Разработка микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар

Автор: Пользователь скрыл имя, 30 Августа 2011 в 23:37, дипломная работа

Описание работы

Целью дипломной работы является разработка такой микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар, которая обеспечит адаптацию света фар в соответствии с условиями движения автомобиля, к которым следует отнести – скорость движения, направление движения, положение кузова автомобиля относительно земли.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

– рассмотреть особенности существующих современных систем и провести их сравнительный анализ;

– определить структуру системы в соответствии с заданием;

– разработать общий алгоритм работы системы;

– разработать алгоритмы обработки сигналов датчиков;

– разработать алгоритмы косвенных измерений скорости по положениям кузова автомобиля;

– выбрать базовый микропроцессорный комплект и элементную базу разрабатываемого устройства;

– разработать схему электрическую принципиальную устройства;

– рассчитать соотношения затрат и прибыли;

– выбрать метод для определения безубыточности реализации системы, в которой наступает окупаемость издержек и есть прибыль;

– провести системный анализ опасных и вредных;

– определить мероприятия по безопасности;

– разработать дерево отказов.

Содержание

Введение……………………………………………………………………………6

1 Обзор по теме и определение структуры системы……………………………8

1.1 Общие сведения………………………………………………………………..8

1.2 Обзор современных датчиков, микроконтроллеров и других устройств..10

1.3 Определение структуры системы…………………………………………….18

2 Алгоритмы работы системы……………………………………………………..21

2.1 Основной алгоритм работы системы…………………………………………21

2.2 Алгоритмы обработки сигналов датчиков…………………………………..25

2.3 Алгоритм оценивания скорости по показаниям положений………………..26

3 Разработка схемы электрической принципиальной……………………………30

3.1 Выбор микроконтроллерного комплекта……………………………………30

3.2 Выбор датчика угла поворота рулевого колеса……………………………..38

3.3 Выбор датчиков углов поворота фар…………………………………………40

3.4 Выбор датчиков углов положения кузова…………………………………….40

3.5 Выбор датчика скорости……………………………………………………….43

3.6 Синтез принципиальной схемы………………………………………………..44

3.7 Программа генерации ШИМ сигнала………………………………………..49

4 Технико-экономическое обоснование работы…………………………………52

4.1 Анализ соотношения затрат и прибыли………………………………………52

4.2 Графический метод CVP-анализа……………………………………………..56

5 Безопасность и экологичность …….………………………………………….59

5.1 Системный анализ опасных и вредных факторов………………………….59

5.2 Разработка мероприятий по безопасности…………………………………..61

5.3 Технические мероприятия……………………………………………………62

5.4 Пожарная безопасность………………………………………………………63

5.5 Защита окружающей природной среды…………………………………….66

Заключение…………………………………………………………………………69

Список литературы………………………………………………………………..71

Приложение А. Список используемых сокращений…………………………….

Работа содержит 1 файл

4 диплом.doc

— 1.49 Мб (Скачать)

       Если  выручку представить как произведение цены продажи единицы изделия  и количества проданных единиц, а  затраты пересчитать на единицу  изделия, то в точке критического объема производства будем иметь:

        (4.1)

где Qkp – объем производства продукции в критической точке (количество единиц);

       Р –  цена единицы продукции;

       VC – удельные переменные затраты на единицу продукции;

       FC – постоянные расходы.

       Из  формулы (4.1) определяем количество единиц продукции, которое необходимо продать, чтобы достигнуть критической точки:

        (4.2)

       Метод маржинальной прибыли представляет собой модификацию метода уравнений.

       Маржинальная прибыль – это разность между выручкой от реализации продукции и переменными затратами, т.е. это определенная сумма средств, необходимая, в первую очередь, для покрытия постоянных затрат и получения прибыли предприятия. Маржинальную прибыль на единицу изделия можно также представить как разность между ценой реализации единицы товара и удельными переменными расходами. Маржинальная прибыль, приходящаяся на единицу продукции, представляет вклад каждой проданной единицы в покрытие постоянных затрат.

       Преобразование  формулы (4.2) раскрывает связь объема продукции и относительного маржинального дохода:

       

где d – относительный уровень удельных переменных расходов в цене продукта (d = VC/P);

       (1 - d) – относительная маржинальная прибыль на единицу объема реализации.

