Система для проверки микросхем методом сигнатурного анализа

Содержание:

 

1.     Введение

2.     Постановка задачи

2.1. Назначение системы

2.2. Анализ исходной проектной ситуации

2.3. Перечень основных функций, подлежащих реализации.   

2.4. Основные технические параметры

2.5. Требования к персональному компьютеру и системе

2.6. Требования к интерфейсу пользователя

3.     Проектирование структуры системы

4.     Выбор технических средств реализации

5.     Описание принципиальных схем

6.     Описание конструкции системы

7.     Инструкция по эксплуатации

8.     Экономическая часть

9.     Вопросы охраны труда и техники безопасности

10. Заключение

11.  Литература

12.  Приложения

1.      Введение

Заводы и предприятия, выпускающие радиодетали (и в частности - микросхемы), после изготовления, но до отправки готовой продукции на склад, подвергают их контролю на работоспособность, а также соответствие техническим условиям и параметрам ГОСТ. Однако, радиодетали, даже прошедшие ОТК на заводе-изготовителе, имеют некоторый процент отказа в процессе транспортировки, монтажа или эксплуатации, что влечет за собой дополнительные затраты рабочего времени и средств для их выявления и замены (причем большую часть времени занимает именно выявление неисправных деталей).

Особенно важна 100% исправность комплектующих деталей при сборке ответственных узлов управляющих систем, когда неисправность какой-либо одной детали может повлечь за собой выход из строя других деталей, узлов, а возможно, и всего комплекса в целом.

Для обеспечения полной уверенности в работоспособности той или иной радиодетали, необходимо проверять ее на исправность непосредственно перед сборкой узла или изделия (“входной контроль” на заводах и предприятиях, занимающихся производством радиоэлектронных устройств). Если большинство радиодеталей можно проверить обычным омметром (как, например, резисторы или диоды), то для проверки интегральной микросхемы (ИМС) требуется гораздо больший ассортимент оборудования.

В этом плане хорошую помощь могло бы оказать устройство, позволяющее оперативно проверять работоспособность ИМС, с возможностью проверки как новых (подготовленных для монтажа), так и уже демонтированных из платы микросхем. Очень удобна проверка микросхем, для которых конструктивно на плате изделия предусмотрены колодки. Это позволяет производить достаточно быструю проверку радиодетали, сведя риск ее выхода из строя к минимуму, поскольку в этом случае полностью исключается ее нагрев и различные механические повреждения при монтаже/демонтаже.

Существуют некоторые методы маркировки радиодеталей, отличающиеся от стандартных (к примеру, в случае, когда их выпуск и сборка готовых изделий производится на одном и том же заводе; при этом часто используется сокращенная или цветовая маркировка). Не исключением являются и микросхемы, что сильно затрудняет определение их типа. Такая маркировка обусловлена упрощением (и, как следствие, удешевлением) технологического процесса производства радиодеталей. В этом случае определение возможно с помощью того же устройства, функции которого сведены к определению типа микросхемы методом сигнатурного анализа.

В настоящее время на заводах и предприятиях достаточно широкое распространение получили персональные IBM-совместимые компьютеры. Поскольку задача тестирования и определения типа методом сигнатурного анализа микросхем требует наличия интеллектуального устройства для выполнения алгоритма тестирования и базы данных, содержащей информацию по микросхемам, целесообразно проектировать именно приставку к компьютеру, подключаемую через внешний порт, а не отдельное самостоятельное устройство. Это обусловлено наличием в стандартном комплекте IBM-совместимого компьютера многих компонент, необходимых для решения данной задачи (микропроцессора, составляющего основу компьютера; жесткого диска, предназначенного для хранения информации; внешних портов ввода-вывода - последовательных COM1, COM2 и параллельного LPT; клавиатуры и дисплея - для ввода и вывода информации соответственно).

2.                Постановка задачи.

2.1.        Назначение системы.

Целью данной работы является разработка относительно недорогого устройства, подключаемого к IBM-совместимому компьютеру, предназначенного для тестирования и определения типа методом сигнатурного анализа микросхем ТТЛ (серии К155, К555, К531, К1531) и КМОП (серии К176, К561, К1561) логики, позволяющее производить проверку всех статических режимов работы этих ИМС.

Проверка производится следующим образом:

К порту принтера (LPT) компьютера посредством кабеля подключается устройство. В колодку, выведенную на его корпус, вставляется испытуемая микросхема. На компьютере запускается программа поддержки. Она управляет выдачей сигналов в порт, которые в свою очередь поступают на входы микросхемы. Далее программа считывает данные с выходов микросхемы, анализирует считанные данные, сверяя их с табличными, и выводит на дисплей результат тестирования. При определении типа ИМС производится перебор всех известных для тестирования комбинаций (выполняется сигнатурный анализ), после чего осуществляется анализ поступивших данных и вывод результатов на экран.

                              

2.2.        Анализ исходной проектной ситуации.

Зачастую проверка микросхем (например, в радиомастерских), в связи с отсутствием широкодоступных и недорогих устройств такого класса, осуществляется по работоспособности того или иного изделия путем пайки или вставления в панель ИМС на плату данного изделия. Этот процесс занимает достаточно длительное время и не всегда может служить показателем полной исправности микросхемы (к примеру, когда микросхема исправна лишь частично).

Как показал поиск в технической литературе, а также во всемирной компьютерной сети InterNet, в настоящее время в нашей стране существуют более дорогие серийные аналоги подобного устройства, позволяющего производить проверку статических режимов работы различных логических микросхем.

Так, например, несколько лет назад выпускался испытатель цифровых интегральных схем LEAPER-1, предназначенный для определения работоспособности логических интегральных схем с количеством выводов до 16 путем их проверки на выполнение логической функции. Для подключения испытуемых ИМС в разных корпусах к прибору служат адаптеры и 2 соединительных устройства, смена комбинации сигналов производится переключателями, расположенными на его лицевой панели, смена типов микросхем выполняется при помощи перемычек. Основные технические данные прибора LEAPER-1:

 

Максимальное количество выводов испытуемой микросхемы - 16

Регулируемое напряжение питания тестируемой микросхемы- 1...30в

Потребляемый микросхемой ток - 0...60мА

Продолжительность непрерывной работы в рабочих условиях- 8час.

Напряжение питания устройства - сеть ~220в, 50Гц

Потребляемая от сети мощность, не более - 20Вт

 

Как видно из описания и характеристик прибора, его функциональные возможности по проверке сильно ограничены выпускающимся ассортиментом микросхем 90-х годов. Длительный процесс смены типа микросхемы и выставляемые вручную комбинации сигналов делают это устройство ныне морально устаревшим.

Ассортимент выпускаемых на данный момент микросхем ТТЛ и КМОП логики настолько велик, что делать устройство для тестирования каждого элемента в отдельности нерентабельно. Потому целесообразно, создавая устройство, интегрировать в нем проверку большого множества элементов, чтобы сделать его как можно более универсальным.

