат и включает следующие новинки:
новый схемотехнический редактор с поддержкой многоканальных иерархических принципиальных схем;
новый автотрассировщик, основанный на топологическом алгоритме;
новый инструментарий интерактивной трассировки;
новые мощные средства построения проекта, которые значительно облегчают внесения изменений в него.
PCAD-2004 отличается удобством ведения проекта и мощными средствами навигации. Также реализованы возможности трассировки дифференциальных пар и полная интеграция со средствами разработки систем на базе ПЛИС, микроконтроллеров и микропроцессоров различных архитектур.
6.2 Разработка печатной платы устройства
При разработке печатной платы использовалась система автоматического проектирования PCAD-2004.
Сначала была создана база компонентов, используемых в разрабатываемом устройстве, описаны посадочные места и составлены условно-графические изображения компонентов. Для создания библиотеки элементов была использована утилита LibraryExecutive, входящая в состав PCAD-2004.
При создании компонентов необходимо учитывать их размеры и расположение выводов на корпусе. А для удобного отображения графической информации, такой как внешний вид печатной платы, с нанесенными печатными проводниками и переходными металлизированными отверстиями, нужно подобрать оптимальный масштаб.
Приведем размеры некоторых используемых компонентов (табл. 4):
Таблица 4. Размеры используемых элементов
| Элемент | Размеры, мм |
| AT91SAM7SE256 | 22 * 16 |
| F2M03MLA | 18.6 * 13.2 |
| NAND08GW3B2A | 12 * 20 |
| SG12864H | 75 * 52.7 |
| MAX1811 | 6.2 * 5 |
| Чип-резистор R 0805 | 1 * 2 |
| USB вход типа А | 12 * 20 |
Очевидно, что использование реальных размеров элементов проблематично, поэтому для удобства выберем масштаб 1:50.
После того как была создана библиотека компонентов, ее нужно подключить в других утилитах, а именно SchematicEditor и PCB, отвечающих за создание принципиальной электрической схемы и чертежа печатной платы разрабатываемого устройства.
После создания схемы подбираем формат для схемы, основываясь на ее размерах и необходимости использования не менее 60% выбранного формата. Для данной схемы подходит формат A1.
После создания принципиальной электрической схемы и проверки её на наличие ошибок генерируем список цепей при помощи пункта меню Utils→GenerateNetList. Список цепей сохраняется в файл, который затем нужно открыть в PCADPCB при помощи пункта меню Utils→LoadNetList.
Получим схему, на которой требуется, как можно рациональнее разместить, все компоненты устройства.
Для трассировки печатной платы нужно воспользоваться в PCADPCB пунктом меню Route→Autorouters.
Таким образом, получили двухстороннюю печатную плату с металлизированными монтажными и переходными отверстиями согласно заданной электрической принципиальной схеме.
Материал печатной платы должен обладать высокой механической прочностью, хорошими электроизоляционными свойствами, иметь высокую нагревостойкость, а также иметь высокую степень агдезии печатных проводников. Основным материалом печатных плат является стеклотекстолит. Стеклотекстолит обладает хорошими электроизоляционными свойствами, высокой механической прочностью и жесткостью, менее всего подвержен воздействиям химических реактивов при химическом методе изготовления печатной платы. Прочность сцепления проводящего покрытия с стеклотекстолитовым основанием высокая и плавно изменяется при повышении температуры. При изготовлении двухсторонних печатных плат на стеклотекстолитовом основании качественная металлизация отверстий не составляет трудности. Поэтому выберем в качестве материала для данной платы стеклотекстолит.
Несмотря на высокую стоимость, двусторонние печатные платы с металлизированными отверстиями характеризуются высокими коммутационными свойствами, повышенной прочностью соединения вывода навесного элемента с проводящим рисунком платы. Это позволяет уменьшить габаритные размеры платы за счет плотного монтажа навесных элементов.
7.1 Расчёт себестоимости устройства
7.1.1 Определение единовременных затрат
Для того, чтобы количественно показать экономическую эффективность разработки оценим срок окупаемости единовременных затрат на разработку платы.
Единовременные затраты связаны с проектированием. Устройство разрабатывается одним инженером-проектировщиком и одним инженером-программистом.
Этапы и производительность работ инженера–проектировщика указаны в табл. 5.
