Автофокус оптичної системи пристрою позиціонування

Самойленко, Олександр Олександрович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8397

Full metadata record

DC Field	Value	Language
dc.contributor.advisor	Бондаренко, Максим Олексійович	-
dc.contributor.author	Самойленко, Олександр Олександрович	-
dc.date.accessioned	2026-03-14T18:19:26Z	-
dc.date.available	2026-03-14T18:19:26Z	-
dc.date.issued	2025-06-06	-
dc.identifier.uri	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8397	-
dc.description.abstract	У роботі розглянуто розробку високоефективного пристрою для автоматичного фокусування адаптивної оптичної системи мікросистемної техніки з метою компенсації оптичних спотворень і підвищення якості дослідження поверхні.	uk_UA
dc.description.abstract	У роботі розглянуто розробку високоефективного пристрою для автоматичного фокусування адаптивної оптичної системи мікросистемної техніки з метою компенсації оптичних спотворень і підвищення якості дослідження поверхні.	uk_UA
dc.language.iso	uk	uk_UA
dc.subject	адаптивна оптика	uk_UA
dc.subject	автоматичне фокусування	uk_UA
dc.subject	оптичні спотворення	uk_UA
dc.subject	мікросистемна техніка	uk_UA
dc.title	Автофокус оптичної системи пристрою позиціонування	uk_UA
dc.type	Bachelor Thesis	uk_UA
Appears in Collections:	151 Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології (Робототехнічні системи та автоматизація)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Диплом бакалавр_Самойленко О.pdf Restricted Access	КРБ Самойленко О.	3.9 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show simple item record

Extracted text

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ,
АВТОТРАНСПОРТУ ТА МАШИНОБУДУВАННЯ
КАФЕДРА ПРИЛАДОБУДУВАННЯ, МЕХАТРОНІКИ ТА
КОМП‘ЮТЕРИЗОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Допущено до захисту
Завідувач кафедри ПМКТ
_______ Максим БОНДАРЕНКО
«___» ___________ 2025 р.

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
ДО КВАЛІФІКАЦІЙНОЇ РОБОТИ БАКАЛАВРА

на тему «Автофокус оптичної системи пристрою позиціонування»

Виконав: здобувач освітнього рівня
«бакалавр» 4 курсу, групи РС-13
спеціальності: 151 – Автоматизація та
комп’ютерно-інтегровані технології
освітньої програми: робототехнічні системи та
автоматизація
Олександр САМОЙЛЕНКО
Керівник Максим БОНДАРЕНКО
Рецензент Віктор АНТОНЮК

Кваліфікаційна робота бакалавра містить результати власних здобутків автора.
Використання ідей, результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідне
джерело
підпис

Черкаси – 2025

Черкаський державний технологічний університет
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
Кафедра приладобудування, мехатроніки та комп’ютеризованих технологій

Освітній рівень: бакалавр
Спеціальність: 151 – Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології
Освітня програма: Робототехнічні системи та автоматизація

«ЗАТВЕРДЖУЮ»
Завідувач кафедри ПМКТ

___________ Максим БОНДАРЕНКО
«_____» _______________ 2025 р.

ЗАВДАННЯ
НА КВАЛІФІКАЦІЙНУ РОБОТУ БАКАЛАВРА

Самойленко Олександр Олександрович
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема роботи: Автофокус оптичної системи пристрою позиціонування

керівник роботи Бондаренко Максим Олексійович, д-р техн. наук, професор
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
затверджені наказом закладу вищої освіти від “ 05 ” березня 2025 року № 63/03-03.
2. Строк подання здобувачем освіти КРБ на кафедру: “ 09 ” червня 2025 року
3. Вихідні дані до роботи: Живлення від мережі змінного струму (50±0,5) Гц з номінальною
наругою 380 В ±10%; пристрій повинен мати термічний захист від теплового
перевантаження; пристрій призначений для роботи у закритих стаціонарних приміщеннях
при температурі оточуючого середовища в межах від -15 до +45 ºС; середній термін
служби – не менше 5 років; вірогідність безвідмовної роботи пристрою за 45 тис.годин –
0,98; захист від ураження електричним струмом по класу ІІ; габаритні розміри
163×122×18 мм.; ступінь захисту корпусу – IP44.
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно розробити):
Вступ. Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного аналізу існуючих
аналогів. Аналіз технічного завдання. Розробка структурної схеми. Розробка електричної
принципової схеми. Розрахунок основних елементів схеми. Технологічний розділ. Розділ
охорони праці. Висновки. Список використаних джерел. Додатки.
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)
РС13.02325.001 ЗВ Інтерфейс оптичної системи пристрою позиціонування. Креслення
загального вигляду. (А1) РС13.02325.001 Е1 Автофокус оптичної системи пристрою
позиціонування. Схема електрична структурна. (А1) РС13.02325.001 Е3 Автофокус
оптичної системи пристрою позиціонування. Схема електрична принципова. (А1)
РС13.02325.001.01 Плата друкована оптичної системи пристрою позиціонування (А1)
РС13.02325.001 СК1 Електронна схема оптичної системи пристрою позиціонування.
Складальне креслення (А1)

6. Консультанти розділів роботи
Підпис, дата
Прізвище, ініціали та посада
Розділ завдання завдання
консультанта
видав прийняв
Кожемякін О.С.,
старший викладач кафедри геодезії,
Охорони праці
землеустрою, будівельних конструкцій
та безпеки життєдіяльності

Тичков В.В., канд. техн. наук,
Нормоконтроль
доцент кафедри ПМКТ

7. Дата видачі завдання: “ 05 ” березня 2025 року

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
Крайній строк
№ виконання
Назва етапів кваліфікаційної роботи Прим.
з/п етапів роботи,
дата / місяць
1 Огляд літературних джерел по існуючим аналогам 12.24 вик
2 Патентний пошук 12.24 вик
3 Розробка структурної схеми 02.25 вик
4 Розробка принципової електричної схеми 02 - 03.25 вик
5 Розрахунок основних вузлів пристрою 03 - 04.25 вик
6 Технологічний розділ 04 - 05.25 вик
7 Охорона праці 04 – 05.25 вик
8 Висновки, додатки 05.25 вик
9 Оформлення креслень 03 – 05.25 вик

Здобувач освіти _____________ Олександр САМОЙЛЕНКО

Керівник роботи _____________ Максим БОНДАРЕНКО

ЗМІСТ
стор.
Вcтуп ………………………………………………………………………… 6
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного
аналізу літературних джерел ……………...……………...…..……….... 8
1.1 Основні відомості та призначення систем адаптивної оптики …….9
1.2. Компоненти систем адаптивної оптики ……………………………1 4
1.3. Класифікація систем адаптивної оптики за типом управління ……1 6
2 Обґрунтування технічного завдання ………………………..….………...1. 9
3 Розробка структурної схеми …………….………………..…………….…2 0
4 Розробка електричної принципової схеми ……………………….………2 1
5 Розрахунок основних елементів схеми……………..…………………….2 5
5.1. Розрахунок диференціюючої схеми вузла прийому оптичного
сигналу ……………………………………………………………… 25
5.2. Розрахунок витрат потужності на транзисторному ключі ………. 27
5.3. Розрахунок розширювача імпульсів самоналагоджувальної
системи фокусування …………………………………………….... 29
6 Технологічний розділ …………………………………………………….. 37
6.1. Технологія виготовлення друкованих плат …………………….…. 37
6.2. Автоматизація виготовлення друкованих плат …………………… 40
6.3. Технологія монтажу SMD елементів ………………………………. 45
6.4. Особливості контролю та ремонту виробів з поверхневим
монтажем …………………………………………………….……… 46
7 Охорона праці ……………………………………………………………..4 7
7.1. Аналіз небезпек та шкідливостей, які виникають при виконанні
робіт в приміщенні проектно-технічного відділу .……….………... 47
7.2. Модернізація системи загального штучного освітлення ..................5 4

РС13.02325.001 ПЗ

Змн Лист № докум. Підпис Дата

Розроб Самойленко О.О. Літ. Арк. Аркушів

Перевір Бондаренко М.О. 4 7 9
Пояснювальна
Т. контр. Бондаренко М.О.

Н. Контр. Тичков В.В. записка ЧДТУ, РС-13
Затв. Бондаренко М.О.

стор.
Висновки ……………………………………………………………………..5 9
Список використаних джерел ………………………………………….….. 60
Додатки ………………………………………………………………….….. 63
Додаток А Перелік нормативних документів .............................................. 63
Додаток Б Комплект документів на технологічний процес складання
друкованої плати .............................................................................................6. 6
Додаток В Відомість технічного проекту .....................................................6. 9
Додаток Г Специфікація і перелік елементів електричної схеми ............. 70
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
5
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Вступ

У процесі виготовлення ЕОС приладів здійснюється контроль їх
оптичних характеристик. Зупинимося на деяких з них, зокрема, на визначенні
фокусних відстаней, вершинних фокусних відстаней і робочих відстаней,
тобто відстаней від опорного торця оправи системи до фокальній площині.
Вершинні фокусні відстані зазвичай контролюють при виготовленні
окремих і склеєних лінз.
Фокусні відстані перевіряють у більш складних оптичних системах,
наприклад, в об'єктивах.
Робочі відстані вимірюють у тих випадках, коли потрібно знати
розташування фокуса об'єктива щодо його опорного торця для подальшого
з'єднання випробуваної системи з будь-якою іншою оптичною або механічною
системою.
На відміну від верхових фокусних відстаней робоча відстань об'єктива
можна змінювати підрізуванням опорного торця оправи або будь-якого
проміжного торця. Методику вимірювання вказаних параметрів вибирають
залежно від поставленої в кожному конкретному випадку завдання.
При контролі виготовлення деяких оптичних деталей необхідно порівнювати
виміряні і розрахункові вершинні фокусні відстані.
При визначенні фокусної відстані і робочої відстані оптичних систем
доцільно за стан фокальній площині приймати площину, в якій виходить
найкраще зображення,відповідне найкращому розподілу енергії в зображенні
точки.
Розташування цієї площини залежить від залишкових аберацій системи
і від застосовуваних при вимірах джерел світла та приймачів
випромінювань. Тому при подібних вимірах, якщо це не обумовлено
спеціальними вимогами, бажано контрольовану систему не діафрагмованою,
а джерело світла і приймач випромінювань підбирати так, щоб їх спектральні
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
6
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

характеристики були близькі до тих, які мають місце в реальних умовах
експлуатації, в іншому випадку необхідно враховувати відповідну різницю в
положеннях фокальній площині.
Адаптивна оптика – розділ фізичної оптики, що вивчає методи усунення
нерегулярних спотворень, що виникають при поширенні світла в
неоднорідному середовищі, за допомогою керованих оптичних елементів.
Основні завдання адаптивної оптики – це підвищення межі дозволу
спостережних приладів, концентрація оптичного випромінювання на
приймачі або мішені тощо.
Адаптивна оптика знаходить застосування в конструюванні наземних
астрономічних телескопів, в системах оптичної комунікації, в промисловій
лазерної техніки, в офтальмології тощо, де дозволяє компенсувати, відповідно,
атмосферні спотворення, аберації оптичних систем, в тому числі оптичних
елементів очі людини.
Тому, розробка високоефективного пристрою, що забезпечить
автоматичне фокусування адаптивної оптичної системи мікросистемної
техніки на досліджуваній поверхні є завданням важливим і актуальним,
вирішенню якого присвячена дана кваліфікаційна робота.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
7
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

1. Обґрунтування необхідності проектування
на основі критичного аналізу літературних джерел

В результаті підготовки до патентного пошуку аналогів з досліджуваної
тематики було визначено, що патентний пошук слід здійснювати за МКИ
G02В 7/105 [2], де:
Розділ G – Фізика
G02 Оптика
G02В Оптичні елементи, системи або пристрої
G02В 7/00 Оправи, що регулюють пристосування і
світлонепроникні з'єднання для оптичних елементів
G02В 7/105 ... з рухомими лінзами, спеціально пристосованими
для фокусування на близьку відстань
Вивчення літературних джерел слід виконувати за УДК [3], зокрема
досліджувана тематика відноситься до УДК 53.082.531, де:
53 Фізика
53.08 Загальні основи і теорія вимірювань. Конструкції і деталі
вимірювальних приладів. Методи вимірювання. Спостереження
і реєстрація результатів вимірювання
53.082 Основні методи вимірювання. Конструкції вимірювальних
приладів
53.082.5 Методи вимірювань, засновані на використанні оптичних явищ
53.082.53 на використанні відображення, заломлення і поглинання світла
53.082.531 Віддзеркалення світла

В результаті здійсненого пошуку та аналізу інформаційних джерел
особливий інтерес викликали прилади, про які мова йтиме далі.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
8
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

По-перше розглянемо основні відомості про принципи роботи та
характеристики аеродинамічних систем, а також про основні типи та види
нагнітаючих вентиляторів для аеродинамічних систем.