Данное устройство может с успехом применяться для проверки комплектующих микросхем на заводах, производящих их выпуск и сборку готовых изделий; в организациях, производящих ремонт бытовой техники, применяющих эти микросхемы; в любительской радиоэлектронике.

2.3.        Перечень основных функций, подлежащих реализации.

Проектируемое устройство должно выполнять 2 основные функции:

а) Тестирование микросхем.

Серия и тип испытуемой микросхемы известны. Микросхема считается исправной, если все ее контролируемые входные и выходные сигналы соответствуют имеющимся в базе данных (и соответствующим ТУ) для данного типа в течение некоторого промежутка времени, называемого временем тестирования.

б) Определение типа микросхем.

Тип испытуемой микросхемы заранее неизвестен, и целью анализа служит именно определение типа данной микросхемы. При этом  пользователь должен указать по меньшей мере напряжение питания данной микросхемы и выводы, на которые оно подается.

При проектировании необходимо учесть несколько ограничений, возникающих в процессе разработки:

1)  Различное номинальное напряжение питание микросхем (+5в ТТЛ и +9в КМОП);

2)  Разнообразное назначение выводов микросхемы (вход, выход, GND, +Uпит); не должно быть конфликтов в случае определения типа (при подаче потенциалов, предназначенных для входа микросхемы, на ее выход, когда тип микросхемы заранее неизвестен);

3)  Ограничение максимально потребляемого микросхемой тока (в случае проверки неисправной микросхемы);

4)  Преобразование ТТЛ-уровней LPT-порта в уровни, пригодные для тестирования микросхемы (min токи входов, max токи выходов и пр.);

5)  Недостаточная разрядность LPT-порта для тестирования отдельных микросхем логики;

6)  Возможность подачи +9в питания на микросхему с номинальным напряжением питания +5в при определении типа ИМС.

Необходимо учитывать возможность установки в панель для тестирования неисправной микросхемы, чтобы ни при каких условиях не допустить повреждения устройства, или тем более LPT-порта компьютера. Защиту можно организовать, вводя в блок питания аппаратное отключение напряжения питания, если ток потребления превысил максимально допустимые для ИМС параметры. Значение порога отключения желательно устанавливать программно. Также необходима гальваническая развязка вторичных цепей блока питания от сети переменного тока.

2.4.        Основные технические параметры.

Исходя из вышесказанного, сформулируем основные технические характеристики проектируемого устройства:

Максимальное количество выводов испытуемой микросхемы - 32

Логические уровни сигналов - КМОП, ТТЛ.

Номинальное напряжение питания микросхемы ТТЛ типа - +5в

Номинальное напряжение питания микросхемы КМОП типа - +9в

Регулируемое напряжение питания испытуемой микросхемы - +2...+9в

Шаг регулировки напряжения питания - не более 0.05в

Максимально допустимый потребляемый микросхемой ток - ~250мА

Разрядность ЦАП управления напряжением - 256

Разрядность ЦАП управления потребляемым током - 256

Точность измерения потребляемого микросхемой тока - ±1мА

Время 1-го шага тестирования - ~100мкс

Напряжение питания устройства - сеть ~220в, 50Гц

Максимально потребляемый от сети ток - 0.1А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5.        Требования к персональному компьютеру и операционной системе.

Для работы данного устройства необходим IBM-совместимый персональный компьютер на базе процессора Pentium3 или выше, имеющий в своем составе стандартный порт принтера (LPT). Для работы программы поддержки устройства необходима операционная система MS Windows версии не ниже 95.

2.6. Требования к интерфейсу пользователя.

Пользовательский интерфейс - это общение между человеком и компьютером. На практическом уровне интерфейс - это набор приемов взаимодействия с компьютером. Пользователи выигрывают от того, что понадобится меньше времени, чтобы научиться использовать приложения, а потом - для выполнения работы. Грамотно построенный интерфейс сокращает число ошибок и способствует тому, что пользователь чувствует себя с системой комфортнее. От этого, в конечном итоге, зависит производительность работы.

Потому пользовательский интерфейс необходимо проектировать так, чтобы было обеспечено максимальное удобство пользователям в работе с данной программой. Т.е. в программе должны быть заложены: 

·       подсказки, позволяющие пользователю принять решение в создавшейся ситуации;

·       интерактивная помощь (возможность ее вызова из любого места программы);

·       очевидность меню (простая формулировка, иерархическая структура, логическое соответствие пунктов и подпунктов);

·       возможность использования “горячих” клавиш; 

·       экстренный выход из программы. 

Некоторые программисты склонны оставлять дизайн интерфейса пользователя на потом, считая, что реальное достоинство приложения - его программный код, который и требует большего внимания. Однако часто возникает недовольство пользователей из-за неудачно подобранных шрифтов, непонятного содержимого экрана и скорости его прорисовывания, поэтому работу над интерфейсом также нужно воспринимать серьезно.

Формы - это строительные блоки интерфейса пользователя. Хороший дизайн форм включает нечто большее, чем просто добавление элементов управления и программирование процедур обработки событий. Чтобы создать хорошо спроектированную форму, вы должны уяснить ее назначение, способ и время использования, а также ее связи с другими элементами программы. Кроме того в приложении может находиться несколько форм, каждая из которых будет отображаться по мере необходимости. Одни пользователи широко используют многозадачность Windows, другие предпочитают работать только с одним приложением. Необходимо помнить об этом во время разработки интерфейса пользователя (UI) Вы должны максимально реализовать все возможности Windows, чтобы пользователи с любыми навыками работы могли эффективно применять созданное вами приложение.

Если интерфейс пользователя должен содержать несколько форм,  предстоит принять важное решение: какой использовать вид интерфейса - однодокументный (SDI) или многодокументный (MDI). В SDI-приложениях окна форм появляются совершенно независимо друг от друга. Однако, не имеет значения какой тип интерфейса SDI или MDI выбран; взаимодействие пользователя с формами происходит одинаково - посредством обработки событий, поступающих от элементов управления формы. Поэтому, если в вашем приложении предусмотрено несколько форм, программу необходимо написать так, чтобы у пользователей не было возможности нарушить  ход ее выполнения (например, у пользователя не должно быть средств вывести форму, для которой еще не готова информация).

Когда есть видимость работы приложения, пользователи более легко переносят длительное ожидание в работе программы. Один из способов информирования пользователя о ходе выполнения работы - использовать в форме индикатор процесса. Если обновлять записи базы данных, можно использовать такой индикатор для отображения числа записей, над которыми операция уже произведена. Для этого необходимо добавление пары строк кода обновляющих показания индикатора по мере перехода к следующим записям.

3.                Проектирование структуры системы. 