       В таблице 4.1 представлены материалы  и комплектующие для изготовления устройства.

       Таблица 4.1 – Материалы и комплектующие

 Наименование  статьи калькуляции  Сумма,

 руб.

 1 Сырье и материалы   25,70
 2 Кабель  112,30
 3Комплектующие  (предохранитель 15,00руб, плата50,00руб,  конденсаторы 5х30руб=150 руб, резисторы 22х2руб=44 руб, разъемы 3х30руб=90руб, диоды 3х2=6,руб)  355,00
 4 Микросхема TLE6250G 5х600руб  3000,00
 5 Микросхема TL1 8х1200руб  9600,00
 6 Микросхема BTS436   2х459  918,00
 6 Микроконтроллер Atmega  1767,90
 Итого, прямые материальные затраты:  15767,90
 

       Исходя  из назначения и области применения разработки, определим величину закладываемой прибыли в размере 70 % к сумме основной и дополнительной заработной плате (таблица 4.2).

       Величину  налога на добавленную стоимость (НДС) определяем как 18 % от продажной цены разработки  при продаже.

       Так как в стоимость системы входят покупные изделия и по ним платиться НДС, фактический НДС к оплате определяем в цене за вычетом уже уплаченного НДС по приобретенным материалам и комплектующим

       3487,14-2838,22=648,92.

         Таблица 4.2 – Калькуляция полной себестоимости системы

Статья  расходов Сумма  тыс. руб.
1 Материалы и оборудование 15767,90
2 Основная зарплата (ОЗ) 691,40
3 Дополнительная зарплата (ДЗ) 15,7 % 368,90
4 Социальное страхование (ОЗ+ДЗ) × 26,2 % : 100 % 275,70
5 Накладные расходы 144 % (ОЗ+ДЗ)  1526,80
6 Себестоимость 18630,78
7 Прибыль 70 % × (ОЗ+ДЗ) :  742,20
8  Цена 19372,98
9  НДС к оплате 3487,14-2838,22=648,92.

 (18 %*)

648,92.

3487,14

Стоимость  1 изделия при изготовлении 20021,90
 

       В таблице 4.3 представлена калькуляция  возможной рыночной цены.

       Таблица 4.3 – Определение возможной рыночной цены

Наименование  статьи калькуляции Сумма,

руб.

Стоимость1 изделия при изготовлении 20021,90
НДС 18% 3603,94
Итого, продажная цена без НДС 23625,84

       Полученное  расчетное значение рыночной цены (таблица  4.3) соответствует оценкам экспертов, составляющее не более 5% от стоимости автомобиля 500тыс.руб., так же структура цены разработки аналогична усредненной по отрасли.  
 

       4.2 Графический метод CVP-анализа 
 

       Графический метод дает наглядное представление  о CVP-анализе и сводится к построению комплексного графика «затраты – объем производства – прибыль».

       В прямоугольной системе координат  строится график зависимости затрат и дохода от количества единиц произведенной продукции (рисунок 4.1).

 

Рисунок 4 - График затрат, прибыли и объема продаж

 

       По  вертикали откладываются данные об издержках и доходе, по горизонтали - количество единиц продукции. Порядок построения графика следующий:

  • чтобы нанести на график линию переменных расходов (vc), выбираем любой объем, предположим, 100 ед. и находим точку расходов, соответствующую этому объему: 20021,90•100 = 2002,19тыс. руб (точка А). проводим линию переменных расходов через точки 0 и А;
  • чтобы нанести линию постоянных расходов (тс), отметим на оси ординат точку соответствующую 200 тыс. руб. (точка В), а от точки А вверх отложим 200 тыс. руб. (точка С). Используя точки В и С, проводим линию расходов параллельно линии переменных расходов. Линия ВС показывает общую сумму затрат.

       Чтобы нанести на график линию выручки (TR), возьмем тот же условный объем продаж (100 ед.). Отметим точку Д, полученную от умножения цены единицы продукции на объем (23625,84руб • 100шт = 2362,5 тыс. руб). Проводим линию выручки через точки 0 и Д.