1.1. Основні відомосі та призначення систем адаптивної оптики
Промені світла, що йдуть від космічних джерел, проходячи крізь
неоднорідну атмосферу Землі, відчувають сильні спотворення. Наприклад,
хвильовий фронт світла, що приходить від далекої зірки (яку можна вважати
нескінченно віддаленою точкою), на зовнішньому кордоні атмосфери має
ідеально плоску форму. Але пройшовши крізь турбулентну повітряну
оболонку і досягнувши поверхні Землі, плоский хвильовий фронт втрачає
свою форму і стає схожий на хвилююче морську поверхню. Це призводить до
того, що зображення зірки перетворюється з «точки» в безперервно тремтячу
і вируючу пляму. При спостереженні неозброєним оком ми сприймаємо це як
швидке миготіння і тремтіння зірок. При спостереженні в телескоп замість
«точкової» зірки ми бачимо тремтяче і переливаються пляма; зображення
близьких один до одного зірок зливаються і стають невиразні окремо;
протяжні об'єкти - Місяць і Сонце, планети, туманності і галактики -
втрачають різкість, у них пропадають дрібні деталі.
Зазвичай на фотографіях, отриманих телескопами, кутовий розмір
найдрібніших деталей становить 2-3І; на кращих обсерваторіях він зрідка
становить 0,5І. Слід мати на увазі, що при відсутності атмосферних спотворень
телескоп з об'єктивом діаметром в 1 м дає кутовий дозвіл близько 0,1І, а з
об'єктивом в 5 м дає дозвіл в 0,02І. Фактично таке висока якість зображення у
звичайних наземних телескопів ніколи не реалізується через вплив атмосфери.
Пасивний метод боротьби з атмосферними спотвореннями полягає в
тому, що обсерваторії будують на вершинах гір, зазвичай на висоті 2-3 км,
вибираючи при цьому місця з найбільш прозорою і спокійною атмосферою.
Але будувати обсерваторії і працювати на висоті більше 4,5 км практично
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
9
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

неможливо. Тому навіть на найкращих високогірних обсерваторіях велика
частина атмосфери розташовується все ж вище телескопа і суттєво псує
зображення.
Взагалі кажучи, завдання «отримати зображення краще, ніж дає
атмосфера», в астрономії вирішують різними засобами. Історично, в епоху
візуальних спостережень в телескоп, астрономи навчилися уважно ловити
моменти гарного зображення. В силу випадкового характеру атмосферних
спотворень в деякі миті вони стають незначними, і в зображенні виявляються
дрібні деталі. Найбільш досвідчені і наполегливі спостерігачі годинами
чатували ці моменти і змогли таким чином замалювати дуже тонкі деталі
поверхні Місяця і планет, а також виявити і виміряти дуже тісні подвійні зірки.
Але крайня необ'єктивність цього методу яскраво проявилася в історії з
марсіанськими каналами: одні спостерігачі їх бачили, інші - ні.
Застосування в астрономії фотопластинок дозволило виявити безліч
нових об'єктів, недоступних оку через їх низьку яскравості. Однак
фотоемульсія при слабкому освітленні має дуже малу чутливість до світла,
тому на початку 20 ст. при астрономічному фотографуванні були потрібні
багатогодинні експозиції. За цей час атмосферний тремтіння помітно знижує
якість зображення в порівнянні візуальним.
Деякі астрономи намагалися боротися з цим явищем, самостійно
виконуючи роль активної і частково адаптований оптичних систем. Так,
американські астрономи Дж.Е.Кілер (Keeler JE, 1857-1900) і В.Бааде (Baade
W., 1893-1960) регулювали під час експозиції фокус телескопа, спостерігаючи
з дуже великим збільшенням (близько 3000 разів) форму коми зірки на краю
поля зору. А відомий конструктор телескопів Дж.У.Річі (Ritchey G.W., 1864-
1945) розробив особливу фотокассету на рухомій платформі - так звану
«касету Річі»; з її допомогою можна швидко виводити фотопластинку з фокуса
телескопа, замінюючи її фокусировочним приладом (ніж Фуко), а потім
повертати касету точно в попереднє положення. Під час експозиції Річі кілька
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
10
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

разів відсував касету, коли відчував, що потрібно поправити фокус. До того ж,
спостерігаючи за якістю зображення і його положенням в окуляр, розміщений
поруч з касетою, Річі постійно поправляв положення касети і навчився швидко
закривати затвор, коли зображення ставали поганими. Ця робота вимагала від
астронома дуже високої напруги, але зате сам Річі отримав таким способом
чудові фотографії спіральних галактик, на яких вперше стали видні окремі
зірки; ці прекрасні знімки відтворювалися у всіх підручниках 20 в. Однак
широкого застосування касета Річі не отримала зважаючи на велику
складності роботи з нею.
Розвиток фото- і відеотехніки дозволило швидко фіксувати зображення
об'єкта в режимі кінозйомки з подальшим відбором найбільш вдалих
зображень. Були розроблені і більш тонкі методи апостеріорного аналізу
зображень, наприклад, методи спекл-інтерферометрії, що дозволяють
виявляти в розмитому атмосферою плямі розташування і яскравість об'єктів із
заздалегідь відомими властивостями, таких як «точкові» зірки. Математичні
методи відновлення зображень також дозволяють підвищувати контраст і
виявляти дрібні деталі. Але зазначені методи застосовуються в процесі
спостереження.
Принципи адаптивної оптики. Запуск на орбіту в 1990 оптичного
телескопа «Хаббл» діаметром 2,4 м і його надзвичайно ефективна робота в
наступні роки довели великі можливості телескопів, не обтяжених
атмосферними спотвореннями. Але висока вартість створення і експлуатації
Космічного телескопа змусили астрономів шукати шляхи компенсації
атмосферних перешкод у поверхні Землі. Поява швидкодіючих комп'ютерів і,
не в останню чергу, бажання військових створити систему космічного зброї з
лазерами наземного базування зробили актуальною роботу по компенсації
атмосферних спотворень зображення в реальному часі. Система адаптивної
оптики дозволяє вирівнювати і стабілізувати хвильовий фронт пройшов крізь
атмосферу випромінювання, дає можливість не тільки отримувати в фокусі
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
11
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

телескопа чітке зображення космічного об'єкта, а й виводити з Землі в космос
гостро сфокусований промінь лазера. На щастя, військові пристрої такого типу
не були реалізовані, але виконана в цьому напрямку робота надзвичайно
допомогла астрономам майже повністю реалізувати теоретичні параметри
великих телескопів за якістю зображення. До того ж розробка активної оптики
уможливила будівництво наземних оптичних інтерферометрів на базі
телескопів великого діаметра: оскільки після проходження через атмосферу
довжина когерентності світла становить всього близько 10 см, наземний
интерферометр без системи адаптивної оптики працювати не може.
Завдання адаптивної оптики полягає в нейтралізації в реальному часі
спотворень, що вносяться атмосферою в зображення космічного об'єкта.
Зазвичай адаптивна система працює спільно з системою активної оптики, що
підтримує конструкцію і оптичні елементи телескопа в «ідеальному» стані.
Діючи спільно, системи активної і адаптивної оптики наближають якість
зображення до гранично високого, який визначається принциповими
фізичними ефектами (в основному - дифракцией світла на об'єктиві
телескопа).
В принципі системи активної і адаптивної оптики подібні один одному.
Обидві вони містять три основні елементи: 1) аналізатор зображення,
2) комп'ютер з програмою, що виробляє сигнали корекції і 3) виконують
механізми, що змінюють оптичну систему телескопа так, щоб зображення
стало «ідеальним». Кількісне відмінність між цими системами полягає в тому,
що корекцію недоліків самого телескопа (активна оптика) можна проводити
порівняно рідко - з інтервалом від кількох секунд до 1 хвилини; але виправляти
перешкоди, що вносяться атмосферою (адаптивна оптика), необхідно значно
частіше - від декількох десятків до тисячі разів в секунду. Тому система
адаптивної оптики не може змінювати форму масивного головного дзеркала
телескопа і змушена керувати формою спеціального додаткового «легкого і
м'якого» дзеркала, встановленого у вихідної зіниці телескопа.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
12
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Реалізація адаптивної оптики. Вперше на можливість корекції
атмосферних спотворень зображення за допомогою деформованого дзеркала
вказав в 1953 американський астроном Хорас Бебкок (Babcock H.W., р. 1912).
Для компенсації спотворень він запропонував використовувати
віддзеркалення світла від масляної плівки, поверхня якої деформована
електростатичними силами. Тонкоплівкові дзеркала з електростатичним
керуванням розробляються для аналогічних цілей і в наші дні, хоча більш
популярним виконавчим механізмом служать п'єзоелементи із дзеркальною
поверхнею.
Плоский фронт світлової хвилі, пройшовши крізь атмосферу,
спотворюється і поблизу телескопа має досить складну структуру. Для
характеристики спотворення зазвичай використовують параметр r0 - радіус
когерентності хвильового фронту, який визначається як відстань, на якому
среднеквадратическая різниця фаз досягає 0,4 довжини хвилі. У видимому
діапазоні, на хвилі довжиною 500 нм, в переважній більшості випадків r0
лежить в інтервалі від 2 до 20 см; умови, коли r0 = 10 см, нерідко вважаються
типовими. Кутовий дозвіл великого наземного телескопа, що працює через
турбулентну атмосферу з довгою експозицією, так само вирішенню ідеального
телескопа діаметром r0, що працює поза атмосферою. Оскільки значення r0
зростає приблизно пропорційно довжині хвилі випромінювання (r0μ l6 / 5),
атмосферні спотворення в інфрачервоному діапазоні істотно менше, ніж у
видимому.
Для невеликих наземних телескопів, діаметр яких порівняємо з r0,
можна вважати, що в межах об'єктива хвильовий фронт плоский і в кожен
момент часу нахилений випадковим чином на деякий кут. Нахил фронту
відповідає зсуву зображення в фокальній площині або, як кажуть астрономи,
тремтіння (у фізиці атмосфери прийнято термін «флуктуації кута приходу»).
Для компенсації тремтіння в таких телескопах досить ввести плоске кероване
дзеркало, нахиляється по двох взаємно перпендикулярним осям. Досвід
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
13
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

показує, що таке найпростіше виконавчий пристрій в системі адаптивної
оптики малого телескопа вельми істотно підвищує якість зображення при
тривалих експозиціях.

1.2. Компоненти систем адаптивної оптики
Можна виділити три основних компоненти АОС: датчик хвильового
фронту, коректор хвильового фронту і систему управління і контролю.
Датчик хвильового фронту здійснює вимір спотворень хвильового
фронту випромінювання, що виникають через турбулентність середовища,
аберацій оптичної системи і інших чинників. Датчик хвильового фронту
повинен володіти швидким відгуком на що надходить сигнал, а також високим
просторовим дозволом. Він повинен максимально ефективно використовувати
надходить випромінювання; іншими словами, в формуванні керуючого
сигналу має брати участь максимальне число вступників на ДВФ фотонів. В
АОС для телескопів датчик повинен працювати в широкому спектральному
діапазоні, в тому числі виходить за межі видимої області спектра. В АОС для
лазерів ця вимога не так критично: в даному випадку датчик повинен лише
забезпечувати роботу в спектральному діапазоні лазерного випромінювання.
Бажане властивість для ДВФ - лінійність відгуку в усьому спектральному
діапазоні випромінювання, що приймається.
Коректор хвильового фронту є компонентом АОС, який
використовується для компенсації спотворень, внесених в хвильовий фронт
випромінювання в ході його поширення. Коректор - це
електрооптомеханіческое пристрій, що забезпечує фізичне переміщення або
зміна форми компонентів оптичної системи, пропорційне вступнику сигналу.
Можна виділити дві основні групи КВФ. Найпростішим КВФ є поворотний
дзеркало, яке забезпечує корекцію нахилу хвильового фронту в двох
площинах.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
14
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Залишкові спотворення виправляються за допомогою деформуються
дзеркал (ДЗ), форма яких може змінюватися в часі. В ідеальному випадку
форма дзеркала повинна повторювати інвертований спотворений хвильовий
фронт випромінювання (рис. 1.1).

Рисунок 1.1 - Ілюстрація принципу корекції фази за допомогою ДЗ:
а - випромінювання зі спотвореним хвильовим фронтом, падаюче на ДЗ;
б - відбите від ДЗ випромінювання з плоским хвильовим фронтом

Функції СКУ часто зводяться до наступного: прийняти сигнал від ДВФ
з інформацією про форму хвильового фронту, перетворити його і передати на
КВФ з інформацією про необхідні зміни форми або положення. Найчастіше в
АОС паралельно використовуються кілька СКУ в сполученні з декількома
КВФ. Так, одна пара СКУ - КВФ, де в ролі КВФ виступає поворотний
дзеркало, забезпечує виправлення найпростіших аберацій, в той час як друга
пара, де використовується ДЗ, виправляє аберації вищих порядків.

Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
15
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

1.3. Класифікація систем адаптивної оптики за типом управління
Всі безліч систем адаптивної оптики в залежності від взаємного
розташування елементів можна умовно розділити на два типи: з прямим
управлінням і зі зворотним зв'язком [1]. Такі системи схематично представлені
на рис. 1.2 та 1.3.
В АОС з прямим управлінням (рис. 1.2, а) зображення будується в такий
спосіб. Випромінювання від джерела, позначеного на малюнку як І, проходить
через обурену середу (наприклад, для телескопічних систем - через
турбулентну атмосферу), і його хвильовий фронт спотворюється. До того як
випромінювання потрапить на деформируемое дзеркало ДЗ, частина його за
допомогою светоделітель СД відводиться на датчик хвильового фронту ДВФ.
Сигнал від датчика надходить на систему контролю і управління К, де
розраховується необхідна форма дзеркала, що дозволяє вирівняти хвильовий
фронт, а також формуються сигнали до пристроїв зміни форми дзеркала.
Спотворений хвильовий фронт після відображення від дзеркала ДЗ зі
зміненою формою вирівнюється, випромінювання через додаткову фокусуючу
систему ФС потрапляє на екран Е, де формується зображення джерела.
На рис. 1.2, б приведена блок-схема АОС з прямим управлінням.
Наведемо фізичний зміст функцій, заданих на фазовій діаграмі. Функція w =
w(t, r) описує випромінювання від джерела з неспотвореним хвильовим
фронтом; e = e(t, r) - функція спотворень, що виникають при проходженні
через обурену середовище; описує випромінювання зі спотвореним хвильовим
фронтом на вході в оптичну систему; справедливо записати цю функцію як win
= w + e.
Светоделітель розділяє входить випромінювання in на дві компоненти,
що володіють хвильовим фронтом, ідентичним хто входить. Одна компонента,
u1(win), Надходить на ДЗ, друга, u2(win)- на ДВФ.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
16
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Рисунок 1.2 - АОС з прямим управлінням: а - принципова схема;
б - блок-схема адаптивного телескопа з прямим управлінням

Функція s = s (t, r) описує електричний сигнал від датчика з інформацією
про форму хвильового фронту; p = p(t, r) - сигнал від СКУ з інформацією про
параметри зміни форми ДЗ. Функція wout = wout(t, r) описує випромінювання з
виправленим хвильовим фронтом на виході з системи. У блок-схемі опущена
додаткова фокусуються система, представлена на рис. 1.2, а, оскільки вона не
несе принципово важливої інформації про роботу системи адаптивної оптики.
Головними перевагами систем прямого управління є їх високу
швидкодію. Однак значні обмеження на використання обумовлюються їх
істотними недоліками, які полягають в наступному. По-перше, оскільки ДВФ
знаходиться перед оптичною системою, яка безпосередньо формує
зображення, аберації, що вносяться елементами самої системи, а також
аберації, що виникають в обуреної середовищі після датчика, не коригуються.
По-друге, оскільки не відбувається додаткового контролю змін, внесених в
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
17
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

хвильовий фронт за допомогою ДЗ, до систем управління формою дзеркала і
детектування хвильового фронту пред'являються надзвичайно високі вимоги.
Даних недоліків позбавлені АОС зі зворотним зв'язком. Схематично така
система представлена на рис. 1.3, а. У ній ДВФ розташований після ДЗ, який
бере участь в побудові зображення.

Рисунок 1.3 - АОС зі зворотним зв'язком: а - принципова схема;
б - блок-схема адаптивного телескопа зі зворотним зв'язком

Тому, далі проведемо розробку пристрою, що забезпечить автоматичне
фокусування адаптивної оптичної системи мікросистемної техніки на
досліджуваній поверхні

Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
18
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

2. Обґрунтування технічного завдання

Автофокус оптичної системи пристрою позиціонування призначений
для регулювання фокусною відстанню оптичної системи автоматично, в
залежності від відстані між оптичною системою та досліджуваною поверхнею.
Контроль точності відбувається за допомогою оптичного випромінювання
видимого діапазону, що формуються пристроєм контролю, відбиваються від
виробу і потрапляють на фотоприймач пристрою контролю, який в залежності
від інтенсивності прийнятого сигналу керує часом та режимом фокусування.
Пристрій автоматичного фокусування адаптивної оптичної системи
пристрою позиціонування повинен відповідати наступним характеристикам:
1. Живлення від мережі змінного струму (50±0,5) Гц з номінальною наругою
380 В ±10%.
2. Пристрій повинен мати захист від впливу оточуючого середовища.
3. Пристрій призначений для роботи у закритих стаціонарних приміщеннях
при температурі оточуючого середовища в межах від -15 до +45 ºС.
4. Середній термін служби – не менше 5 років
5. Вірогідність безвідмовної роботи пристрою за 45 тис.годин – 0,98.
6. Захист від ураження електричним струмом по класу ІІ.
7. Габаритні розміри 16312218 мм.
8. Ступінь захисту корпусу – IP44.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
19
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

3. Розробка структурної схеми

На рисунку 3.1 представлена функціональна блок-схема автофокусу
оптичної системи пристрою позиціонування.
А1 А2 А3
VD1
Генератор оптичного Блок Блок обробки
HL1
випромінювання генератора сигналу
Блок Виконавчий
Рефлектор лампи денного світла
живлення блок

Рисунок 3.1 - Блок-схема автофокусу оптичної системи пристрою
позиціонування

Генератор оптичного випромінювання (блок А1) призначений для
формування оптичного сигналу, який за допомогою блоку випромінювача
HG1 спрямовується на відбиваюче покриття рефлектора, який підлягає
фарбуванню. Оптичне випромінювання у вигляді пакету сигналів формується
з метою усунення випадкового спрацювання пристрою контролю від
зовнішніх засвічування.
Вузол прийомного пристрою оснований на впливі оптичного
випромінювання на фотодатчик VD1 і до складу якого входить блок
генератора (блок А2), блок обробки сигналу (А3) та виконавчий блок (А4), до
складу якого входить електронне реле. Основою вузла регулювання є
мультивібратор (блок А5), який грає роль часозадаючого ланцюга та
генератор коротких імпульсів.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
20
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

4 Розробка електричної принципової схеми

Електрична принципова схема автофокусу оптичної системи пристрою
позиціонування показана на рисунку 4.1.
380В 50Гц
R10 А В С 0
VT1 C17
C7 QF1
VD12 R34
14 R22 R29
8
C2 &
10 +
9 C28
C19 R35
DD1.1
R3 C8 VD5 R11
DD1.4
HL1 DD1.3 & 1 YA1
R24 5 3 К1.1
&
4 2
6
VD1
VT2
+ EL3
C3 VD4 C11 C13 R58 C24
C20
DD1.2
C18 R23
& 12
R4 11
13
R38
7 +
C21
EL1
R36
R12 R18 R30 VD13 C27
R19
R6 R8 VD10 + VD14
C25 R33
C4 C15
+ +
R26
VT5
C9 C12 R13 VD8
R1 R5 VD11
EL2
R27
C16
R20
R37
C5 DA2
2 7
+U
VT6
R31
6
DA1
R16 VD6
C1 VD3 R7 R9 R14 2 6
VT4 R25
3 4
VT3 -U
+ C26
3
R17
4
-U
K1 VS1
7 + +
+U VD7 VD9 C22 C23
R2 VD2 C6 C10 C14 R15 R21 R28
+ R32
VL1

Рисунок 4.1 - Електрична принципова схема автофокусу оптичної системи
пристрою позиціонування

Схема генератора оптичного сигналу виконана на основі мікросхеми
К561ЛА7. Для ускладнення характеру сигналів, що генеруються, живлення
генератора також не стабілізоване і на виході випрямляча присутні
незгладжені пульсації. Напруга живлення пристрою не перевищує паспортних
значень використовуваних в схемах напівпровідникових приладів, у зв'язку з
чим можлива їх тривала експлуатація без відключення від мережі.
Навантаження генераторів розв'язане від живлячої мережі опорами гасячих
випрямлячів і малими ємностями перехідних конденсаторів.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
21
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Пристрій зібрано в пластмасовому корпусі з внутрішнім розміром
16312218 мм. Оптичні випромінювачі (від одного до трьох - залежно від
діаметру відбивача – виробу, точність якого вимірюється та відстані до нього)
розташовуються навколо фотоприймача і приєднуються до генератора тонким
дротом.
Схема прийомного пристрою складається з генератора (VT1, VT2), вузла
обробки його сигналу (VT3, DA1), електронного реле (VT4, VT5, К1) та
прийомного фотодатчика VD1. Транзистор VT2 виконує функції джерела
стабільного струму і динамічного навантаження транзистора VT1. Амплітуда
генеруючих коливань стабілізується завдяки подачі на затвор цього
транзистора (через інтегруючий ланцюг R11-C13-R16) постійної складової
випрямленої діодами VD4, VD5 вихідної напруги генератора.
Вузол обробки сигналу містить емітерний повторювач на транзисторі
VT3, випрямляч, виконаний по схемі подвоєння напруги на діодах VD2, VD3,
інтегруючі ланцюги R6-C9-R8-C12 та R7-C10-R9-C14 з різними постійними
часу і компаратор на операційному підсилювачі DA1. У сталому режимі
вихідна напруга компаратора дорівнює 0, транзистори VT4, VT5 закриті і реле
К1 знеструмлене.
У момент включення живлення потенціал затвору транзистора VT1
дорівнює 0, його крутизна максимальна і генератор самозбуджується. У міру
зарядки конденсатора С13 амплітуда коливань плавно зменшується і через
декілька секунд стабілізується на деякому рівні. Приблизно до цього ж часу
встановлюється нульова напруга на виході DA1.
При прийомі оптичних коливань фотодатчиком VD1 втрати в VD1-C2-
C3 зростають і амплітуда коливань, що генеруються, на деякий час
(визначається параметрами елементів ланцюга R11-C13-R16) падає. В
результаті напруга на виході випрямляча (VD2, VD3), а з невеликою
затримкою - і на інвертуючому вході операційного підсилювача DA1
зменшується, і оскільки потенціал його іншого входу до цього часу змінитися
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
22
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

не встигає (із-за більшої постійної часу ланцюга R7-C10-R9-C14), вихідна
напруга компаратора стрибком знижується. При цьому відкриваються
транзистори VT4, VT5 подаючи команду на виконавчий пристрій К1, який
вимикає електростатичну камеру фарбування завдяки спрацюванню котушки
електромагнітного приводу YA1 автоматичного вимикача QF1. Крім того, в
залежності від рівня прийнятого сигналу відбувається регулювання напруги
на електростатичній камері і, відповідно, інтенсивності (товщини) нанесеного
покриття.
Мультивібратор виконано на операційному підсилювачі DA2, що керує
роботою генератора коротких імпульсів, виконаного на одноперехідному
транзисторі VT6, який, в свою чергу, забезпечує відкриття симістора VS1.
Живиться генератор від мережі через випрямляч на діодах VD13, VD14 з
баластним конденсатором С27. Для живлення мультивібратора встановлено
параметричний стабілізатор, що складається з баластного резистора R30 і
стабілітронів VD8, VD9.
Мультивібратор зібрано по відомій схемі з часозадаючим
конденсатором С23 і незалежними ланцюгами його зарядки (VD10, R25) і
розрядки (VD11, R27). Конденсатор розряджається і заряджає не повністю, а
між двома значеннями напруги (приблизно 5,2 і 4,2 В), яка визначається
резисторами R25 і R28 і напругою живлення операційного підсилювача. Це
зроблено для того, щоб не перевищити робочу напругу конденсатора і мати
можливість реалізувати малі витримки при малому зарядному і розрядному
струмах.
Мультивібратор виробляє прямокутні імпульси, тривалість їх і пауз між
ними (а від так – і точність регулювання напруги на електростатичній камері)
залежить, від встановлених опорів змінних резисторів. Коли на виході
операційного підсилювача буде напруга, близька до напруги живлення, почне
працювати генератор на одноперехідному транзисторі. Імпульси напруги з
нього поступатимуть на електрод керуючого симістора – він відкривається на
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
23
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

початку кожного напівперіоду, і на навантаження поступає практично вся
мережева напруга.
Оскільки для нормальної роботи симістора на змінній напрузі на його
управляючий електрод треба подавати імпульси негативної полярності, схема
включення одноперехідного транзистора декілька відрізняється від
традиційної - електрод управляючого симістора підключений до емітерного
ланцюга транзистора.
Коли на виході операційного підсилювача опиниться напруга, близька
до нуля, генератор перестане працювати і симістор не відкриється.
Навантаження буде знеструмлено.
Налагодження таймера зводиться до підбору резистора R30 (при
працюючому генераторі на одноперехідному транзисторі) такого опору, щоб
напруга на конденсаторі С25 була на третину більше, ніж на катоді
стабілітрона VD8. Якщо опір опиниться більше 1 кОм, доведеться збільшити
ємність конденсатора С27.
У пристрої можна застосувати операційний підсилювач К553УД1А,
транзистори серій КТ315 (VT3), КТ349 (VT4), КТ608А (VT5), діоди серій Д220
(VD2-VD6) і Д223 (VD7), реле РЭС9 (паспорт РС4.524.202).
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
24
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

5 Розрахунок основних елементів електричної схеми

5.1. Розрахунок диференціюючої схеми вузла прийому оптичного
сигналу
Диференціююча схема призначена для отримання коротких позитивних
імпульсів (сплесків) тривалістю близько 1 мс. Визначимо параметри напруги
на вході диференціюючої схеми.
Диференціююча схема, або диференціатор, рисунок 5.1 – є
комплементарною по відношенню до інтегратора.