Исходя из поставленных технических условий, разработаем структурную схему устройства, на основании которой можно будет вести дальнейшее проектирование системы.

Общая структурная схема приведена на рис.1.

Рис.1. Общая структурная схема. 

Питание устройства осуществляется от сети переменного тока ~220в, обмен данными между устройством и компьютером осуществляется посредством порта принтера LPT. Микросхема вставляется в колодку, расположенную на корпусе проектируемого устройства.

LPT-порт компьютера в нормальном режиме представляет собой параллельный регистр, который имеет 12 линий на вывод и 5 линий на ввод. Поскольку микросхемы имеют самую разнообразную структуру, то этого явно недостаточно для тестирования микросхем, имеющих, к примеру, 6 входов и 16 выходов (К155ИД3), или 21 вход и 1 выход (К155КП1).

Поэтому необходимо наращивание разрядности LPT-порта путем введения входных запоминающих регистров, выходных мультиплексоров и дешифратора, управляющего записью в регистры и чтением данных при помощи мультиплексоров соответственно. Применение в данном случае выходных мультиплексоров, а не регистров, обусловлено упрощением схемы, и возможно благодаря статическому характеру сигналов на выводах испытуемой микросхемы. Так как стандартный LPT-порт компьютера имеет на выходе ТТЛ-уровни, то целесообразно выбрать в качестве регистров и мультиплексоров именно ТТЛ-микросхемы.

Структурная схема устройства представлена на плакате 210303-09-13-01 л.1.

Входные регистры необходимы для запоминания выставленных значений, предназначенных для подачи на вход микросхемы. Выходные мультиплексоры предназначены для чтения сигналов с выходов микросхемы. При проектировании необходимо ориентироваться на 32 разряда (поскольку максимальное число выводов микросхем ТТЛ- и КМОП-логики не превышает 32). Так как число входных и выходных линий LPT-порта ограничено, то наиболее эффективным и удобным для программирования в этом случае будет использование 8-ми выходных линий LPT-порта для записи данных в регистры и 4-х входных линий LPT-порта для чтения данных из мультиплексоров. Для записи данных понадобятся четыре 8-разрядных регистра, для чтения данных - четыре двухвходовых 4-разрядных мультиплексора.

Поскольку входные и выходные линии разделены (для ввода и вывода данных будут использоваться различные физические линии LPT-порта), то мультиплексоры можно адресовать параллельно регистрам (для адресации понадобится 4-е линии вместо 8-ми). При этом для управления выборкой входов мультиплексоров будет использоваться один бит LPT-порта на вывод (0-й бит порта 378H).

В блоке питания аналогично входным будут использованы еще три 8-разрядных регистра (2 на управление и 1 на коммутацию, речь о них пойдет ниже), которые потребуют еще 3 адресные линии.

Таким образом, для адресации 7-ми регистров понадобятся 3 дополнительные линии LPT-порта (37AH) на вывод (адресуемые при помощи дешифратора 3x8). И еще одна линия порта 37AH на вывод будет нужна для управления записью в регистры.

Так как проектируемое устройство предназначено как для тестирования микросхем ТТЛ, так и для тестирования микросхем КМОП, то после входных запоминающих регистров необходимо ввести устройство согласования по входу (для преобразования выходных ТТЛ-уровней регистров в уровни испытуемой микросхемы (КМОП или ТТЛ, в зависимости от серии). Для чтения данных с выходов испытуемой микросхемы, перед входами мультиплексоров необходимо поставить аналогичное устройство согласования по выходу (преобразование выходных КМОП или ТТЛ сигналов в ТТЛ-уровни).

При определении типа микросхемы для каждого разряда заранее неизвестно, является ли подключенный к нему вывод микросхемы входом или выходом. Потому ток, протекающий через ее вывод, должен быть выбран таким, чтобы обеспечивать максимально возможный входной ток для проверяемой серии. Нужно учесть тот факт, что ток выхода некоторых микросхем меньше этого входного тока, потому при попытке определения их типа, результаты могут быть искажены; т.к. таких микросхем очень мало, они могут быть исключены из списка определяемых. Также необходимо учитывать различие входных/выходных токов для микросхем КМОП и ТТЛ серий.

Блок питания устройства должен обеспечивать необходимое питание аппаратной части проектируемого устройства. Структурная схема блока питания представлена на плакате 210303-09-13-01 л.2.

Величины напряжения и максимально потребляемого тока в цепи нагрузки должны устанавливаться программно. Регулировка напряжения и тока нужна для того, чтобы иметь возможность измерить минимальное напряжение питания и максимально потребляемый ток для каждого конкретного экземпляра. Учитывая все вышеизложенное, в его состав включены следующие узлы:  

1)  источник питания устройства; 

2)  8-разрядный регистр для запоминания выставленного значения напряжения питания испытуемой микросхемы;

3)  8-разрядный ЦАП для преобразования цифрового значения напряжения в аналоговое, источник опорного напряжения для него;

4)  регулируемый стабилизатор напряжения испытуемой микросхемы;

5)  8-разрядный регистр для запоминания выставленного значения максимально потребляемого тока;

6)  8-разрядный ЦАП для преобразования цифрового значения макс. тока в аналоговое, источник опорного напряжения для него;

7)  датчик и преобразователь потребляемого тока в напряжение (с усилением - для согласования со следующим звеном);

8)  устройство сравнения (компаратор) выставленного значения тока с реально потребляемым микросхемой (при  превышении последнего должна срабатывать аппаратная защита);

9)  1-разрядный регистр для запуска регулируемого источника питания в случае срабатывания защиты;

10) 8-разрядный регистр управления коммутацией напряжения питания ИМС;

11) устройство коммутации питания ИМС.

          8-разрядные регистры и ЦАП могут обеспечить ступенчатую регулировку в 28=256 значений напряжения. Т.е. при опорном напряжении в 9в, шаг будет равен , этого вполне достаточно для регулировки напряжения питания ИМС. Так как максимально допустимый потребляемый микросхемой ток выбран ~250мА, то изменяя коэффициент усиления преобразователя можно добиться дискретности изменения тока в . Для определения реально потребляемого тока такой точности будет вполне достаточно.

Для чтения состояния устройства сравнения потребляемого тока необходим еще один разряд LPT-порта на ввод (3-й бит порта 379H).

Поскольку у различных микросхем питание подается на различные выводы (к примеру, у К155ЛА3 - 14 и 7 выводы, а у К155ИЕ2 - 5 и 10 выводы для подачи +5в и GND соответственно), необходимо предусмотреть все варианты подачи питания на различные выводы колодки, предназначенной для испытуемой микросхемы. Как показал анализ разновидностей питания микросхем [3,4], возможны 6 вариантов включения “+” питания и 3 варианта включения GND (микросхема вставляется со смещением в сторону 16-го контакта колодки, “ключ” микросхемы при этом должен быть направлен в сторону 1-го контакта колодки). Таким образом, устройство коммутации содержит: 

1)  регистр коммутации питания

2)  2 дешифратора (для “+” и GND соответственно);

3)  коммутационные ключи по «+» питания;

4)  коммутационные ключи по GND.