Таблица 5. Этапы работы инженера–проектировщика
| Номер этапа | Название этапа | Время, мес. |
| 1 | Получение технического задания, уяснение цели | 0.2 |
| 2 | Разработка технического предложения,работа с литературой | 0.5 |
| 3 | Разработка технического проекта | 0.5 |
| 4 | Разработка рабочего проекта | 1 |
| 5 | Разработка программы | 1 |
| 6 | Отладка | 0.5 |
| Итого | 3.7 |
Этапы и производительность работ инженера–программиста указаны в табл. 6.
Таблица 6. Этапы работы инженера–программиста
| Номер этапа | Название этапа | Время, мес. |
| 1 | Получение тех. задания, уяснение цели | 0.2 |
| 2 | Разработка алгоритма | 0.5 |
| 3 | Написание программы | 1 |
| 4 | Отладка | 0.3 |
| Итого | 2.0 |
Средняя зарплата обоих специалистов составляет 15 000 руб.
Накладные расходы составляют 80% от заработной платы инженеров.
В итоге единовременные затраты, затраты на проектирование платы контроллера составят:
ЕЗ = (15000.00 * 0.8 + 15000.00) * 3.7+(15000.00 * 0.8 + 15000.00) * 2.0 = 153900 руб.
7.2.1 Расчёт основной заработной платы
Для расчета основной заработной платы подсчитаем время, которое рабочий затратил на изготовление одного изделия (22 часа) и умножим на стоимость одного нормо‑часа Снч.
Рсд = Снч * Тшт, где Снч = 50 руб.
ЗПосн = S Рсд * (1+П/100) * (1+R/100),
где ЗПосн – основная заработная плата;
П – премия выплачиваемая рабочему, равная 25%;
R – районный коэффициент, равный 15%.
ЗПосн = 22 * (1+25/100) * (1+15/100) = 52.80 руб.
7.2.2 Расчет дополнительной заработной платы
Дополнительная заработная плата берется от основной заработной платы:
ЗПдоп=ЗПосн
(Н/100),где ЗПдоп – дополнительная заработная плата;
ЗПосн – основная заработная плата; Н - норматив 15%.
ЗПдоп = 52.80 * (15/100) = 7.92 руб.
7.3 Расчет материальных затрат
7.3.1 Расчет стоимости комплектующих изделий
Стоимости комплектующих изделий для платы котроллера приведены в табл. 7.
Таблица 7. Стоимость комплектующих изделий
| Наименованиеизделия | Марка изделия | Кол-во | Цена 1 шт., руб. |
| Микросхема | AT91SAM7SE256 | 1 | 219.18 |
| Микросхема | F2M03MLA | 1 | 1560.00 |
| Микросхема | NAND08GW3B2A | 320.00 | |
| ЖК дисплей | SG12864H | 1 | 1534.92 |
| Микросхема | MAX1811 | 1 | 44.20 |
| Микрофон | HMO0603A | 1 | 23.72 |
| Динамик | LPB 2515 | 2 | 73.03 |
| USB вход | USB A-1J | 1 | 7.37 |
| Аудио вход 3.5 мм | Гн.3.5 стерео5конт.металл | 2 | 6.17 |
| Кварцевый резонатор | DT-38T | 1 | 5.60 |
| Чип-резистор 0805 | R0805 16k7, R0805 330k,R0805-5 10k, R0805-5 1k,R0805-5 27R | 17 | 0.30 |
| NPO чип-конденсатор | NPO 0805 100 нФ,NPO 0805 1 нФ,NPO 0805 47 нФ,NPO 0805 15 пФ,NPO 0805 8.44 нФ,NPO 0805 76 нФ | 10 | 0.30 |
| X7R чип-конденсатор | X7R 0805 4.7 мкФ,X7R 0805 3.3 нФ,X7R 0805 0.1 мкФ | 4 | 0.30 |
| Клавиатурныйкнопочныйпереключатель | SKHHAJ | 7 | 4.63 |
| Кнопка вкл/выкл | SK-22D02-PG7 | 1 | 10.54 |
| Аккумулятор | BAT-MOTZ3 | 1 | 309.40 |
| Светодиод | AL-314B5C | 1 | 8.10 |
| Итого: 3053.33 руб. | |||
Стоимость изделия существенно сокращается при оптовых закупках комплектующих. Скидка при оптовых закупках на данные радиоэлементы составляет в среднем 30%, а на чип-резисторы и чип-конденсаторы – 50%. То есть при условии промышленного изготовления расходы на основные комплектующие составят 2137.33 руб.