Рисунок 5.1 – Розрахункова схема диференціатора:
а - схема; б - вхідна напруга; в - вихідна напруга

Напруга на її виході пропорційно швидкості зміни вхідної напруги.
Відмітимо, що вхід операційного підсилювача підключений через
конденсатор, а в ланцюзі зворотного зв‘язку є резистор. Основне рівняння для
диференцюючої схеми можна записати у вигляді:
du
u0 = −R C  1 ,
dt
або
u
u = −R C  1
0 ,
t
де R – опір зворотного зв‘язку; С – ємність на зворотному ланцюзі
диференціатора; u1 – зміна напруги на вході диференціатора; t – тривалість
перехідних процесів.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
25
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Оскільки напруга на виході диференціюючої схеми пропорційна
швидкості зміни напруги на її вході, тривалість імпульсу напруги на виході
при подачі на вхід прямокутних імпульсів практично залежить тільки від
тривалості перехідних процесів (вхідна і вихідна напруга показана на рисунку
5.1, б, в).
Розглянемо останнє рівняння стосовно епюри вихідної напруги (рисунок
5.1, в). При t=0 напруга на вході змінюється від 0 до 1 В. Покладаючи, що
форма вхідної напруги строго прямокутна, отримуємо, що перехід від одного
стану схеми до іншого відбувається за час, рівний нулю, тоді uі/t = . Це
означає, що вихідна напруга досягає нескінченності в тимчасовому інтервалі,
рівному нулю. На практиці приймемо, що напруга у схемі встановлюється до
необхідного значення і потім спадає за 0,1 мкс. Тоді, u1 = 1 В; t = 0,1 мкс,
або:
u1 1
= =107 В/с.
t 0,110−6
Тоді, напруга при перехідному процесі:
u = R C 107
0 .
Вважаючи, що ємність С = 1 мкФ, а опір зворотного зв‘язку R = 10 кОм,
маємо наступне значення для напруги:
u0 = 104 10−6 107 = 105 В.
Очевидно, що підсилювач не може розвинути напругу 105 В. Реально
значення вихідної напруги визначається напругою насичення або напругою
джерела живлення. Протягом часу, що відповідає плоскій вершині імпульсу,
конденсатор блокує вхід операційного підсилювача. Вихідна напруга при
цьому дорівнює нулю. Оскільки потрібно отримати тільки позитивні імпульси,
звідки витікає, що частота повторення імпульсу:
1
 = ;
R C
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
26
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

1
 = =100 імп/с.
10−6 104
Таким чином, в результаті проведених розрахунків розраховано
диференціюючу схему вузла прийому оптичного сигналу та підібрано
параметри диференціального ланцюга на виході операційного підсилювача:
R = 10 кОм, С = 1 мкФ.

5.2 Розрахунок витрат потужності на транзисторному ключі
Оскільки точність роботи вентиляторів охолодження залежить від
теплових витрат на транзисторному ключі, а робота даних елементів
безпосередньо пов‘язана з температурою їх корпусу, проведемо розрахунок
максимальних витрат потужності на транзисторному ключі марки КТ3107В з
метою визначення доцільності їх використання в даній схемі.
З таблиці характеристик транзистора КТ3107В маємо: вихідна ємність
переходу колектор-емітер CКЕ = 7 пФ; зовнішній опір між колектором та
емітером транзистора RКЕнас = 0,12 Ом (при максимально допустимій
температурі корпуса 100 С).
Розрахунок проводимо при максимальній допустимій напрузі живлення
UКБ0 max = 30 В;
Знаходимо витрати потужності при відкритому транзисторі:
Pâ³ä = 0,5 C 2
KE  UÊÁ0max  fãð ,
де CКЕ = 7 пФ - вихідна ємність переходу колектор-емітер;
UКБ0 max = 30 В - максимальна допустима напруга живлення;
fгр = 2 МГц – гранична частота коефіцієнту передачі струму.
P −12
â³ä = 0,5 7 10 302  2 106 = 0,63 Вт.
Знаходимо витрати потужності при закритому транзисторі:
UÊÁ0max + UÊÅRmax
Pçàêð =  Iê  fãð  t çàêð ,
6
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
27
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

де UКЭRmax = 20 В - максимально допустима напруга „колектор-емітер” при
струмі бази, що дорівнює нулю; Ік = 0,2 А – максимально допустимий струм
колектора; tзакр = 15 нс – час закриття транзистора;
30 + 20
P = 0,2  2 108 1,5 10−8 = 5 Вт.
çàêð
6
Визначимо витрати потужності на його опорі „колектор-емітер” при
відкритому транзисторі:
R ÊÅíàñ  I2
ê  n
PR = ,
3
де RКЕнас = 0,12 Ом - зовнішній опір між колектором та емітером транзистора;
Ік = 0,2 А – максимально допустимий струм колектора;
n = 0,5 - коефіцієнт передачі.
0,12 0,22 0,5
P = = 0,0008 Вт.
R
3
Загальні витрати потужності на транзисторі КТ3107В знаходимо за
формулою:
Pçàã = Ðâ³ä + Ðçàêð + ÐR ,
Pçàã = 0,63 + 5 + 0,0008 = 5,6308 Вт.
Максимальна потужність транзистора складає:
Pmax = UÊÁ0max  Iê ,
де UКБ0 max = 30 В - максимальна допустима напруга живлення;
Ік = 0,2 А – максимально допустимий струм колектора.
Pmax = 30 0,2 = 6 Вт.
Тоді, кількість електричної потужності транзистора, що йде на теплові
витрати складає:
6 − 5,6308
k = 100% = 6,1%,
6
що є задовільним для силових транзисторів серії КТ (15%).
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
28
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Таким чином, можна зробити висновок, що використання транзисторів
КТ3107В є доцільним в нашій схемі і дозволяє підтримувати на високому рівні
чутливість роботи схеми керування.

5.3. Розрахунок розширювача імпульсів самоналагоджувальної
системи фокусування
Початкові дані для розрахунку розширювача імпульсів
самоналагоджувальної системи фокусування: довжина робочої зони датчика
L0 = 0,003 м; ширина визначення Lш = 0,0014 м; діапазон зміни номінальних
швидкостей uТном = 0,12...3 м/с; діапазон зміни вихідного імпульсу Tвих =
0,3...11 с, напруга колекторного джерела Ек = 10 В; напруга джерела зсуву Езс
= 10 В, напруга джерела живлення зарядного ланцюга
Е0 = 20 В; транзистори VТ3 і VТ4 типу 2Т3ХХХ. Принципова та еквівалентна
електричні схеми розширювача імпульсу наведені на рисунку 5.2.

Рисунок 5.2 – Принципова (а) і еквівалентна (б) схеми розширювача імпульсів

Методика розрахунку розширювача імпульсів самоналагоджувальної
системи фокусування полягає в наступному.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
29
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

1. Задаємося струмом колектора Ік = 10 мА. Величина опору
навантаження:
Å
R = ê
ê2 ,
Iê
де Ек = 10 В напруга джерела зсуву; Ік = 10 мА – струм колектора.
10
Rê2 = = 103Ом.
10 10−3
2. Для забезпечення температурної стабільності схеми при великій
величині розрядного опору Rб = R'б + R"б як транзистор VТ3 обираємо
транзистор 2Т3167, у якого опір шунтування Rш = 5...30 МОм.
3. Задаємося ступенем насичення транзисторів VТ3 і VТ4: Sи = 1. Тоді
коефіцієнт посилення по струму складеного транзистора:
  
 = 2 + 3 + 2 3 ,
Sí 2 Sí 3 Sí 2 Sí 3
де 2 = 3 = 21,4 - коефіцієнти посилення по струму кожного з транзисторів
VТ3, VТ4.
2 
 = + 3 2 
+ 3  500 .
1 1 11
4. Опір резистора в ланцюзі бази:
Rá = R á + R á = R ê2  ,
Rá = 103 500 = 5 105Ом.
5. Коефіцієнт шунтування при вищій температурі:
R
h á
ø .â = ,
Rø
де Rш = 5...30 МОм - опір шунтування; приймаємо, Rш = 5 МОм
5 105
hø .â = = 0,1.
5 106
6. Коефіцієнт температурної стабільності транзисторів:
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
30
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

h
k  0,72  ø .â
ò ,
1+ hø .â
0,1
kò  0,72  = 0,07 .
1+ 0,1
Оскільки значення kт невелике і визначене за найсприятливіших умов,
схема матиме достатню температурну стабільність.
7. Далі, знаходимо верхню межу постійною часу ланцюга розряду:
T
 = ÂÈÕ max
max ,
 0,3umin 
 −
u 
ln3− 2 e íîì 
 
 
де uном = 0,12...3 м/с – діапазон зміни номінальних швидкостей; umin = 0,12 м/с;
uном = 1,56 м/с; TВИХ = 0,3...11 с – діапазон зміни вихідного імпульсу;
ТВИХmax = 11 с.
11
max = = 35 с.
 0,30,12
 − 

ln3− 2 e 1,56

 
 
8. Розраховуємо величину ємності зарядного конденсатора:

C1 = max 106 ,
Rá
де Rб = 500 кОм – опір резистора в ланцюзі бази.
35
C = 106
1 = 70 мкФ.
5 105
Приймаємо ємність зарядного конденсатора С1 = 100 мкФ.
9. Задаємося ступенем насичення транзисторів Sи = 8 і знаходимо
величину:
R
R  = á
á ,
Sí
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
31
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

де Rб = 500 кОм – опір резистора в ланцюзі бази; Sи = 8 – ступень насичення
транзисторів.
5 105
R á = = 63103 Ом.
8
Обираємо R'б = 68 кОм. При цьому,
Rá = 500  Rá − R á = 500 − 68 = 432 кОм – умова виконується.
Приймаємо змінний резистор R'б = 470 кОм.
10. Визначуваний реальний діапазон витримок розрахованого вузла:
 0,3u
− min 

(   ) u 
T = R + R C  ln3− 2 e íîì
ÂÈÕ max á á 1  ,
 
 
 0,3u
 − min 
u 
TÂÈÕ min = R á  ln3− 2 e íîì  ,
 
 
де Rб – опір резистора в ланцюзі бази. uном = 0,12...3 м/с – діапазон зміни
номінальних швидкостей; umin = 0,12 м/с; uном = 1,56 м/с; С1 = 100 мкФ - ємність
зарядного конденсатора.
 0,30,12
 − 
T = (470 + 68)103 100 10−6  ln 3− 2 e 1,56 
ÂÈÕ max   = 17 с,
 
 
 0,30,12 
3  −
T 1,56 
ÂÈÕ min = 68 10  ln3− 2 e  = 2с.
 
 
11. Отриманий діапазон витримок часу з конденсатором C1 не
забезпечує роботу системи при високих швидкостях руху пресу
(TВИХ = 0,3...11 с). Визначаємо ємність зарядного конденсатора другого
діапазону витримок часу:
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
32
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

T
C = ÂÈÕ min
2 ,
 0,3u
− min 
 
R á
u
 ln3− 2 e íîì 
 
 
2
C2 = = 15 10−6Ф.
 0,30,12
− 
3  
68 10  ln3 − 2 e 1,56

 
 
Приймаємо С2 = 20 мкФ.
12. Перевіряємо по формулах, приведених в п.10, діапазон витримок:
ТВИХmах = 3,3 с, T"ВИХmin = 0,4 с. Загальний діапазон витримок відповідає
технічним умовам (TВИХ = 0,3...11 с).
13. Розраховуємо постійну ланцюгу заряду:
t
 = max
0  Rê C ;
0,3
- верхнє значення:
L
 0 + Lø
0max = ,
0,3 umin
- нижнє значення:
L0 + L
0min = ø ,
0,3 umax
де uном = 0,12...3 м/с – діапазон зміни номінальних швидкостей; umin = 0,12 м/с;
uном = 1,56 м/с; L0 = 0,003 м - довжина робочої зони датчика; Lш = 0,0014 м
- ширина визначення .
0,003+ 0,0014
0max = = 0,12 с,
0,30,12
0,003+ 0,0014
0min = = 0,01 с.
0,31,56
14. Знаходимо величину резистора колекторного навантаження
транзистора VТ3:
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
33
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата


Rê = Rê + Rê = 0max ,
C1
де 0max = 0,12 с - максимальна постійна ланцюгу заряду;
С1 = 100 мкФ - ємність зарядного конденсатора.
0,12
R 3
ê = = 1,2 10 Ом,
100 10−6
і обираємо R"к з умови:

R ê = 0min ,
C1
0,01
R ê = = 100 Ом.
100 10−6
15. Визначаємо максимальне значення струму колектора транзистора
VТ3 у момент включення:
E
I 0
max =  Iäîä ,
R ê
де Е0 = 20 В - напруга джерела живлення зарядного ланцюга.
20
Imax = = 0,2 А.
100
16. Обчислюємо скоректовану величину резистора колекторного
навантаження:
R ê  Rê − R ê ,
R ê  1200 −100 = 1100 Ом,
і обираємо резистор змінного опору R'к = 1,2 кОм.
17. Знаходимо величину резистора R1 з умови:
R y  R1  Rê ,
де Ry = 100 кОм - опір при постійному струму зарядного конденсатора С1 (С2).
100  R1  1,2 ,
Приймаємо R1 = 51 кОм.
18. Розраховуємо опір в ланцюзі бази транзистора VT3:
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
34
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

E
Rá1  çc ,
Imax
де Езс = 10 В - напруга джерела зсуву;
Іmax = 0,2 А - максимальне значення струму колектора транзистора у
момент включення.
10
Rá1  = 50 кОм.
0,2
Приймаємо Rб1 = 50 кОм.
19. Знаходимо ємність конденсатора Сс:
1+ 2  f   Cê0  R
C ê
c = Cîïò = ,
2 f   Rê
де f = 50 Гц – частота мережі живлення;  = 180 – величина зсуву початкової
фази; Rк = 1200 Ом - величина опору колекторного навантаження
попереднього каскаду,
Ск0 – додаткова ємність колекторного навантаження транзистора:
u
Cê0 = (1,62,0)C  íîì
ê ,
Eê
де uном = 1,56 м/с – номінальна швидкість пресу;
Ек = 10 В напруга джерела зсуву.
−6 1,56
Cê0 = (1,62,0)100 10  = 80 пФ,
10
1+ 250 180 80 1200
Cc = Cîïò = = 148 пФ.
250 180 1200
Обираємо Сс = 160 пФ.
20. У разі зняття динамічного сигналу uдин на виході розширювача
вводять диференціюючий ланцюг, причому, згідно:
Cäèô = 0,8 Cîïò ,
Cäèô = 0,8 160 = 128 пФ;
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
35
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