Структурная схема устройства коммутации  приведена плакате 210303-09-13-01 л.3.

4.   Выбор технических средств реализации.

 

Для реализации программного управления напряжением питания и током потребления ИМС в качестве ЦАП выбран К572ПА1А, отвечающий требованиям разрядности (>=8 бит) и быстродействия (<100мкс).

Микросхема представляет собой умножающий ЦАП, выполненный по КМОП технологии. Предназначена для преобразования параллельного 10-разрядного двоичного кода на цифровых входах в ток на аналоговом выходе, который пропорционален значениям кода и (или) опорного напряжения.

Микросхема поставляется в герметичном 16-выводном металлокерамическом корпусе типа 201.16-8 с двухрядным вертикальным расположением выводов.

Электрические параметры ЦАП К572ПА1А приведены в табл.1, условное графическое обозначение на рис.5, назначение выводов - в табл.2.

 

Таблица 1

Номинальное напряжение питания 

15в

Ток потребления

3 мА

Дифференциальная нелинейность

+0.1%

Погрешность коэффициента преобразования

+3%

Время установления выходного тока

5 мкс

Среднее значение входного тока по цифровым входам

1 мкА

Выходной ток при опорном напряжении 10В

2 мА

Предельные значения опорного напряжения

+17в

Предельные значения напряжения питания

5...17в

 К572ПА1А

Рис.2. ЦАП К572ПА1А (обозначение).

 

 

Таблица 2

1

1-й аналоговый выход

2

2-й аналоговый выход

3

общий

4

10-й цифровой вход (старший значащий разряд)

5

9-й цифровой вход

6

8-й цифровой вход

7

7-й цифровой вход

8

6-й цифровой вход

9

5-й цифровой вход

10

4-й цифровой вход

11

3-й цифровой вход

12

2-й цифровой вход

13

1-й цифровой вход (младший значащий разряд)

14

“+” питания

15

опорное напряжение

16

вывод резистора обратной связи

5.   Описание принципиальных схем.

 

Блок питания

(см. плакат 210303-09-13-01 л.4.)

Принципиальная схема узла (без устройства коммутации и источника питания устройства) изображена на плакате 210303-09-13-01 л.4. Узел обеспечивает цифровую регулировку напряжения питания испытуемой микросхемы, цифровое управление ограничением потребляемого тока с малым шагом (благодаря чему возможно его измерение с достаточной точностью), защиту от к/з в цепи нагрузки.

Узел работает следующим образом:

а) Регулировка напряжения.

В регистр DD7 программно записываются 8 бит значения  напряжения (числовые значения лежат в диапазоне от 0 (0H) до 255 (0FFH)). С выхода этого регистра 8 бит поступают на умножающий ЦАП (DA3), где преобразуются в аналоговое напряжение. Выбранный ЦАП имеет разрядность 10 бит. Его младшие 2 бита не используются (заземлены). Их использование в данном случае нецелесообразно, так как это потребовало бы введения дополнительных разрядов у запоминающего регистра, что сделало бы точность установки напряжения питания избыточной и усложнило устройство. С точки зрения программирования и размещения данных также намного удобнее и эффективнее работать с 8-битными величинами, нежели с 10-битными.

Опорное напряжение для DA3 поступает с VD65 и равно +9в. Резистор R161 выбран из расчета, что Uвх.»13в, Iстаб.»10мА, R161=(Uвх.-Uстаб.)/Iстаб.=(13-9)/10»390ом. Шаг регулировки в этом случае будет равен 9в/256»0.04в. Далее напряжение с аналогового выхода DA3 поступает на вход регулируемого стабилизатора напряжения DA1, включенного по типовой схеме с внешним транзистором VT98. С эмиттера этого транзистора снимается напряжение питания устройства согласования +Uмс, а через резистор R171 - напряжение +Uпит.мс., предназначенное для питания испытуемой микросхемы.

б) Регулировка потребляемого тока.

В регистр DD8 программно заносятся 8 бит значения ограничиваемого тока (0-255). Аналогично регулировке напряжения, для преобразования численного значения в напряжение используется ЦАП DA4. При опорном напряжении +9в, шаг регулировки напряжения на аналоговом выходе DA4 равен примерно 0.04в.

Как было сказано выше, в цепи питания испытуемой микросхемы стоит резистор R171. Он служит простейшим преобразователем ток-напряжение, т.к. напряжение на нем   прямо пропорционально току, проходящему через данный резистор: UR171=Iпотр.*R171. Для развязки разности потенциалов, снимаемых с данного резистора применен дифференциальный усилитель на ОУ DA6, схема которого взята из. При равенстве сопротивлений R163=R164 и R165=R166 Uвых.ОУ.=UR171(R165/R163)=Iпотр.*R171*R165/R163.

Для уменьшения погрешности измерений, R171 должен быть выбран как можно меньше, чтобы падение напряжения на нем было минимальным. Чувствительность можно поднять за счет увеличения усиления (соотношения R165/R163) дифференциального усилителя. Примем R171=0.1ом. Поскольку максимальный потребляемый ток Iпит.мс. выбран 256мА, то макс. падение напряжения на R171, соответствующее этой величине, будет 256мА*0.1ом=25.6 мВ. При  напряжении питания в +9в погрешность составит 0.0256в/9в*100%=0.28%, что по величине меньше суммарной погрешности ЦАП. Напряжению 25.6мВ на входе дифференциального усилителя должно соответствовать напряжение +9в на его выходе, чтобы  обеспечить сравнение сигналов, поступающих с ЦАП и с усилителя. Т.е. коэффициент усиления должен быть равен R165/R163=9в/0.0256в=351.5. Выбрав R163=1К, получим R165»360К.

Сигналы с выходов дифференциального усилителя DA6 и ЦАП DA4 поступают на вход компаратора DA5. На выходе компаратора появляется сигнал сравнения, который в свою очередь подается на вход S триггера DD12. Данный триггер обеспечивает хранение состояния включен/выключен для регулируемого стабилизатора напряжения DA1.  Вход R триггера DD12 используется для сброса сработавшей аппаратной защиты по току. При инициализации устройства на контакте 1 разъема X5 выставляется уровень логической “1”, который поступает на базу транзистора VT98. Этот транзистор инвертирует входной сигнал и обеспечивает согласование уровней; сигнал с его коллектора (в нормальном режиме - логический “0”) поступает на вход R триггера DD12.

