Модернизация конструкции блока аппаратуры записи внутристанционной информации (ВСИ) боевой машины (БМ)9А331

Целью дипломного проектирования является разработка устройства, удовлетворяющего выше перечисленным требованиям.

 

 

3. Анализ патентной литературы по теме проекта

   Целью анализа патентной литературы является выявление аналогов, проектируемого блока устройства формирования траектории.

 В ходе анализа были просмотрены  следующие разделы патентов:

• G06 F 03/00, 03/06, 07/00, 13/38, 15/17 – Обработка цифровых данных с помощью электрических устройств (вычислительные машины, схемы интерфейсов для специализированных устройств ввода-вывода,
• G 08C 15/00, 15/06, 19/16 – Устройства, отличающиеся способом уплотнения для передачи нескольких сигналов по общему каналу связи.

В результате было выявлено несколько приближенных к теме проекта изобретений:

№ патента,	Название изобретения	Патентообладатель      (заявитель)
1564606	Многоканальное устройство для ввода-вывода информации	ВНИИ РАДИОАППАРАТУРЫ
2084017	Устройство для ввода информации	Пасеков Виктор Львович
2097825	Устройство ввода информации	ООО «ТРАНС-ПРИБОР»
93027790	Интерфейс для сопряжения вычислительной машины с внешними устройствами	Баранчук М.К. Куняев С.В. Кухаренко К.Л. Шкунденков В.Н.
97116904	Программируемое логическое устройство	ПВВКИКУ РВ, г.Пермь
1403055	Устройство для ввода информации	НАУЧНОЕ КТБ ФЕРРИТ
95108377	Устройство оперативной связи	Центральный научно-исследовательский испытательный институт.

 

 

Примечание: Документы, подлежащие сопоставительному анализу не выявлены.

В результате экспертизы установлено, что охранных документов на изобретения порочащих патентную чистоту, не обнаружено.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Маркетинговые исследования

 

Маркетинговое исследование – это систематический сбор, отражение и анализ данных о проблемах, связанных с маркетингом товаров и услуг. Такие исследования выполняются нейтральными организациями, деловыми фирмами или их агентствами для решения маркетинговых проблем, либо непосредственно специалистами предприятия, в зависимости от целей и задач исследования.

Необходимость маркетинговых исследований при разработке адаптера ВСИ является необходимым действием с целью определения конструкции модернизируемого объекта и его функциональных характеристик.

Как показывает анализ патентной частоты - аналогов данному устройству в России не существует. Это связанно с его спецификой применения.

Учитывая специфику применения в ТО-1 завода «ИЭМЗ Купол» маркетинговое исследование проводились самостоятельно, не пользуясь услугами исследовательских фирм. На предприятии имеется полный доступ к информации, постоянный сбор и хранение данных.

На начальном этапе модернизации устройства ВСИ были определены виды и объемы нужной информации, а также выбран метод сбора информации – опрос экспертов. Было отдано предпочтение открытому опросу, в качестве респондентов выбирались специалисты ТО-1.

В рамках проекта была создана экспертная группа в количестве трех человек. Тема опроса была сформулирована следующим образом: «Выявление необходимого набора технических характеристик устройства ВСИ».

Разработчиками проекта был составлен предварительный перечень                  основных технических характеристик и функций:

• максимальная длина кабеля системы «ПЭВМ - адаптер ВСИ»
• режим максимальной пропускной способности
• напряжение питания для периферийных устройств 
• максимальный ток, потребляемый периферийным устройством 
• одновременный сбор информации с группы машин

В таблице 4.1 представлены результаты экспертной оценки значимости функций.

Таблица 4.1

 

Перечень основных функций	Значения показателей (y)		Оценки экспертов А (по 10 бальной шкале)
	USB	Ethernet	Э1	Э2	Э3
Режим максимальной пропускной способности	480Мбит/с	100Мбит/с	2	1	2
Максимальная длина кабеля	5	500	9	10	10
Диагностика группы машин	-	+	9	8	9
Напряжение питания для периферийных устройств	5	5	7	8	6
Максимальный ток потребляемый периферийным устройством	500мА	300мА	6	7	5

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.2 - Значения весовых коэффициентов каждого эксперта по каждому параметру и средние значения весовых коэффициентов для каждого параметра.          

Перечень основных функций	Оценки экспертов А (по 10 бальной шкале)			Средний весовой коэфициент
	Э1	Э2	Э3
Режим максимальной пропускной способности	2	1	2	1,6
Максимальная длина кабеля	9	10	10	9,6
Диагностика группы машин	9	8	9	8,6
Напряжение питания для периферийных устройств	7	8	6	7
Максимальный ток потребляемый периферийным устройством	6	7	5	6

 

 

На основании выше приведенной таблицы определяются доминирующие показатели весовых коэффициентов.

Вывод: при модернизации устройства ВСИ  доминирующим показателем явилась длина кабеля передачи информации. При выборе аппаратного интерфейса предпочтение отдавалось Ethernet-стандарту. Его функциональные возможности позволят осуществлять контроль и диагностику при проведение учебно-боевых стрельб группы машин одновременно, что при проведении исследований явилось второй по значимости характеристикой.  

Проведенные маркетинговые исследования позволили определить конструкцию адаптера ВСИ.