2 T
R çàï
äèô = ,
(22,5)Cäèô
де 2Tзап = 25,6 мкс - час відновлення початкового стану диференціюючого
ланцюга.
25,6 10−6
R = = 105
äèô Ом.
2 128 10−12
Таким чином, в результаті проведених розрахунків розраховано
основні параметри розширювача імпульсів самоналагоджувальної системи
електронного динанометру та підібрано параметри диференціального ланцюга
на виході розширювача: Rдиф = 100 кОм, Сдиф = 128 пФ.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
36
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

6 Технологічний розділ

6.1.Технологія виготовлення друкованих плат
Перші виготовленні друковані плати автоматизованим методом були
розроблені фірмою Multiwire. За минулий період за кордоном і у нас в країні
розроблені нові методи друковано-дротового монтажу, основані на різних
принципах прокладки трас з ізольованих проводів і способів отримання між
сполук в платах. Розрізняють два методи виготовлення друкованих плат:
метод стіжкового монтажу і метод прямих відрізків.
Метод стіжкового монтажу («Аракс») використовують в промисловості в
двох варіантах: з поділом процесу монтажу проводів на платі на окремі
операції і з об'єднанням операцій в один процес. При цьому методі друкованим
способом отримують типову одно-або двосторонню плату з постійною
топологією малюнка. У першому варіанті типову плату встановлюють на
паперову маску і прокладки з еластичного матеріалу, а потім відповідно до
заданої схемою прошивають її і прокладки через отвори пустотілої голкою,
всередині якої проходить тонкий ізольований провід. Після прошивки дроти
притискають до плати, видаляють еластичні прокладки з петель, утворених з
ізольованих проводів голкою, лудять петлі припоєм, знімають з петель маску
і припаюють їх до плати. У другому варіанті на автоматі прошивають плату
проводом, одночасно лудячи і припаюють петлі з дроту до контактних
майданчиків. В результаті отримують плату, еквівалентну за
функціональними можливостями багатошарової друкованої плати, але з більш
високою ремонтопридатністю і меншою вартістю.
Автоматизоване проектування друкованих плат. Однією з основних
задач в системі автоматизованого проектування плат є оптимізація з'єднань
між елементами схем. Залежно від обраної конструктивно-технологічної бази
ця задача може мати різну ступінь складності і відповідно може сильно
впливати на трудомісткість проектування друкованих плат. При
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
37
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

автоматизованому проектуванні друкованого монтажу, в тому числі і
багатошаровою, необхідно оптимізувати цілий ряд критеріїв (показників
якості), таких як сумарна довжина всіх зв'язків, число зв'язків між елементами
схеми, наприклад ІС, що знаходяться в сусідніх позиціях на монтажному полі,
число перетинань між зв'язками, число ланцюгів з можливо більш простою
конфігурацією. Оптимізація такого числа показників якості, будучи складним
завданням самої по собі, вимагає врахування ряду конструктивних
характеристик плати. До них можна віднести: розмір монтажного поля,
мінімально допустиму ширину друкованих провідників і відстань між ними,
число монтажних шарів, способи переходу з одного шару на інший,
розташування висновків елементів і ланцюгів на монтажному полі, число
ділянок, заборонених для прокладки провідників (технологічні отвори, місця
для позначень, заздалегідь прокладені стандартні друковані провідники та ін.).
Отримати оптимальний варіант друкованих з'єднань при відповідності всіх
умов досить важко. Тому, по суті, жоден з методів автома3тизованого
проектування багатошарової друкованої плати не гарантує трасування всіх
з'єднань. Задовільними вважаються результати, коли автоматично трасуються
90-95% зв'язків. Решта з'єднання вимагають неавтоматизованої або
автоматизованої доопрацювання шляхом зміни конфігурації раніше
прокладених зв'язків, що значно підвищує трудомісткість проектування
монтажних плат.
Переваги та недоліки стіжкового методу. Стіжковий монтаж в порівнянні
з багатошаровим друкованим монтажем дозволяє наступне:
- Знизити трудомісткість конструкторських робіт у кілька разів, причому, чим
більше номенклатура друкованих плат, тим ефективніше стежковий
монтаж.
- Скоротити трудомісткість автоматизованого проектування друкованих
плат більш ніж в два рази.
- Знизити вартість матеріалів в три рази.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
38
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

- Скоротити трудомісткість виробництва вузлів друкованих плат на 30%.
- Підвищити ремонтопридатність друкованої плати та оперативність
внесення змін до монтаж.
- Скоротити терміни розробки апаратури у зменшити технологічний цикл
проектування і виробництва друкованих плат.
- Виключити металізацію в отворах друкованої плати.
- Знизити кількість шкідливих стоків при виробництві друкованих плат.
- Зменшити масу друкованих плат, збільшити вихід придатних друкованих
плат.
До недоліків стіжкового методу монтажу необхідно віднести:
- Одностороннє розташування на платі.
- Потреба в ретельному контролі інформативного матеріалу при
автоматизованому проектуванні друкованих плат.
- Збільшення габаритів друкованих плат викликає майже пропорційний ріст
трудомісткості монтажу.
- Не конкурентоспроможність з одно-і двосторонніми друкованих плат по
трудомісткості в серійному виробництві, не рахуючи етапу макетування.
- Складність застосування друкованих плат дротового монтажу для елементів
між шнуровими виводами (необхідно планарна формовка виводів).
Метод прямих відрізків. Метод полягає в тому, що друкованим
монтажем виготовляють типову друковану плату з постійною типологією
малюнка і наскрізними металізованими отворами. Типову друковану плату
встановлюють на стіл монтажного автомата і за заданою програмою розводять
зв'язку прямими відрізками з ізольованого дроту, обрізаючи його в заданих
точках. При цьому ізольований провід автоматично без попереднього лудіння
ділянки жили що припаюється, без видалення ізоляції з нього поєднується з
контактною площадкою. Причому провід може укладатися на контактну
площадку під будь-яким кутом по відношенню до її осі. Після суміщення
з'єднувальних елементів розщеплений електрод опускається на провід і з
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
39
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

заданим зусиллям притискає його до гальванічного олов'яно-свинцевого
покриттю контактної площадки, а потім на електрод подається розігріваючий
імпульс струму. Розігрітий до значення температури 973...1073 К (700...800 С)
електрод непрямим шляхом передає тепло з з'єднуються з елементам. В
результаті ізоляція на дроті оплавляється і таким чином забезпечується
електричний контакт електроду з житловою дроти. Потім на електрод
подається другий імпульс струму, який розігріває провід на ділянці обмеженій
зазором в розщепленому електроді. При постійно призначеному тиску
розігрітий електрод і розігріта жила проводу передають тепло гальванічному
покриттю контактного майданчика. При цьому покриття розплавляється, і
жила проводу занурюється в розплав. Після закінчення дії імпульсу електрод
піднімається, а розплавлене покриття, охолоджуючись, кристалізується і
таким чином відбувається формування з'єднання.
На стабільність процесу, а отже, і на якість з'єднань при цьому впливають
такі чинники:
- Ступінь відповідності нанесеного гальванічного покриття евтектичному
складу сплаву олово-свинець і похибка його товщини по всьому полю
плати, від яких залежить температура розплаву покриття.
- Похибка тиску електродів на провід, від якої залежить ступінь деформації
жили в зоні з'єднання і відповідно механічна міцність з'єднання.
- Стабільність площі контакту електрода з жилою дроту, яка впливає на
щільність струму і температуру нагрівання сполуки припою.

6.2 Автоматизація виготовлення друкованих плат
Загальним недоліком обох методів виготовлення друкованих плат є
необхідність покриття заготовок перед свердлінням для захисту від
механічних пошкоджень друкованих провідників. Сушка лаку і його
видалення після свердління й хімічного міднення отворів збільшують
трудомісткість процесу і тривалість технологічного циклу, порушують його
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
40
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

безперервність. Тому не можна створити автоматичної потокової лінії
виробництва друкованих плат.
При ручному виготовленні зазначений порядок проходження операцій
повинен зберігатися, тому що шар фоторезиста і освічений їм малюнок
друкованих провідників вказують на розташування отворів. Отже, малюнок
повинен створюватися до свердління. Операція свердління отворів є процесом
трудомістким, оскільки число отворів, наприклад, на платі середнього розміру
становить кілька сотень, а на платах з ІМС в корпусах зі штирковими виводами
- більше тисячі. Таким чином, виникає проблема автоматизації свердління
отворів, рішення якої можна досягти використанням верстатів з числовим
програмним управлінням (ЧПУ).
Використання ЧПУ для свердління отворів в друкованих платах спрощує
весь процес, роблячи його більш пристосованим для подальшої автоматизації.
У цьому випадку отвори свердлять і металізують до покриття заготовок шаром
фоторезисту і формування малюнка друкованих провідників, що виключає
такі операції, як покриття плат захисним шаром лаку і його видалення після
хімічного міднення. Для отримання малюнка схеми просвітлені на платі
отвори суміщають з їх зображеннями на фотошаблон, тому даний метод
отримав назву "метод базового отвори".
Подальшу обробку плати виробляють звичайним способом, тобто на
провідники та контактні площадки гальванічно осаджують мідь і наносять
захисне покриття, після чого видаляють шар фоторезисту і стравлюють
фольгу. Всі операції можна виконувати безперервно на автоматичній
потокової лінії.
В даний час розроблені плівкові фоторезисти, повністю змінили
технологію нанесення світлочутливого шару на заготівлю друкованої плати.
Вони складаються з трьох шарів: запобіжної плівки, плівки фотополімерного
резисту і прозорої поліефірної плівки для ультрафіолетового випромінювання.
Запобіжну плівку видаляють перед нанесенням фоторезисту на заготовку.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
41
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Коли плівковий фоторезист притискають валиком, він приклеюється до
поверхні заготовки липким шаром.
Експонування виробляють через захисну поліефірну плівку, на яку
накладають фотошаблон. Потім захисну плівку видаляють з поверхні
світлочутливого шару механічним відшаровуванням і виявляють її.
Використання плівкового фоторезисту знижує трудомісткість операцій
формування захисного рельєфу і скорочує виробничий цикл виготовлення
друкованих плат приблизно на 20-30%. Завдяки рівномірній товщині шару
фоторезиста утворений їм захисний рельєф має рівні й чіткі краю, а розміри
ліній на заготовці після експонування точно відповідають розмірам на
фотошаблонів. Для автоматизації хімічних і гальванічних процесів при
виготовленні друкованих плат застосовують агрегатовані автоматичні лінії з
ЧПУ. Щоб підвищити універсальність таких ліній, їх будують за модульним
принципом, який дозволяє складати різні лінії, які відповідають тому чи
іншому базовому технологічному процесу. Модулі для гальванічних процесів
мають штанги для підвішування виробів. Завантаження та вивантаження
моду-лей, а також передачу заготовок з однієї позиції на іншу здійснює
автооператор, керований від ЕОМ. Продуктивність подібних ліній становить
400-500 печатних плат в зміну.