Если реально потребляемый ток меньше выставленного цифрового значения в регистре DD8 (положительный потенциал на прямом входе 3 компаратора ниже потенциала на его инверсном входе 4), то на выходе компаратора DA5 напряжение близко к 0в. Оно поступает на вход S триггера. Состояние триггера остается неизменным, на выходе Q DD12 и входе +Uвыкл. DA1 присутствует уровень логического “0”; на испытуемую микросхему подается напряжение питания.

Если же реально потребляемый ток превышает выставленное в регистре DD8 цифровое значение (соответственно потенциал на входе 3 DA5 выше потенциала на  входе 4), то на выходе компаратора появляется напряжение около +12в, которое подается на вход S триггера DD12. На выходе Q триггера появляется напряжение логической “1” (+12в), которое, в свою очередь подается на вход +Uвыкл. DA1, и приводит к снятию напряжения питания с нагрузки. Теперь для включения стабилизатора напряжения питания необходимо программно осуществить перепад напряжения “1”Þ”0”Þ”1” на контакте 1 разъема X5, но при этом включение будет возможно только при условии, что реальная нагрузка ниже выставленной цифровой. В противном случае на выходе Q триггера DD12 останется уровень логической “1” (поскольку на входе S будет +12в с компаратора) и стабилизатор не будет включен.

Для контроля состояния выхода компаратора DA5 используется контакт 15 разъема LPT-порт. На него данный сигнал поступает через резистор R169 и стабилитрон VD67, служащие для его преобразования к ТТЛ уровню. Присутствие логической “1” на нем показывает, что потребляемый испытуемой микросхемой ток превышает программно выставленный.

Конденсаторы C1, С2 служат для сглаживания пульсаций в цепях формирования опорного напряжения, C4 - в цепи питания испытуемой микросхемы.

 

Питание узла: +5в (DD7, DD8, DA3, DA4), +Uвх. (из него формируется +Uмс, +Uпит.мс, питания микросхем DD12, DA5, DA6 и опорные напряжения для микросхем DA3, DA4).

Максимально потребляемые токи:

I6+5впотр.= Iпотр.DD7*2 + Iпотр.DA3*2 = 28мА*2 + 2мА*2 = 60 мА

I6+Uвх.потр.= IR161 + IR162 = (Uвх.-Uстаб.VD65)/R161 + (Uвх.-Uстаб.VD66)/R162 = (13в-9в)/390ом + (13в-11в)/270ом = 10+7 мА = 17мА

 

Устройство коммутации питания.

(см. плакат 210303-09-13-01 л.5)

Данный узел обеспечивает коммутацию напряжения питания, подаваемого на выводы испытуемой микросхемы. При помощи него производится также переключение -Uмс (-1в или -9.3в, для КМОП и ТТЛ логики соответственно, в зависимости от выбранного типа микросхемы) и включение регулируемого стабилизатора напряжения. Схема изображена на плакате 210303-09-13-01 л.5. Работает следующим образом:

Аналогично записи во входные регистры, в регистр DD6 программно записывается 8-битное число. Путем анализа разновидностей питания ТТЛ и КМОП микросхем установлено, что необходимо коммутировать 6 выводов испытуемой микросхемы по “+” и 3 вывода по GND.

а) Коммутация “+” питания испытуемой микросхемы.

0-2 биты регистра DD6 отвечают за коммутацию “+” питания микросхемы. Эти сигналы с регистра поступают на дешифратор DD9, где шестнадцатеричное число (0-7H), преобразуется в двоичную форму. Результат появляется на выходах дешифратора в инверсном виде (на выбранном будет уровень логического “0”, на остальных выходах дешифратора - уровень логической “1”). Буферная микросхема DD11 (с ОК, без инверсии) служит для умощнения выходных сигналов дешифратора. Для примера, пусть логический “0” будет присутствовать на выходе /0 дешифратора DD9. Через резистор  R172 он поступит на базу транзистора VT99. Данный транзистор будет в открытом состоянии, и с его эмиттера через переход КЭ напряжение +Uпит.мс. поступит на соответствующий вывод микросхемы. На транзисторе при этом образуется падение напряжения Uкэ»0.7в. Остальные транзисторы будут закрыты, и влиять на работу практически не будут (исключая малый ток утечки, которым можно пренебречь).

Номинал резистора R172 выбран из следующих соображений:

Iкэ VT99 = 256мА. Кэ VT99 возьмем минимальным (равным 25). Тогда Iб VT99 min » 10мА. Следовательно, взяв минимальное +Uпит.мс.= 5в, получим R172= (+Uпит.мс-Uкэ VT99)/Iб VT99 min = 4.3в/0.01А » 430 ом.

Резистор R181 служит для поддержания транзистора VT99 в закрытом состоянии при отсутствии сигнала “0” на входе.

б) Коммутация GND.

3-5 биты регистра DD6 отвечают за коммутацию GND питания испытуемой микросхемы. Аналогично коммутации “+” питания микросхемы (Uпит.мс.), сигналы с соответствующих выводов регистра DD6 поступают на дешифратор DD10. На одном из его выходов появляется логический “0”. На остальных выходах остается уровень логической “1”. Этот “0” поступает на электронный ключ, собранный на 2-х транзисторах. Для примера, пусть логический “0” присутствует на выходе /0 дешифратора DD10. Тогда транзистор VT109 (необходимый для согласования по напряжению, а также умощнения выхода дешифратора) будет открыт, транзистор VT105 также будет открыт, и на коллекторе VT105 будет потенциал, равный уровню GND (поскольку напряжение -0.7в компенсируется падением напряжения Uкэ VT105). Остальные же транзисторы (на других выходах дешифратора) будут закрыты, и влиять на работу практически не будут (исключая очень малый ток утечки, которым можно пренебречь).

Резистор R178 рассчитан аналогично R172 из а) и равен 430 ом. Резистор R192 служит для поддержания транзистора VT105 в закрытом состоянии, в случае, когда закрыт транзистор VT107. Резистор R189 рассчитывается исходя из Кэ VT107=25, Iб VT105 =        Iк VT107 » 10мА. Iб VT107 min = Iк VT107/ Кэ = 10мА/25 = 0.4мА

R189 = (+5в-Uкэ VT107)/Iб VT107 min = 4.3в/0.4мА » 10к

в) Коммутация -Uмс. Производится при помощи бита 6 регистра DD6. Сигнал с него через R187 поступает на базу транзистора VT108, служащего для согласования уровней напряжения. С коллектора транзистора VT108 сигнал через резистор R188 поступает на базу транзистора VT112, которым производится коммутация напряжения. В случае, если на выходе DD6 присутствует уровень логического “0”, то транзисторы VT108 и VT112 открыты, переход КЭ транзистора VT112 шунтирует стабилитрон VD68, и напряжение -Uмс=-10в+Uкэ.VT112= (-10+0.7)в = 9.3в.