 

 

5.Анализ схемы электрической принципиальной

Микросхемы DD1-DD7 используются в качестве фильтров прямоугольных импульсов окрашенных помехами поступающих со щитка ВСИ. Их передаточная характеристика представляет собой прямоугольную петлю гистерезиса.

Передаточная характеристика микросхем DD8-DD14 представляет собой схему с «открытым» коллектором, которая позволяет согласовать уровень сигнала на входе микроконтроллера DD15.

Микроконтроллер DD15 представляет собой кодирующее устройство которое упаковывает данные с щитка ВСИ на запись следующим образом:

- все входные данные сгруппированы  по четыре байта, т.е. каждое 12 или 18-разрядное слово любого канала  обмена или метка времени представлены 32-х разрядным словом;

- старшая тетрада первого байта  представляет собой маркерную  метку, которая показывает, к какому  каналу обмена (метке времени) относятся  текущий и три последующих  байта;

- общий поток данных упаковывается в блоки по 256 байт. Четыре последних байта являются словом, содержащим контрольную сумму для предыдущих 252 байт (контрольная сумма является 16-ти разрядной и считается по операции «исключающее ИЛИ» для каждой пары байт внутри каждых 252 байт).

Микросхема DD16 является преобразователем уровня ТТЛ в уровень программного интерфейса RS2323. Назначение DD16- выдача отладочной информации на монитор ПЭВМ.

Микросхема DD17 представляет собой регистр «защелку». Предназначена для «защелкивания» младшей части адреса при передаче информации по совмещенной шине адреса данных.

Микроконтроллер DD18 конвертирует данные для формата Ethernet и работает в двухстороннем направлении.

Микросхема DD19 предназначена для гальванической развязки цифровых сигналов передаваемых в сеть.

Микросхемы DD20-DD24 представляют собой схему функционального контроля адаптера ВСИ. Взаимосвязь микросхем представляет собой регистр сдвига. Сигналы поступающие с регистра сдвига на DD1-DD7 являются определенными для оператора ПЭВМ и поэтому подача таких сигналов взамен поступающим с щитка ВСИ позволяет произвести технологический и функциональный контроль адаптера ВСИ.

Вся информация поступающая на ПЭВМ декодируется с помощью ПО с последующим анализом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.Выбор элементной базы

 

Требования к применению комплектующих элементов на сегодняшний день выглядят следующим образом:

1. Комплектующие элементы, применяемые в устройстве, должны соответствовать современному уровню их развития и быть технически совместимыми по конструктивным, электрическим и эксплуатационным характеристикам.
2. Элементы должны применяться в условиях и режимах соответствующих требованиям, указанным в стандартах и ТУ на них.

Основной особенностью конструкции адаптера ВСИ является применение импортной элементной базы.

Согласно положению о порядке применения электронных модулей комплектующих изделий, электрорадиоизделий и конструкционных материалов иностранного производства в системах, комплексах, образцах вооружения и военной техники и их соответствия части РД В319.04.35.00-01.:

«п.6.7 Применение изделий и материалов иностранного производства в конрольно-проверочной аппаратуре, используемой для лабораторно-стендовой обработки, производственного и приемочного контроля образцов ВВТ, допускается на основании согласованного с военным представительством, аккредитованным на предприятии-разработчике образца ВВТ, решении главного конструктора образца ВВТ.»

Применение импортной элементной базы существенно уменьшает габариты изделия, повышает его надежность за счет меньшего количества элементов и упрощает схемотехническое решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

7.Обоснование выбора компоновки адаптера ВСИ

 

Под компоновкой обычно понимают взаимную ориентацию изделий относительно друг друга в ограниченном пространстве .

При компоновке адаптера ВСИ необходимо учесть то, что он устанавливается в операторский отсек боевой машины БМ9А331 и БМ9А331М, на место крепления коаксиальных кабелей базовой модели устройства записи ВСИ. Конструкция корпуса адаптера представляет собой блок прямоугольной формы с габаритами125х46х63мм. Составные детали корпуса адаптера ВСИ являются оригинальными, но выполненными из профильных материалов.

Плата адаптера крепится внутри корпуса в четырех точках, что придает ей жесткую фиксацию и предохраняет от внешних механических воздействий. Расстояние от корпуса до платы, а также малый ток потребления микросхем позволяет обеспечить нормальный тепловой режим.

Адаптер ВСИ крепится непосредственно в разъем вилки РП на щиток ВСИ и фиксируется с помощью оригинальных винтов обеспечивающих неподвижность изделия.

Для предохранения устройства записи ВСИ от механических воздействий применены дополнительные меры защиты в виде установки деталей на корпус выполненных из ударопоглащающих материалов.

Устройство является универсальным. Универсальность устройства заключается в его адаптации без внешнего изменения конструктива к БМ9А331 и БМ9А331М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.Выбор конструкции корпуса адаптера ВСИ

 

В процессе разработки конструкторской документации на корпус радиоэлектронных средств важное значение имеют сроки и трудоемкость выполнения предполагаемых работ. В связи с этим, при конструировании необходимо применять различные виды конструктивной преемственности: типизацию, агрегатирование, нормализацию, унификацию и стандартизацию.

Типизация – метод стандартизации, заключающийся в рациональном сокращении видов объекта путем установления некоторых типовых, выполняющих большинство функций, объектов данной совокупности и принимаемых за основу при создании нового объекта.