       Критическая точка (точка перелома) образуется в  месте пересечения линии выручки ОД и линии валовых (совокупных) издержек ВС. В точке критического объема производства К  нет прибыли и нет убытка.

       Слева от критической точки заштрихована область чистых убытков, которая образуется в результате превышения величины постоянных издержек над величиной маржинальной прибыли. Справа от нее заштрихована область чистых прибылей. Для каждого значения Q (количества единиц продукции) чистая прибыль определяется как разность между величиной маржинальной прибыли и постоянных издержек.

       Проекция  точки К на ось абсцисс дает критический объем производства в физических единицах измерения (50 шт.). Проекция точки К на ось ординат дает критический объем производства в стоимостном измерении (1,2 млн. руб).

       Приведенная графическая зависимость затрат, прибыли и объема продаж позволяет сделать важные для предприятия выводы:

  1. предприятие может получить прибыль (выручка за минусом постоянных и переменных издержек) лишь при условии реализации продукции большего объема, чем критическая точка К=50 штук;
  2. точка К, находящаяся на пересечении кривой валовых издержек и кривой выручки от реализации, называется критической точкой, при переходе через которую наступает окупаемость всех издержек и предприятие начинает получать прибыль;
  3. точка пересечения кривой постоянных издержек и кривой маржинального дохода показывает тот объем производства, после прохождения, которого наступает окупаемость постоянных затрат;
  4. с повышением цен на производимую продукцию минимальный объем производства, который соответствует критической точке, уменьшается, а при снижении цены — возрастает;
  5. с увеличением постоянных расходов минимальный объем производства, соответствующий точке безубыточности, повышается;
  6. сохранение безубыточного объема производства при росте переменных расходов возможно при прочих равных условиях за счет увеличения минимального объема производства.

       При проведении CVP-анализа условно принимается целый ряд допусков, которые ограничивают точность и надежность результатов анализа: объем производства равен объему продаж; цена за единицу продаваемого товара, а также доли переменных и постоянных издержек остаются неизменными; производится единственный вид изделия.

       В заключении следует отметить, что  СVР - анализ (анализ критической точки) отражает  взаимосвязь затрат, объёма производства и прибыли, позволяющий сравнить различные варианты цен на продукцию и получение прибыли. Так же анализ критической точки может быть использован для определения объёма реализации, необходимого для получения нужной величины прибыли.

 

        5 Безопасность и экологичность

       5.1 Системный анализ  опасных и вредных факторов

 

       Изготовление  автомобильной системы адаптивного света производится в лаборатории и охватывает многие виды производства, применяемые в радиопромышленности:

    1. производство печатных плат;
    2. сборно-монтажные работы;
    3. регулировку;
    4. испытания.

       Проанализируем  причины отказа в работе автомобильной системы адаптивного света фар и построим дерево отказов (рисунок 5.1) Разрабатываемое устройство должно быть надежным устройством с гарантийным сроком  5 лет. Рассматриваемое   дерево отказов представляет собой  три блока причин отказа с учетом  элементов стабилизатора   напряжения и микросхем.

       Рассмотрим  три блока причин отказа:

  1. нет напряжения питания;
  2. повреждение платы устройства; 
  3. сбой в работе микроконтроллера.

       Он  подразделяется на две ветви:

       Первый  блок причин отказа - нет напряжения питания – если:

       - оборваны провода (механическое, термическое или химическое воздействие на проводку);

       - сгорел предохранитель( неисправен стабилизатор напряжения, короткое замыкание);

       Второй  блок причин отказа - повреждение платы устройства– если:

       - наблюдается старения элементов;

         - перегрев элементов, из-за нарушения теплового режима или механического воздействия;

       Третий  блок причин отказа - сбой в работе микроконтроллера – если:

        

             Рисунок 5.1 – Дерево причин отказов системы

       - механическое воздействие или   поломка микроконтроллера по  причине:

       а) подано напряжение более 5В:

       б) неправильно функционирует или подобран стабилизатор;

       в) короткое замыкание:

       - при повреждении изоляции (в результате  старения оборудования);

       - коррозии, окисления деталей;

Информация о работе Разработка микроконтроллерной системы автоматической регулировки фар