Если же на выходе DD6 присутствует уровень логической “1”, то VT108 и VT112 закрыты, а напряжение -Uмс = (-10в+Uстаб.VD68) = (-10+9)в = 1в

г) Включение напряжения питания. Осуществляется при помощи 7 бита регистра DD6. Данный сигнал идет в схему блока питания, где и производится управление.

Питание узла: +5в (DD6, DD9-DD11), -10в (для формирования -Uмс.), -0.7в (для коммутации GND), +Uпит.мс. (для коммутации “+” питания).

Максимально потребляемые токи:

I7+5впотр.= Iпотр.DD6 + Iпотр.DD9*2 + Iпотр.DD11 + IR188 + IR178 = Iпотр.DD6 + Iпотр.DD9*2 + Iпотр.DD11 + (5в+10в-Uкэ.VT108-Uкэ.VT112)/R188 + (5в-Uкэ.VT109)/R178 = 28мА + 10мА*2 + 30мА + 13.6в./10к + 4.3в/430ом = 89мА

I7-10впотр.= IR188 = (5в+10в-Uкэ.VT108-Uкэ.VT112)/R188 = 1мА

I7-0.7впотр.= IR178 = (5в-Uкэ.VT109)/R178 = 10мА

I7+Uпит.мс.потр.= IR172 =  (+Uпит.мс.макс.-Uкэ.VT99)/R172 = (9в-0.7в)/430ом = 7мА

 

Источник питания устройства.

(см. плакат 210303-09-13-01 л.6)

 

Данный узел обеспечивает питание всех остальных узлов проектируемого устройства. Перед началом проектирования схемы необходимо выяснить максимально потребляемый ток по каждому из напряжений питания (I+5впотр., I-10впотр., I-0.7впотр., I+Uвхпотр.). Максимально потребляемый ток Iмс.потр.макс. = 256мА.

 

I+5впотр.= I1+5впотр.+ I2+5впотр.+ I3+5впотр.+ I4+5впотр.+ I5+5впотр.+ I6+5впотр.+ I7+5впотр.= 112мА+0мА+14мА+72мА+10мА+60мА+89мА = 357мА

I-10впотр.= I2-Uмспотр.+ I7-10впотр.= 69мА+1мА = 70мА

I-0.7впотр.= I7-0.7впотр.+ Iмс.потр.макс. = 10мА + 256мА = 266мА

I+Uвх.потр.= I2+Uмс.потр.+ I6+Uвх.потр.+ I7+Uпит.мс.потр.+ Iмс.потр.макс. = 11мА+17мА+7мА+256мА = 291мА

 

Таким образом, для нормального функционирования устройства необходимы следующие напряжения питания:

+5В(400мА), -10В(100мА), -0.7В(300мА), +13В(350мА).

Напряжения +13В и -10В могут быть выпрямленными, сглаженными, но нестабилизированными (т.к. в схеме блока питания из +13В далее получаются стабилизированные, а -10В служит лишь для обеспечения I0вх. на входах испытуемой микросхемы).

Потому необходим двуполярный источник питания с напряжениями +13В и -10В, из которых при помощи дополнительных стабилизаторов получаются напряжения +5В и -0.7В. При этом токи потребления по соответствующим напряжениям будут суммироваться. Т.е. от плеча +13В будет потребляться ток порядка 400+350=750мА, а от плеча -10В соответственно 100+300=400мА.

Для источника питания требуется трансформатор T1 с 2-мя вторичными обмотками, 2 диодных выпрямительных моста (VD69-VD76) и 2 сглаживающих конденсатора. Мощность трансформатора должна быть не менее 13В*0.75А+10В*0.4А=13.75Вт. Под эти требования подходит трансформатор ТПП-207-127/220-50.

Принципиальная схема узла изображена на плакате 210303-09-13-01 л.6. В качестве стабилизатора +5В выбрана микросхема КР142ЕН5А по типовой схеме включения, в качестве стабилизатора -0.7В - регулируемая схема на двух транзисторах (VT113, VT114). Причем в связи со столь малым напряжением, стабилизация производится не относительно “земли” (что не удалось бы осуществить в связи с суммарным падением напряжения на переходах БЭ транзисторов порядка 1.4В), а относительно стабилизированного источника +5В.

Настройка данного узла заключается в подстройке точного значения напряжения -0.7В на выходе блока питания при помощи подстроечного резистора R198.

 

6.    Описание конструкции системы.

 

Устройство собрано на плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 190x100 (см. плакат 210303-09-13-01 л.7). Форму печатной платы выбираем прямоугольную, что облегчает определение ее компоновочных характеристик. При размещении элементов на печатных платах их заменяют установочными моделями. При определении площади печатных плат посадочное место элементов представляет собой проекцию установочной площади на плату. В сумме установочные площади определяют размеры печатных плат. При этом произведение сторон печатной платы должно соответствовать площади печатной платы.

Установочная площадь каждого отдельно взятого элемента выбирается на основе справочных источников.

Для определения суммарной установочной площади  элементов, расположенных на плате следует сложить все установочные площади отдельно взятых элементов и умножить на коэффициент:

           Sуст. = 1,3* Sустi

Для определения площади печатной платы следует суммарную установочную площадь элементов разделить на коэффициент заполнения площади печатной платы, который равен 0,8:

   S n.n. =

Внутри корпуса плата прикручивается винтами к уголкам, которые приварены к боковым панелям, таким образом, внутри корпуса плата располагается параллельно его основанию.

 

7.   Инструкция по эксплуатации.

 

Порядок работы с устройством:

1)  Подсоединяем устройство к LPT-порту компьютеру при помощи интерфейсного кабеля (устройство и компьютер при этом должны быть выключены).

2)  Включаем компьютер при помощи переключателя, расположенного на панели компьютера (обычно лицевой).

3)  Включаем устройство при помощи переключателя SA1, расположенного на лицевой панели устройства.

4)  Запускаем на компьютере программу поддержки (testing.exe).

5)  Вставляем микросхему в колодку, расположенную на верхней панели устройства.

6)  Выбираем в меню режим работы устройства (“Тестирование”/”Определение типа”).

7)  Если выбран режим “Тестирование”, далее выбираем тип микросхемы из списка предлагаемых к тестированию (например, К555ЛА3). Если выбран режим “Определение типа”, то выбираем напряжение питания микросхемы (+2...+9в) и выводы для подачи  питания в меню из числа доступных.

8)  В зависимости от выбранного режима визуально наблюдаем на дисплее результат тестирования (“Исправна”/“Неисправна”) или определения типа (<тип микросхемы>, либо “Микросхема не опознана или неисправна”).

9)  Вынимаем микросхемы из колодки устройства.

10) При необходимости повторного анализа (например, для другой микросхемы) повторяем пп.5-9.

11) По окончании работы выключаем устройство переключателем SA1.

12) Выключаем компьютер.

13) Отсоединяем от компьютера интерфейсный кабель.

8.    Экономическая часть.

 

Маркетинговый анализ.

Целью маркетингового анализа является предварительная ориентировочная оценка рынка: потенциальных потребителей разрабатываемой продукции, их требований к ней, емкости рынка, характера спроса на продукцию и других рыночных факторов. Результатом этого анализа должны быть сведения о возможном объеме производства и продаж товара, действующем на рынке уровне цен на аналогичную продукцию, характеристика конкурирующей продукции.

Важной частью маркетингового анализа является исследование конкурентоспособности разрабатываемого продукта, его позиционирование на рынке, выводы об уровне качества товара, предложения по его совершенствованию.

Одной из решающих предпосылок эффективной рыночной деятельности является создание и производство конкурентоспособных товаров. Обеспечение конкурентоспособности товара на требуемом уровне предполагает её количественную оценку, которая позволит определить положение данного товара в ряду аналогичных.

В данном случае в качестве товара выступает устройство для тестирования микросхем. Оно служит для проверки микросхем, выпускаемых на предприятии, а также для диагностики в ремонтных мастерских. Существует несколько аналогов подобных устройств.

Выполним анализ конкурентоспособности на основе разработки таблиц 3 и 4.

Значения параметров (характеристик) конкурирующих товаров.

Таблица 3

Наименование конкурирующего товара

Масса, г

Продолжительность непрерывной работы, час

Число тестируемых наименований ИМС

Цена, руб.

GUT-6000A

340

7

800

46485

GUT-6600

440

5

300

16652

LEAPER-2

500

4

500

23326

РУДТМ

400

8

600

13770

Рейтинг конкурентоспособности.

Таблица 4

Наименование конкурирующего товара

Масса, г

Продолжительность непрерывной работы, час

Число тестируемых наименований    ИМС

Цена, руб.

2

1

3

4

GUT-6000A

10

5,6

10

3

GUT-6600

7,7

4

2,4

8,2

LEAPER-2

6,8

3,2

4

6

РУДТМ

8,5

10

4,8

10

Рассчитаем интегральный показатель конкурентоспособности Р для каждого конкурента:

P = Σ Аi • Вi,

где Аi - балльная оценка i-ой характеристики; Вi - значимость i-ой характеристики;

Р(GUT-6000A) = 67,6

P(GUT-6600) = 59,4

Р(LEAPER-2) = 52,8

P(РУДТМ) = 81,4

Из приведенных значений интегрального показателя конкурентоспособности видно, что разработанный РУДТМ имеет максимальный показатель. Оценим количество изделий, которое можно продать за год. Покупателями являются ремонтные мастерские и заводы-изготовители устройств с использованием микросхем. Приблизительно в каждом городе на европейской территории России за год создается 3 мастерские по ремонту электронной техники. Число городов в которые будут продаваться устройства примем 150. Если учесть, что каждый третий купленный РУДТМ будет нашего производства, то число продаж за год 150. Длительность продажи с учетом морального старения товара и возможного появления более совершенного устройства у конкурентов примем 2 года.

Расчет затрат на создание продукта.

Расчет стоимости материалов сведен в таблицу 5.

Таблица 5

Материалы

Кол-во

Единица измерения

Цена за единицу

(руб./ед.)

Сумма

( руб.)

Провод МГТФ

9

м

5,20

22,5

Припой ПОС-61

0,15

кг

280,00

42,00

Канифоль

0,015

кг

320,00

4,80

Спирт технический

0,03

л

50,00

1,5

Итого:

       70,8

Расчет затрат на покупные изделия и полуфабрикаты блока питания сведен в таблицу 6.

Таблица 6

Наименование

Цена/шт.

( руб.)

Кол-во

(шт.)

Сумма

( руб.)

Микросхемы:

 К555ИД7

43,75

2

87,5

 К555ИР27

43,75

3

131,25

 К155ЛП4

27,50

1

27,50

 К561ТМ2

35,00

1

35,00

 К142ЕН5А

500,00

1

500,00

 К554СА3А

62,50

1

62,50

 К140УД6

26,25

1

26,25

 К572ПА1А

277,50

2

555,00

Диоды и стабилитроны:

 КТ814Б

18,75

7

131,25

 КТ815Б

18,75

4

75,00

 КТ316Б

1,25

5

6,25

 КТ315Б

 КС818Г

 Д814Г

 КС147А

 КС168А

 КД202В

1,25

18,75

18,75

18,75

18,75

18,75

2

2

1

1

1

8

2,50

37,50

18,75

18,75

18,75

150,00

Резисторы:

МЛТ-0.125  430 ОМ

МЛТ-0.125  10 КОМ

МЛТ-0.125  100 КОМ

МЛТ-0.125  910 ОМ

МЛТ-0.125  1 КОМ

МЛТ-0.125  4,7 КОМ

МЛТ-0.125  390 ОМ

1,25

1,25

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

9

14

1

1

1

1

1

11,25

17,5

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

Конденсаторы:

2000мк x 16в

5,00

2

10,00

100мк x 16в

3,75

2

7,50

Печатная плата

10,00

1

10,00

Оптоэлектронный прибор

0,05

1

1,25

Итого:

1941,25

Расчет затрат на покупные изделия и полуфабрикаты управляющего устройства и устройства согласования по выходу сведен в таблицу 7.

Таблица 7

Наименование

Цена/шт.

( руб.)

Кол-во

(шт.)

Сумма

( руб.)

Микросхемы:

 К555ИД7

43,75

1

43,75

 К555КП11

20,00

4

80,00

Транзисторы:

КТ315Б

1,25

32

40,00

Резисторы:

МЛТ-0.125 100 КОМ

МЛТ-0.125  10 КОМ

1,25

1,25

32

32

40,00

40,00

Шейкеры входов и выходов:

SLC 32 Pin

10,00

3

30,00

LPT Port DB25-M pin25

9,25

2

18,50

Печатная плата

10,00

1

10,00

Вставка плавкая 0.5А, с держателем

Корпус металлический 

2,50

500,00

1

1

2,50

500,00

Итого:

813,50

Расчет затрат на покупные изделия и полуфабрикаты устройства согласования по входу сведен в таблицу 8.

Таблица 8

Наименование

Цена/шт.

( руб.)

Кол-во

(шт.)

Сумма

( руб.)

Микросхемы:

 К555ИР27

43,75

4

175,00

Транзисторы:

КП303

5,00

32

160,00

КП301

33,00

32

1056,00

Диоды и стабилитроны:

КД522А

8,75

64

560,00

Резисторы:

МЛТ-0.125 100 КОМ

1,25

32

40,00

МЛТ-0.125  27 КОМ

1,25

32

40,00

МЛТ-0.125  4,3 КОМ

1,25

32

40,00

Штекеры входов и выходов

 LPT-DB 25PIN

9,25

1

9,25

 SLC-32 PIN

10,00

3

30,00

Печатная плата

10,00

1

10,00

Итого:

2120,25

      Сумма, затраченная на комплектующие и полуфабрикаты, равна 4945руб.

     Расчет основной зарплаты производственных рабочих сведен в таблицу 9.

Наименование видов работ и операций

Разряд

Часовая тарифная ставка, руб./час

Трудоемкость

работ,

нормо-часы

Основная

зарплата,

руб.

Заготовительная

3

35

0,5

17,5

Фрезерная

4

31

0,5

16,5

Таблица 9

Сверлильная

3

30

1

30

Сборочная

5

45

4

180

Монтажная

5

35

7

145

Регулировочная

6

40

2

80

Контроль

6

50

0,5

25

Основная заработная плата равна:

Сосн.зп.= 489 руб./шт.

Затраты на изготовление продукции могут быть определены методом сложения затрат по отдельным статьям расходов (таблица 10).

Калькуляция себестоимости изделия.

 

Таблица 10

№ п/п

Наименование статей калькуляции

Затраты

Примечание

руб.

%

1

Покупные изделия и полуфабрикаты

4945

58,1

2

Транспортно-заготовительные расходы

247,25

3

5 % от п. 1

Итого основных материалов и покупных изделий

5192,25

61,1

п.1 + п.2

3

Тарифная зарплата производственных рабочих

489

5,7

4

Премия производственных рабочих

97,8

1,1

20 % от п.5

Итого основная зарплата производственных рабочих

586,8

6,8

п.3 + п.4

5

Дополнительная зарплата производственных рабочих

58,7

0,7

 10 % от п.3 и п.4

6

Отчисления в социальные фонды

168

2

26 % от п.3,4,5

7

Цеховые расходы

737

8,7

150 к п.3,4

8

Общезаводские расходы

737

8,7

150 к п.3,4

9

Прочие заводские расходы

225

2,6

3% к сумме п.1-8

Итого производственная себестоимость

7705

90,6

Сумма п. 1 – 9

10

Внепроизводственные расходы

770,5

9

10 % к производственной себестоимости

Итого полная себестоимость

8475,5

100

Сумма

 п.1 – 10

Определение стоимости устройства.

 

Предполагаемая рыночная цена Ц может быть представлена следующим образом:

Ц = Зразр./Nпред. + s + П + НДС,

где Зразр. - затраты на разработку нового продукта; Nпред. - предполагаемый объем выпуска (тиражирования) продукта:

Зразр. = 375481 руб.

Nпред. = Nгод. • tвып.,

где Nгод. - годовой объем выпуска продукта, определённый на базе анализа рыночного спроса.

Nгод. = 150шт.

tвып. - количество лет, в течение которых будет осуществляться выпуск (тиражирование) данного продукта. Показатель tвып. определяется исходя из анализа морального старения продукта и его жизненного цикла.

tвып. = 2 года

S - себестоимость единицы продукта.

S = 8475,50 руб.

П - прибыль на единицу продукции;

НДС - налог на добавленную стоимость.

НДС определяется в соответствии с действующим на данный момент порядком расчета этого налога и размером ставки (н) НДС:

н = 18%

НДС = н • (Зразр./Nпред. + s + П)

Прибыль от продукции П определятся исходя из рентабельности (р) продукта в процентах:

П = р • (Зразр./Nпред. + s)/100

                                                                                                 

Рентабельность р примем равной 20%.

Nпред. = 150 • 2 = 300 шт.

П = 20 • (375481/300 + 8475,5)/100 = 1945 руб./шт.

НДС = 0,18 • (375481/300 + 8475,5 + 1945) = 2100 руб.

Ц = 375481/300 + 8475,5 + 1945 + 2100 = 13770 руб.

Затраты на разработку нового продукта.

Затраты на разработку нового продукта (Зразр.) связаны с выполнением научных исследований, с составлением технического и рабочего проектов, разрабатываемой технологии, а также с изготовлением и испытанием опытных образцов продукции.

Затраты на разработку складываются из расходов по зарплате исполнителей; затрат на материалы; арендной платы за помещения; расходов на отопление, освещение; оплату машинного времени; амортизации основных фондов и т.д.

Сведем в таблицу 11 этапы разработки устройства. 

Таблица 11

№

Вид работы

Число

работников

Часовая

зарплата, руб.

Затраты

времени,

ч.

1

Изучение существующих устройств-аналогов

1

50

150

2

Разработка электрической схемы

1

50

150

3

Подбор электронных

 компонентов

1

50

40

4

Корректировка схемы

1

50

16

5

Написание программы  для управляющего устройства

1

50

150

6

Разработка монтажной платы основной части

1

50

80

7

Разработка монтажной платы управления

1

50

40

8

Разработка дизайна

1

50

80

9

Компоновка устройства

1

50

80

10

Оформление внешнего вида

1

50

56

11

Закупка электронных компонентов для пробной партии из 3-х шт.

1

50

120

12

Монтаж компонентов на плату

2

40

16

13

Загрузка программы для управляющего устройства

1

50

8

14

Сборка устройств

2

40

16

15

Тестирование устройств

1

40

24

16

Создание чертежа корпуса

1

50

16

17

Создание чертежа компоновки

1

50

16

18

Оформление конструкторской документации

1

50

24

Определим расходы по зарплате исполнителей:

Зз/п = Зосн. • (1 + Кдоп.) • (1 + Кс.ф.),

где Зосн. - основная зарплата работников, определяемая в зависимости от трудоемкости этапов разработки, квалификации исполнителей и уровня их оплаты:

Зосн. = Зijчас • tij,

где m - количество этапов разработки; n - количество разработчиков, принимающих участие в разработке; Зijчас - часовая зарплата разработчика i- той квалификации на j- м этапе разработки;

tij - затраты времени в часах i-го разработчика на j- м этапе;

Кдоп, Кс.ф. - коэффициенты, учитывающие дополнительную зарплату и отчисления в социальные фонды.

Значения Кдоп, Кс.ф примем в размере:

Кдоп = 0,1;

Кс.ф =0,26.

По данным таблицы 11 Зосн. = 57725 руб.;

Зз/п=80000 руб.

Расходы по арендной плате за помещения Зар.:

Зар. = Цар. • Sim • Тразр./ 365,

где Цар. - арендная плата за 1 кв.м. площади в месяц; Sпл. - арендуемая площадь в кв.м.;

Тразр. - время на разработку в календарных днях, определяемое из сетевого или календарного графика.

Тразр. = 116 дней.

Размер необходимой арендуемой площади Sпл.:

Sпл. =• qчел + 5,

где   - количество исполнителей; qчел - норма площади на 1 человека, равная 6 кв.м.

   

Sпл. = 8 • 6 + 5 = 53 м2

Зар. = 12000 • 53 • 116/365 = 202126 руб.

Затраты на освещение и отопление Зэн.:

        Зэн. = Р