6.3. Технологія монтажу SMD елементів
Конструктивною ознакою вузла поверхневого монтажу (ПМ) є
приєднання виводів радіоелементів до контактного майданчика,
розташованому на поверхні комутаційної плати. Технологія поверхневого
монтажу (ТПМ) включає технологію виготовлення комутаційних плат і
радіоелементів для ПМ, технологію виконання ПМ, а також обладнання для
ПМ, випробування, контроль та ремонт виробів, виконаних за даною
технологією.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
42
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Однак широке впровадження ТПМ при виготовленні РЕА, у тому числі й
побутової, стримується в силу певних причин: недостатнього розвитку
елементної бази ПМ; складнощі з обладнанням; труднощі освоєння нових
технологічних процесів; дуже високих вимог до точності виконання
монтажних операцій. Тому для більшості конструкцій РЕА використовують
змішаний монтаж, характерний для переходу від технології традиційного
монтажу до ТПМ.
Елементи вузлів поверхневого монтажу. До основних елементів вузлів
ПМ відносяться друкована плата і радіоелементи. На друкованій платі є
контактні площадки для монтажу радіоелементів при чистому ПМ або
контактні площадки і отвори для змішаного монтажу, а також комутаційні
доріжки. Друковані плати для ПМ зазвичай називають комутаційними
платами. При їх виготовленні необхідно враховувати наступні фактори:
розміри плати; ефективне використання площі плати; варіанти ПМ; число
комутаційних шарів плат; ширину і крок комутаційної доріжки; застосування
міжшарових переходів; електричні характеристики; відвід теплоти.
Зі збільшенням розмірів комутаційних плат підвищуються їх
функціональні можливості (виключаються проміжні сполуки плат), але
ускладнюється монтаж і збільшується вартість.
Ефективне використання площі комутаційних плат (щільність монтажу)
залежить від варіанту ПМ (чистий, змішаний), числа комутаційних шарів
плати (одношарові, багатошарові), ширини і кроку комутаційних доріжок. Для
ПМ стають звичайними комутаційні доріжки, що мають ширину і крок 0,203
мм (0,008 дюйма) і навіть 0,127 мм (0,005 дюйма), що збільшує щільність
монтажу, але технологія їх отримання дорога. Тому перевагу віддають
доріжках шириною 0,254 мм (0,01 дюйма), що дозволяє здійснювати і
змішаний монтаж. Щільність монтажу також збільшується за рахунок
застосування двосторонньої монтажу, вертикальної установки декількох
комутаційних плат на загальну несучу плату, використання багатошарових
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
43
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

комутаційних плат. Багатошарові плати автоматично зменшують труднощі
розводки, але при цьому ускладнюється технологія їх виготовлення. В якості
ізоляційних матеріалів і підстав для комутаційних плат використовують
пластмаси, керамічні та композиційні матеріали. Провідні шини, провідники,
контактні площадки виготовляють з мілини або інших провідних матеріалів.
При цьому в багатошарових платах один шар служить сигнальної шиною
(комутаційних доріжок по сигналу), другий шар - шиною заземлення, третій -
шиною живлення.
Коротка характеристика технологічного процесу ПМ. При
автоматизованому ПМ на комутаційну плату впливають високі температури
(особливо при паянні), і тому для збільшення її термостійкості проводяться
додаткові (підготовчі) операції. До таких операцій належать розплавлення і
нанесення паяльної маски. Паяльна маска збільшує термостійкість, а
розплавлення покращує паяльність і продовжує термін друкованої плати.
Технологічний процес ПМ включає наступні основні операції:
1. Селективне нанесення припайних паст і клею (наприклад, за допомогою
трафаретного друку, дозаторів).
2. Монтаж компонентів. Він є центральною операцією технологічного процесу
ПМ, і для проведення цієї операції монтажна машина повинна відрізнятися
високою точністю. При цьому в монтажних машинах застосовуються
пристрої автоматичного розпізнавання зразків, юстирування плати,
суміщення виводів компонентів з контактними майданчиками.
3. Пайка. У техніці ПМ можуть використовуватися такі автоматизовані
способи пайки: хвилею припою; інфрачервоним (ІК) випромінюванням; в
паровій фазі; імпульсна групова; лазерна.
4. Очищення (відмивання флюсу).
5. Контрольні операції. При ПМ використання традиційного візуального
контролю сильно ускладнено через малі розміри компонентів, великої
насиченості ними. Тому застосовують методи автоматизованого
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
44
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

відеоконтролю на базі пристроїв розпізнавання зразків, а також методи
об'єктивного контролю якості пайки на базі лазерної техніки.

6.4.Особливості контролю та ремонту виробів з поверхневим монтажем
Як було описано вище, контроль якості ПМ викликає певні труднощі.
Крім автоматизованого відеоконтролю на базі пристроїв розпізнавання зразків
і контролю якості пайки лазерної технікою застосовуються випробувальні
зонди, а також спеціальні схеми самотестування. Вбудованої випробувальної
схемою, яка працює за відповідною програмою, перевіряють функціональні
параметри виробу. Основним недоліком такого способу випробувань є
ускладнення конструкції плати і зниження ефективності використання її
площі. Зазвичай автоматичний контроль реалізується на таких основних
етапах технологічного процесу: нанесення припойні пасти; позиціонування
компонентів перевірки після пайки. При ремонті апаратів найчастіше
доводиться виконувати операції демонтажу дефектного компонента з
наступним монтажем. Найпоширеніший інструмент - це паяльник
(мікропаяльнік), з його допомогою можна проводити демонтаж і монтаж при
ПМ пасивних компонентів і при застосуванні захоплень спеціальної форми -
простих активних елементів (корпусу типу SOT). Але при виконанні роботи
необхідно бути дуже уважним, щоб не пошкодити інші компоненти,
комутаційні доріжки, контактні площадки.
Демонтаж і монтаж складних компонентів ПМ проводити за допомогою
паяльника дуже важко, а часто неможливо. У таких випадках може
застосовуватися пристосування, оснащене нагрівальними капілярами (для
розігріву місць пайки) зі змінними наконечниками, розрахованими на
компоненти різних форм і розмірів. Видалення дефектного компонента і
установка на його місце справного виробляються за допомогою вакуумного
присоса. Може використовуватися і мікроскоп, який забезпечує контроль
точності позиціонування встановлюваного компонента. Демонтаж і монтаж
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
45
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

дефектних компонентів можна проводити за допомогою інших методів пайки,
що застосовуються в ТПМ. Виправлення дефекту, по суті, зводиться до
повторного виконання певної частини складально-монтажних операцій. У тих
випадках, коли вартість мікрозборок ПМ невелика, простіше і дешевше їх
замінити. При ремонті виробів з ПМ необхідні ретельний контроль і керування
процесом усунення шлюбу, щоб виключити можливість пошкодження
придатного компонента, сусідніх компонентів та інших елементів
комутаційної плати.

Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
46
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

7 Охорона праці

7.1. Аналіз небезпек та шкідливостей, що впливають на дослідника
при роботі в дослідницькій лабораторії
В даній бакалаврській роботі проектується пристрій автоматичного
фокусування оптичної системи мікросистемної техніки на досліджуваній
поверхні. Для розробки проекту необхідне використання ПК (персональний
комп’ютер). Тому виникає потреба в забезпеченні безпечної та продуктивної
організації праці розробників при роботі з комп’ютером.
Необхідно проаналізувати всі параметри дослідного середовища, які
можуть вплинути на здоров’я та працездатність дослідників, а відповідно і
вплинути на продуктивність їхньої праці.
Робота з ПК не вимагає фізичної напруги, підняття і перенесення важких
предметів, виконується сидячи. Енерговитрати не перевищують 120 кКал/год,
отже ця робота може бути віднесена до категорії важкості – легка фізична Iа
(ДСН 3.3.6.042-99).
Дослідження проводяться в приміщенні з такими геометричними
розмірами: довжина – 8 м, ширина - 4 м, висота – 3,2 м. Площа всього
приміщення складає 32 м2, а об’єм приміщення складає 102,4 м3.
Об'ємно-планувальні рішення будівель та приміщень для роботи з ПК
відповідають вимогам ДБН В.2.2-28:2010 та ДСанПіН 3.3.2.007–98.
Розміщення робочих місць з ПК у підвальних приміщеннях, на
цокольних поверхах заборонено.
Лабораторія розрахована на максимальну кількість 5 працюючих осіб.
Звідси площа, яка припадає на одну людину, дорівнює: 6,4 м2.
Об’єм, який припадає на одну людину, дорівнює 20,48 м3, що відповідає
вимогам ДБН В.2.2-28:2010. Тобто площа на одне робоче місце перевищує -
6,0 м3, а об'єм – 20,0 м3.
В приміщеннях з ПК щоденно проводиться вологе прибирання.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
47
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Приміщення для роботи з ПК мають природне та штучне освітлення
відповідно до ДБН В.2.5-28-2018.
Природне освітлення на даному робочому місці здійснюється через
вікна. Розміри трьох вікон приміщення однакові і становлять 21,5 м.
Природне освітлення змінюється в широких межах і залежить від таких
факторів, як стан хмарності та ступінь забруднення повітря. Наприклад,
хмарність верхнього ярусу атмосфери збільшує освітленість майже вдвічі,
хмарність нижнього ярусу знижує її на 38%, грозова хмарність знижує
освітленість на 87%. Забруднення атмосферного повітря пилом, димом і
газами зменшує природну освітленість на 25-40% і значною мірою затримує
біологічно активну УФ-короткохвильову частину сонячного випромінювання.
Це негативно позначається на безпеці життєдіяльності людини і може
призвести до зміни частоти пульсу, уповільнення деяких процесів обміну
речовин, вплинути на загальний нервово-психічний стан. При високих
інтенсивностях УФ-випромінювання викликає опіки шкіри, а проникаючи в
око, призводить до опіку сітківки ока, що може спричинити часткову чи повну
втрату зору.
Штучне освітлення призначене для освітлення робочих місць у темний
час доби, чи при недостатньому природному освітленні. У відповідності з ДБН
В.2.5-28-2018 розряд зорової роботи працівника лабораторії – високої
точності. Найменший розмір об’єкту розрізнення 0,26 – 0,28 мм. Відповідно
розряд та під розряд зорової праці  – В. Норма штучного освітлення 400 лк.
Нормоване природне освітлення КПО = 1,5 %, фактичне значення (еф) КПО
становить 14 – 17,5 %, що відповідає вимогам ДБН В.2.5-28-2018.
В якості джерела світла при штучному освітленні використовуються
6 світильників ЛСП 47М - 2×36, кожен з яких має дві люмінесцентні лампи
потужністю по 36 Вт, та відповідні розміри світильників - 1270×150×100 (мм).
Вони розташовані рівномірно на стелі центровано відносно кімнати,
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
48
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

забезпечуючи достатнє загальне освітлення робочих місць. Відстані
вибрані з врахуванням розмірів світильників та стелі.
Фактичний рівень штучного освітлення складає 270 лк. Отже, рівень
штучного освітлення на робочому місці не є достатнім відповідно ДБН В.2.5-
28-2018.
Важливою умовою безпеки людини, що перебуває перед екраном, є
правильний вибір візуальних параметрів дисплея та світлотехнічних умов
робочого місця. Робота з дисплеями при неправильному виборі яскравості й
освітленості екрана, контрастності знаків, їх кольорів, за наявності відблисків
на екрані, тремтіння та мерехтіння зображення призводить до зорового
стомлення, головного болю, значного психофізіологічного навантаження,
погіршення зору.
Умови праці в дослідницькій лабораторії по відношенню до візуальних
параметрів дисплея повністю відповідають вимогам нормативних документів.
Під виробничим мікрокліматом розуміють стан повітряного середовища
виробничого приміщення, який визначається температурою, відносною
вологістю, рухом повітря та тепловим випромінюванням нагрітих поверхонь,
що в сукупності впливають на тепловий стан організму людини. В процесі
трудової діяльності людина перебуває у постійній тепловій взаємодії з
виробничим середовищем. За нормальних мікрокліматичних умов в організмі
працівника, завдяки терморегуляції, підтримується постійна температура тіла
(36,6 °С).
Для нормального теплового самопочуття людини важливо забезпечити
певне співвідношення температури, відносної вологості та швидкості руху
повітря, тобто певні мікрокліматичні умови. Такі умови визначаються, в
основному, категорією роботи, що виконується, та періодом року і можуть
бути оптимальними та допустимими.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
49
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Відповідно до ДСН 3.3.6.042-99 у виробничих приміщеннях та робочих
місцях з ПК мають забезпечуватись оптимальні значення параметрів
мікроклімату
Параметри мікроклімату обираються відповідно до вимог ДСН
3.3.6.042-99 з урахуванням категорії робіт по енерговитратам для теплого й
холодного періодів року. При роботі студента на ПК повинні бути забезпечені
оптимальні параметри мікроклімату, приведенні нижче:
1. Температури повітря:
• В теплий період року – 23 - 25 °С (допустима – 22 - 28 °С);
• В холодний період року – 22 - 24 °С (допустима – 21 - 25 °С).
2. Вологість повітря:
• В теплий період року – 40 -60 %;
• В холодний період року – 40 - 60 %.
3. Швидкість руху повітря:
• В теплий період року – 0,1 м/с (допустима – 0,1...0,2 м/с);
• В холодний період року – 0,1 м/с (допустима – менше 0,1 м/с).
Фактичні значення даних параметрів становлять:
1. Температури повітря в теплий період року – 24 - 26 °С, в холодний
період року – 21 - 22 °С .
2. Вологість повітря в теплий період року – 48 - 52 %, в холодний період
року – 51 - 56 %.
3. Швидкість руху повітря в теплий період року – 0,09 м/с, в холодний
період року – 0,06 м/с.
Фактичні параметри мікроклімату відповідають нормативним вимогам
згідно ДСН 3.3.6.042-99.
Одним з найбільш поширеніших чинників зовнішнього середовища,
який несприятливо впливає на людину, є шум. Вплив шуму на організм
людини залежить від рівня звукового тиску, частотних характеристик,
тривалості дії, а також індивідуальних особливостей людини.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
50
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

При тривалій дії шуму на людину при роботі з ПК виявляються
симптоми утомленості, нервового збудження, що сприяють погіршенню
працездатності і допущенні помилок при роботі. Для уникнення шкідливої дії
шуму на організм працюючого, необхідне дотримання нормованих
параметрів, які не повинні перевищувати допустимих величин. При роботі на
комп’ютері рівень шуму відповідно до ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми
виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку» не повинен перевищувати 50
дБ.
Фактичне значення рівня шуму становить: 47 дБ що відповідає нормам
ДСН 3.3.6.037-99.
Під час виконання робіт на ПК значення характеристик вібрації на
робочих місцях не перевищують допустимих значень, визначених ДСН
3.3.6.039-99 «Державні санітарні норми виробничої загальної та локальної
вібрації»
Рівні електромагнітного випромінювання та магнітних полів повинні
відповідати вимогам ГОСТ 12.1.06 «ССБТ. Електромагннтные поля ради-
очастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению
контроля», СН 3206-85 «Гранично допустимі рівні магнітних полів частотою
50Гц» та ДСанПіН 3.3.2.-007-98.
На робочому місці величина напруженості електромагнітного поля не
перевищує нормативне значення, визначене в ДСНіП 3.3.6.096-2002, ДСанПіН
3.3.2.-007-98.
Електропроводка живлячої мережі в даному приміщенні прихованого
типу – знаходиться с стінах під шаром штукатурки. Приміщення відноситься
до приміщень без підвищеної небезпеки ураження людини електричним
струмом. Системний блок комп’ютера та корпуси інших приладів мають
металевий корпус, тому згідно ДСТУ Б В.2.5-82:2016 в лабораторії
передбачена магістраль захисного заземлення.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
51
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Інструктаж з техніки електробезпеки, що проводиться з працівниками
лабораторії, складений з врахуванням вимог ДСТУ Б В.2.5-82:2016, відповідно
НПАОП 0.00-4.12-05.
Під час роботи з електрообладнанням працівник зобов'язаний
виконувати ряд правил, а саме:
- при раптовому припиненні подачі електроструму потрібно негайно вимкнути
електрообладнання;
- категорично забороняється ремонтувати електрообладнання, вмикати та
вимикати його, якщо це не передбачено в ході роботи;
- категорично забороняється проводити будь-які перемикання на головному
розподільному щиті;
- не знімати запобіжні кожухи;
- у випадку виявлення неполагодженого електрообладнання, вимірюваль-них
приладів і дротів, терміново вимкнути напругу;
- у випадку враження електричним струмом слід терміново звільнити
потерпілого від дії струму і прийняти міри по наданню першої допомоги, при
необхідності викликати лікаря.
Лабораторія відноситься до приміщень з категорією вибухопожежо-
небезпеки типу В, згідно з ДСТУ Б В.1.1-36:2016 «Визначення категорій
приміщень, будинків та зовнішніх установок за вибухопожежною та
пожежною небезпекою». Тому в даному приміщенні забезпечуються
необхідні заходи щодо протидії виникнення пожежонебезпечних ситуацій
згідно з «Правилами пожежної безпеки в Україні». План евакуації розміщений
на стіні з вільним доступом до неї. Для попередження пожеж в лабораторії
використовується електрична пожежна сигналізація променевого типу та
теплові датчики типу ИП-105-05 ПС у кількості 6 шт відповідно ДБН В.2.5.56-
2014 «Системи протипожежного захисту».
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
52
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Приміщення обладнане порошковим вогнегасником ВП-6, який
закріплений у підставці на стіні поряд з дверима, відповідно «Правил
експлуатації та типових норм належності вогнегасників».
Режим праці та відпочинку працівників визначається державними са-
нітарними правилами і нормами роботи з ПК - ДСанПіН 3.3.2-007-98. При
цьому враховуються насиченість і напруженість праці, вид і категорія трудової
діяльності.
Навантаження на організм в процесі праці, вимагаюче переважно фі-
зичних зусиль і відповідного енергетичного забезпечення, пов'язане пе-
реважно з інтенсивною роботою головного мозку, кваліфікують як на-
пруженість праці.
Працюючі з ПК підлягають обов'язковим медичним оглядам:
попереднім – при влаштуванні на роботу (навчання) і періодичним – протягом
трудової діяльності, відповідно до наказу МОЗ України № 246 від
21.05.2007 р.
Періодичні методичні огляди мають проводитися раз на два роки
комісією в складі терапевта, невропатолога та офтальмолога.
До складу комісії, що проводить попередні та періодичні медичні
огляди, при необхідності (за наявністю медичних показань), можуть
залучатись до оглядів лікарі інших спеціальностей.
Основними критеріями оцінки придатності до роботи з ПК мають бути
показники стану органів зору: гострота зору, показники рефракції, акомодації,
стану бінокулярного апарату ока тощо. При цьому необхідно враховувати
також стан організму в цілому.
Жінки, що працюють з ПК, обов'язково оглядаються акушером-
гінекологом один раз на два роки.
В результаті проведеного аналізу необхідно зробити висновок про те, що
найбільш важливим чинником, що впливає на безпеку праці співробітника
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
53
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

лабораторії є можливість його ураження електричним струмом. Тому
необхідно розробити систему захисного заземлення.
В результаті проведеного аналізу, дослідна лабораторія відповідає
всім нормам, за виключенням штучного освітлення. Для запобігання
ушкодження чи погіршення зору співробітника лабораторії, а відповідно і
забезпечення вищої продуктивності праці необхідно провести
модернізацію системи штучного освітлення.

7.2. Модернізація системи штучного освітлення
Раціонально виконане освітлення виробничих приміщень надає
позитивного психофізіологічного впливу на працюючих, сприяє підвищенню
якості продукції та продуктивності праці, забезпеченню її безпеки, знижує
втому і травматизм на виробництві, зберігає високу працездатність в процесі
праці.
До освітлення надаються певні вимоги:
• освітлення на робочих місцях повинно бути достатнім для виконання
даної роботи;
• освітлення повинно бути рівномірним по робочій поверхні;
• на робочій поверхні не повинно бути тіні, особливо рухливої;
• в полі зору не повинно бути прямого і відбитого блиску;
• величина освітленості повинна бути постійною в часі;
• спектральний склад світла повинен відповідати характеру роботи;
• освітлювальні установки не повинні бути джерелом додаткових небез-
пек та шкідливостей;
• установки повинні бути економні, прості та надійні в роботі.
Для створення оптимальних умов зорової роботи слiд кiлькiсть та якiсть
освiтлення пов'язувати з кольоровим оточенням. Так, якщо интерьєр
зафарбований у темнi кольори, то для створення гарної освiтленостi необхiдно
використовувати бiльш потужнi джерела свiтла, оскiльки темнi поверхнi
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
54
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

поглинають значну частину свiтлового потоку та створюють контрастнi
світлотіні, що втомлюють очi. Причиною втомлюваності може служити також
надмiрна блискучiсть поверхней оточуючих конструкцiй. Блискучi поверхнi
створюють свiтловi блики, якi викликають тимчасове осліплення.
Нерiвномiрнiсть освiтлення та рiзна блискучiсть оточуючих предметiв
приводить до частої переадаптацiї очей пiд час роботи та внаслідок цього - до
швидких втомлення органiв зору. Тому добре освiтленi поверхнi, що
знаходяться в колi зору, краще зафарбовувати у кольори середньої
освітленості.
При освітленні виробничих приміщень використовують:
• природне освітлення, створене світлом неба;
• штучне, яке здійснюється за допомогою електричних ламп;
• сумісне освітлення, при якому недостатнє за нормами природне
освітлення доповнюють штучним.
Природне освітлення передбачається в приміщеннях з постійним
перебуванням людей у відповідності з вимогами ДБН В.2.5-28-2018
«Природне і штучне освітлення». Природне освітлення приміщень може бути
бічним (однобічним та двобічним), верхнім і комбінованим (бічне та верхнє)
освітлення.
За конструктивним виконанням штучне освітлення може бути
загальним і комбінованим (до загального додається місцеве, встановлене
безпосередньо на робочих місцях). Використання тільки місцевого освітлення
забороняється.
Штучне освітлення за призначенням поділяється на:
• робоче, призначене для виконання виробничого процесу;
• аварійне, забезпечує мінімальне освітлення на робочому місці для
продовження роботи при відключенні робочого освітлення;
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
55
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

• евакуаційне, призначене для евакуації людей з приміщення при
відключенні робочого освітлення, встановлюється в місцях пересування
людей;
• чергове, освітлення поза робочим часом.
В якості джерел світла для освітлення застосовують газорозрядні лампи
і лампи розжарювання.
Величина необхідного освітлення на робочих місцях виробничих
приміщень нормується за ДБН В.2.5-28-2018 «Природне і штучне освітлення».
При штучному освітленні нормується величина освітленості в люксах (Лк),
яка вибирається у залежності від характеристики зорової праці з урахуванням
найменшого розміру об'єкта розрізнення, фона, контрасту об'єкта розрізнення
з фоном. Наприклад, при роботі з вимірювальними приладами найменший
розмір об'єкта розрізнення визначається товщиною лінії градуювання шкали,
а при креслярських роботах - товщиною найменш тонкої лінії на кресленні.
По найменшому розміру об'єкта розрізнення визначається точність
виконуваної роботи (розряди з І по VІІI).
Розрахунок штучного освітлення на робочому місці.
Розрахунок штучного освітлення виконується за методом коефіцієнту
використання світлового потоку для приміщення лабораторії з такими
геометричними розмірами (довжина (А) – 8 м, ширина (В) - 4 м, висота – 3,2
м).
1. Основною задачею розрахунку штучного освітлення є визначення
необхідної кількості світильників N для забезпечення нормативного рівня
штучного освітлення за формулою:
EН S  z  K
N = З (7.1)
n  FЛ 
де EН - нормоване загальне штучне освітлення, лк (Ен = 400); Кз - коефіцієнт
запасу, який враховує зниження освітлення в процесі експлуатації (для даного
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
56
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

приміщень Кз = 1,5); S = А·В - освітлюєма площа приміщення, м2 (А–довжина
приміщення, В – ширина приміщення),
S = А·В = 8·4 =32 м2;
z - коефіцієнт мінімального освітлення; z=1,1 (для люмінесцентних ламп);
n - кількість ламп у світильнику; Fл - світловий потік лампи;  - коефіцієнт
використання світлового потоку, відн. од.
2. Відповідно типу приміщення приймаємо тип світильника APOLLO
RAST-418N. Для обраного типу світильника уточнюється кількість ламп у
світильнику – n = 4 та їх потужність Pi =18 ВТ.
3. Світловий потік люмінесцентної лампи Fл відповідно потужності
лампи (Fл = 1250).
4. Визначення індексу приміщення і:
A  B
i = (7.2)
(H − 0,8)  (A + B)
де А, В і Н – довжина, ширина та висота приміщення, м;
8  4
i = = 1,111
(3,2 − 0,8)  (8 + 4)
5. Коефіцієнт використання світлового потоку  залежить від групи
світильника та індексу приміщення i ( = 50 %).
6. Після визначення усіх параметрів, що необхідні для розрахунку
кількості світильників N, розраховуємо N за формулою (7.1):
EН S  z  KЗ 400 32 1,11,5
N = = = 8,448
n  FЛ  4 1250 0,5
7. Отриману кількість N округлюємо до цілого значення в більшу
сторону, тобто необхідна кількість світильників рівна 9.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
57
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Рисунок 7.1 – Зовнішній вигляд світильника APOLLO RAST-418N

Технічні характеристики світильника:
1. Номінальна напруга живлення:………………………………~220 В / 50 Гц
2. Корпус: Штампована листова сталь, покрита білою порошковою фарбою
3. Довжина:……………………………………………………………...610 мм
4. Ширина:……………………………………………………………….595 мм
5. Висота:…………………………………………………………………80 мм
6. IP:………………………………………………………………………..20
7. Тип цоколя:..……………………………………………………………G13
8. Кількість ламп:………………………………………………………...4х18 Вт
9. Відбивач: ……………………………………………………Полірований
алюмінієвий параболічний профіль з 5-ма поперечними пластинами.
10. Тип лампи:……………………………..Лінійні люмінесцентні лампи Т10.

В результаті проведеного розрахунку 6 світильників ЛСП 47М - 2×36
необхідно замінити на 9 APOLLO RAST-418N для того щоб в дослідницькій
лабораторії підтримувався рівень освітлення котрий відповідає вимогам ДБН
В.2.5-28-2018.

Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
58
Зм. Арк. № докум. Підп. Дата

Висновки

1. В результаті здійсненого пошуку та аналізу інформаційних джерел була
складена схема пристрою автоматичного фокусування оптичної системи
мікросистемної техніки на досліджуваній поверхні. Особливістю такої
схеми є те, що у пристрої, який використовується забезпечується керування
фокусною відстанню між оптичною системою та досліджуваною
поверхнею, і, відповідно, веде до підвищення точності фокусування
оптичної системи на об‘єкт дослідження. Тому, розробка
високоефективного пристрою, що забезпечить автоматичне фокусування
оптичної системи пристрою позиціонування є задачею актуальною.
2. Розроблена структурна схема, яка включає в себе всі необхідні блоки для
виготовлення автофокусу оптичної системи пристрою позиціонування, яка
є основним елементом оптичної системи з автофокусуванням.
3. Виконано розрахунок основних елементів та вузлів автоматичного
фокусування адаптивної оптичної системи пристрою позиціонування,
зокрема розрахунок диференціюючої схеми вузла прийому оптичного
сигналу, витрат потужності на транзисторному ключі, розширювача
імпульсів самоналагоджувальної системи фокусування.
4. Розроблено технологічний процес виготовлення друкованої плати схеми
автофокусу оптичної системи пристрою позиціонування та розроблено
складальні креслення для основної схеми.
5. Проаналізовані небезпеки та шкідливі фактори, що виникають на ділянці де
використовується розроблюваний пристрій.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
59
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Список використаної літератури
До вступу та розділу 1
1. Малов О.М., Законников Обробка деталей оптичних приладів.
Машинобудування, 2006. – 304 с.
2. Patentscope Simple Search. https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf.
Latest accessed: 2024/01/15.
3. Universal Decimal Classification. https://udcsummary.info/php/index.php. Latest
accessed: 2024/01/15.
4. Бардін О.М. Збірка і юстирування оптичних приладів. Вища школа, 2005. –
325 с.
5. Кривов'яз Л.М., Пуряев Д.Т., Знам'янська М.А. Практика оптичної
вимірювальної лабораторії. Машинобудування, 2004. – 333 с.JOE: A Mobile,
Inverted Pendulum / F. Grasser, A. D’Arrigo, S. Colombi, A. Rufer //
6. Paterson, C. Constraints of ground-based observations: The atmosphere [Text] /
C. Paterson // Optics in Astrophysics, NATO Science Series, R. Foy (ed.), F. Foy
(ed.). – New York, Dordrecht, Heidelberg, London : Springer, 2005. – P. 1 – 10.
7. Kolmogorov, A. N. The local structure of turbulence in incompressible viscous
fluid for very large Reynolds numbers / A. N. Kolmogorov // Proceedings of the
Royal Society of London. Series A. – 1991. – Vol. 434. – P. 9 – 13.
8. Гірний, О. І., & Мельник, М. В. (2019). Алгоритми автоматичного
фокусування в системах технічного зору. Вісник Національного
університету «Львівська політехніка». Комп’ютерні системи проектування,
програмування та обчислювальна техніка, (919), 31–36.
9. Кондратюк, Т. В., & Романюк, І. І. (2021). Оптичні системи з автофокусом
для промислових робототехнічних комплексів. Вісник ТНТУ, (1), 87–94.
https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2021.01.087
10. Задорожний, В. П., & Яворський, Б. І. (2020). Моделювання процесу
автофокусування в оптико-електронних системах керування. Наукові вісті
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
60
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

НТУУ "КПІ", 28(5), 15–22. https://doi.org/10.20535/1810-
0546.2020.28.5.219255
11. Бурденюк, Т. І., & Кравченко, А. В. (2018). Інтелектуальні методи
обробки зображень у системах автоматичного фокусування. Наукові праці
ОНАХТ. Серія: Технічні науки, 2(52), 45–51.
До розділу 5
12. Будіщев М.С. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка:
Львів, “Афіша”, 2001. – 424 с.
13. Андронік Буняк. Електроніка та мікросхемотехніка: навчальний посібник
для вищих учбових закладів. — Київ, Тернопіль: 2001.
14. Колонтаєвський Ю.П., Сосков А.Г. Промислова електроніка та
мікросхемотехніка: теорія і практикум. За ред. А.Г. Соскова. — К.,
Каравела, 2003. — 368 с.
15. Стахів П.Г., Коруд В.І. Основи електроніки з елементами
мікроелектроніки. Магнолія плюс, — Львів: 2006.
16. Будіщев М.С. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка.
Підручник. — Львів: Афіша, 2001. — 424 с.
До розділу 6
17. Нормування показників надійності технічних засобів: навчальний
посібник / О. М. Васілевський, О. Г. Ігнатенко. – Вінниця: ВНТУ, 2013. –
160 с.
18. Васілевський О.М., Поджаренко В.О. Практикум з метрологічного нагляду
за засобами вимірювань: Навчальний посібник. – Вінниця: ВНТУ, 2008. –
87 с.
19. Володарський Є.Т., Кошева Л.О. Статистична обробка даних: Навчальний
посібник. – К.: НАУ, 2008. – 308 с.
20. Васюра А.С. Елементи та пристрої систем управління і автоматики:
Навчальний посібник. – Вінниця: ВДТУ, 1999. – 157 с.
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
61
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

21. Федун І.В. Основи теорії надійності та контролю якості виробів
електронної техніки. – Вінниця: ВДТУ, 2003. – 71 с.
22. Румбешта В.О. Технологія складання, регулювання та випробування
приладів: підручник / В.О.Румбешта; НТУУ «КПІ». - Київ: НТУУ «КПІ»,
2014. - 364 с.
23. Методи та засоби забезпечення якості складання приладів та систем:
навчальний посібник / Шевченко В.В., Осадчий О.В., Симута М.О. – К.:
НТУУ «КПІ», 2011. – 97 с.
24. Технологія приладобудування: навчальний посібник для студентів
напрямку підготовки 6.051003 «Приладобудування» приладобудівного ф-
ту / Уклад.: Автори: Шевченко В.В., Осадчий О.В., Симута М.О. – К.:
НТУУ «КПІ», 2010. – 128 с.
До розділу 7
25. Пістун І.П. Безпека життєдіяльності: Навчальний посібник.– Суми:
Видавництво “Університетська книга”, 1999.– 301 с.
26. Атаманчук П.С., Мендерецький В.В., Панчук О.П., Чорна О.Г.
Інтегрований курс безпеки життєдіяльності (теоретичні основи): Навч.
посіб. - Кам'янець-Подільський: Буйницький О.А., 2009. - 200 с.
27. Атаманчук П.С., Мендерецький В.В., Панчук О.П., Чорна О.Г. Безпека
життєдіяльності та охорона праці (Практичний курс): Навчальний
посібник. - Кам'янець-Подільський: "Думка", 2010. - 152 с.

Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
62
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

ДОДАТКИ
Додаток А
Перелік нормативних документів
ДСТУ загального використання
ДСТУ ГОСТ 2.001:2006 Єдина система конструкторської документації.
Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.051:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронні документи. Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.052:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронна модель виробу. Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.053:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронна структура виробу. Загальні положення

ДСТУ, повязані з оформленням розрахунково-пояснювальної записки
ДСТУ ГОСТ 2.051:2006 Єдина система конструкторської документації.
Електронні документи. Загальні положення
ДСТУ ГОСТ 2.104:2006 Єдина система конструкторської документації.
Основні написи

ДСТУ, повязані з оформленням графічної частини проекту
ДСТУ ГОСТ 2.308:2013 ЄСКД. Зазначення допусків форми та розміщення
поверхонь
ДСТУ ГОСТ 2.317:2014 ЄСКД. Аксонометричні проекції
ДСТУ ГОСТ 2.702:2013 ЄСКД. Правила виконання електричних схем

Загальні правила виконання креслень
ДСТУ ГОСТ 2.307:2013 ЄСКД. Нанесення розмірів і граничних відхилів
ДСТУ ISO 128-1:2005 (ISO 128-1:2003, IDТ) Національний стандарт України.
Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення. Частина 1. Передмова
та покажчик понять стандартів ISO серії 128
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
63
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

ДСТУ ISO 128-21:2005 (ISO 128-21:1997, IDТ) Національний стандарт
України. Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення Частина 21.
Лінії, виконані автоматизованим проектуванням
ДСТУ ISO 128-30:2005 (ISO 128-30:2001, IDТ) Національний стандарт
України. Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення Частина 30.
Основні положення про види
ДСТУ ISO 128-40:2005 (ISO 128-40:2001, IDТ) Національний стандарт
України. Кресленики технічні. Загальні принципи оформлення. Загальні
принципи оформлення. Частина 40. Основні положення про розрізи та
перерізи
ДСТУ ISO 129-1:2007 (ISO 129-1:2004, IDТ) Національний стандарт України.
Кресленики технічні. Проставлення розмірів і допусків. Частина 1. Загальні
принципи
ДСТУ ISO 3098-2:2007 (ISO 3098-2:2000, IDТ) Національний стандарт
України. Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 2. Латинська
абетка, цифри і знаки
ДСТУ ISO 3098-3:2007 (ISO 3098-3:2000, IDТ) Національний стандарт України.
Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 3. Грецька абетка
ДСТУ ISO 3098-4:2007 (ISO 3098-4:2000, IDТ) Національний стандарт
України. Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 4. Діакритичні і
окремі знаки латинської абетки
ДСТУ ISO 3098-5:2007 (ISO 3098-5:1997, IDТ) Національний стандарт
України. Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 5. Написання
латинської абетки, цифр і знаків засобами автоматизованого проектування
ДСТУ ISO 3098-6:2007 (ISO 3098-6:2000, IDТ) Національний стандарт України.
Документація на технічні вироби. Шрифти. Частина 6. Кирилична абетка
ДСТУ ISO 5455:2005 (ISO 5455:1979, IDТ) Національний стандарт України.
Кресленики технічні. Масштаби
ДСТУ ISO 5457:2006 (ISO 5457:1999, IDТ) Національний стандарт України.
Документація технічна на вироби. Кресленики. Розміри та формати
Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
64
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата
Дуб л.
Взам.
Підп.
Інв. № Підпис Зм. Арк № докум. Підпис Підпис
Дата Т.Л.

213321231
ЧДТУ

ЗАТВЕРДЖУЮ
Головний технолог
Узгоджено:
Максим БОНДАРЕНКО
Тичков В.В. (підпис)
(підпис)
_____________________________(дата)
_________________________(дата)
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС
на виготовлення друкованої плати
и
РС13.02325.001 ТП
Процес впроваджено у виробництво
_______________________________( )
(підпис)
Олександр Самойленко _______________________________( )
(підпис) (підпис)
_______________________________( )

(підпис)
______________________________(дата) _______________________________( )
(підпис)
_______________________________( )
(підпис)

ДУБЛ. ГОСТ 3.1404-86 ФОРМА 3 САПР
ВЗАМ.
ОРИГ.

РОЗРОБ. Самойленко О. 0117012345 1017112345

ПЕРЕВІРИВ Бондаренко М.

Н. КОНТР. Тичков В.
НАЙМЕНУВАННЯ ОПЕРАЦІЇ МАТЕРІАЛ ТВЕРДІСТЬ ЕВ МД ПРОФІЛЬ ТА РОЗМІРИ М3 КОІД
З ПОПЕРЕДНЬОЇ ОПЕРАЦІЇ

ОБЛАДНАННЯ, ПРИСТРІЙ ЧПК ПОЗНАЧЕННЯ ПРОГРАМИ ТО ТВ Т П. З. Т ШТ. ЗОР
1А240-6

Р ПІ D/B L T I ТоС N t
А 01 005 Підготовка поверхні фольги та отворів ИОТ43 18 -25 0.5
02 фотохімічним методом 6017100001
03 2017012345
04 2517100001
05 3017100001
Б 06 Устаткування підготовки поверхні
07 ДП Billeo
08
А 09 010 Хімічне омедніння отворів ИОТ44 50 -60 2-5
B 10 Автооператорна лінія для хімічного омедніння 6077100002
11 “Module – R” 2017012345
12 2517100002
13 3017100002
14
А 15 015 Гальванічне омедніння ИОТ45
16 6017100003
Б 17 Автооператорна лінія для гальванічного омедніння 2017012345 20
18 “Module-R” 2517100003
19
20

ДУБЛ. ГОСТ 3.1404-86 ФОРМА 3 САПР
ВЗАМ.
ОРИГ.

РОЗРОБ. Самойленко О. 0117012345 1017112345

ПЕРЕВІРИВ Бондаренко М.

Н. КОНТР. Тичков В.
НАЙМЕНУВАННЯ ОПЕРАЦІЇ МАТЕРІАЛ ТВЕРДІСТЬ ЕВ МД ПРОФІЛЬ ТА РОЗМІРИ М3 КОІД
З ПОПЕРЕДНЬОЇ ОПЕРАЦІЇ

ОБЛАДНАННЯ, ПРИСТРІЙ ЧПК ПОЗНАЧЕННЯ ПРОГРАМИ ТО ТВ Т П. З. Т ШТ. ЗОР
1А240-6

Р ПІ D/B L T I T оC N t
А 01 030 Нанесення фоторезисту ИОТ48 80-110 10-15
02 6017100006
03 2017012345
04 2517100006
05 3017100006
06
Б 07 Ламінатор двохсторонній А-250 фірма “Dynachem Corporation”
08
А 09 035 Експонування ИОТ49 18 -25 1-5
10 6017100007
11 2017012345
12 2517100007
13
Б 14 Установка експонування “Du Pont”
15
А 16 040 Проявлення ИОТ 51 10-18 0.5-2
17 6017100008
Б 18 Конвейєрна установка струменевого типу для появлення 2017012345
19 фоторезисту “Processor-C” 30117100008
20

ДУБЛ. ГОСТ 3.1404-86 ФОРМА 3 САПР
ВЗАМ.
ОРИГ.

РОЗРОБ. Самойленко О. 017012345 1017112345

ПЕРЕВІРИВ Бондаренко М.

Н. КОНТР. Тичков В.
НАЙМЕНУВАННЯ ОПЕРАЦІЇ МАТЕРІАЛ ТВЕРДІСТЬ ЕВ МД ПРОФІЛЬ ТА РОЗМІРИ М3 КОІД
З ПОПЕРЕДНЬОЇ ОПЕРАЦІЇ

ОБЛАДНАННЯ, ПРИСТРІЙ ЧПК ПОЗНАЧЕННЯ ПРОГРАМИ ТО ТВ Т П. З. Т ШТ. ЗОР
1А240-6

Р ПІ D/B L T I Tо C N t
А 01 045 Нанесення захисного шару ИОТ52 10-20 1-2
02 6017100009
03 2017012345
04 2517100009
05 3017100009
06
Б 07 Гальванічна лінія
08
А 09 050 Видалення фоторезисту ИОТ53 90 0.5-1
10 6017100010
11 2017012345
12 2517100010
13 3017100010
14
Б 15 Конвейєрна установка фоторезисту “Stripping”.
16 Дистилятор для реєстрації розчинів “C -100”
17

Додаток В

Арк .
РС13.02325.001 ПЗ
69
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Додаток Г

Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
70
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
71
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
72
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
73
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
74
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
75
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
76
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
77
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
78
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Арк.
РС13.02325.001 ПЗ
79
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets