ChSTU repository

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ І РОБОТОТЕХНІКИ 
КАФЕДРА ПРИЛАДОБУДУВАННЯ, МЕХАТРОНІКИ ТА 
КОМП‘ЮТЕРИЗОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ 
 
 
 
Допущено до захисту 
Завідувач кафедри ПМКТ 
_______ М.О. Бондаренко  
«___» ___________ 2024 р. 
 
 
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА 
ДО КВАЛІФІКАЦІЙНОЇ РОБОТИ БАКАЛАВРА 
 
на тему «Концентратор інформації розподільних систем» 
 
 
Виконав здобувач освіти 4 курсу, групи РС-203ск 
спеціальність: 151 – Автоматизація та комп’ютерно-
інтегровані технології 
освітня програма: Робототехнічні системи та 
автоматизація 
_____ Завальнюк Віталій Євгенович                             
. 
Керівник       Трембовецька Р.В.  
Рецензент     .  
 
 
Кваліфікаційна робота бакалавра містить результати власних здобутків автора. 
Використання ідей, результатів і текстів інших авторів мають посилання на 
відповідне джерело ___________________________________________________ 
підпис здобувача 
 
 
 
Черкаси – 2024 
Зміст 
 
 Стор 
Технічне завдання…………………………………………………………. 2 
Вступ……………………………………………………………………….. 5 
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного  
аналізу існуючих аналогів ……………………………………………………….. 6 
1.1 Контактна система запалювання………..……………………..…..… 12 
1.2 Безконтактна система запалювання ………………………..……..… 14 
1.3 Мікропроцесорна система запалювання……………………………. 18 
2 Обґрунтування  технічного завдання…………………………………... 21 
3 Розробка структурної та електричної принципової схеми 22 
3 Розробка структурної схеми приладу………………………………… 22 
3.2 Розробка принципової схеми приладу……………………………… 26 
4 Розрахунок основних елементів схеми ………………………………... 30 
4.1 Розробка друкованої плати пристрою ………………………………. 30 
4. .2 Програмування мікроконтролера …………………………………. 33 
4.3 Установка Fuse-бітів ………………………………………………….. 34 
4.4 Відладка програми …………………………………………………… 37 
4.5 Перевірка працездатності програми ……………………………….... 39 
4.6 Розрахунок надійності пристрою……………………………….….. 43 
5 Технологічний розділ............................................................................... 51 
5.1 Вибір варіанта технологічного процесу …………………………..… 51 
5.2 Виготовлення первинного і робочого фотошаблонів …………… 52 
5.3  Устаткування і пристосування ……………………………………… 53 
5.4 Пробивання фіксуючих отворів …..…………………………………. 56 
5.5 Загальні технічні вимоги до фотошаблонів……………………….… 56 
  
 РС-203ск.024.413.001ПЗ  
Изм. Лист  № докум. Подпись Дата 
 Разраб. Завальнюк В.Є Пристрій коригування кута Лит. Лист Листов 
 Провер. Трембовецька випередження запалювання   
   двоциліндрового двотактного 
 Н. Контр. Тичков В.В. двигуна  
Пояснювальна записка ЧДТУ 
  
 
5.6 Технологічний процес і режими виготовлення фотошаблонів….. 59 
5.7 Алгоритм виготовлення робочої програми керування……….… 60 
5.8 Формування елементів провідного рисунка друкованої плати… 60 
6 Спеціальний розділ 63 
6.1 Економічне обґрунтування розробки пристрою коригування  
кута випередження............................................................................. 63 
 
6.2 Охорона праці 64 
Висновок………………………………………………………………….  76 
Список використаної літератури……………………………………… 77 
Додаток А   Відомість технічного проекту………………….………...  79 
Додаток Б    Перелік нормативних документів………………………...   
Додаток В   Специфікація і переліки документів……………………..   
Додаток Г    Код програми……………………………………………..   
Додаток Д   Карти технологічного процесу……………………………   
  
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. 4 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
Вступ 
 
Системи запалювання - це сукупність пристроїв, завдяки яким в циліндрах 
двигуна внутрішнього згоряння в потрібний момент часу з'являється електрична 
іскра, що запалює топливовоздушную суміш. 
З бурхливим розвитком електроніки, а саме, появою мікропроцесорів 
з'явилася можливість поліпшити систему запалювання. Мікропроцесорна система 
запалювання (МПСЗ) відразу обійшла всі попередні аналоги і стала 
використовуватися на переважній більшості нинішніх автомобілях, мотоциклів і т. д. 
Тому в основу розроблюваної системи ліг мікроконтролер, що виконує 
роль коригування випередження кута запалювання. 
В процесі розробки проведено аналіз джерел з тематики досліджень, 
запропонований алгоритм коригування випередження кута запалювання для 
двотактного двоциліндрового двигуна, розроблені програмні модулі для 
мікроконтролера на мові програмування «СІ», проведена корекція параметрів 
пристрою під експлуатаційні параметри, розроблена апаратна частина пристрою  
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 5 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
1 Обґрунтування необхідності проектування на основі критичного 
аналізу існуючих аналогів 
 
Система запалювання – це комплексний механізм, що відповідає за 
створення електричної іскри, яка запалює паливоповітряну суміш у циліндрах 
двигуна внутрішнього згоряння в чітко визначений момент. Ця система є 
невід'ємною частиною загальної системи електрообладнання двигуна. Її також 
називають іскровою системою запалювання, адже саме іскра стає ключовим 
фактором у процесі займання. 
Призначення та функції. 
Головне завдання системи запалювання – примусове займання робочої 
суміші в камері згоряння двигуна. Це досягається за допомогою електричної 
іскри, що виникає між електродами свічки запалювання. Іскра утворюється 
завдяки подачі імпульсу струму високої напруги на електроди. 
Функцію генератора імпульсів струму високої напруги виконує котушка 
запалювання. Її принцип роботи ґрунтується на трансформації низької напруги 
(12 В) з бортової мережі автомобіля в напругу значно вищого рівня (до 30 000 В). 
Котушка запалювання має дві обмотки: 
Вторинна обмотка: складається з тонкого дроту з великою кількістю 
витків, намотана на залізний сердечник. 
Первинна обмотка: має товстий провід з меншою кількістю витків, 
намотана поверх вторинної. 
При проходженні струму через первинну обмотку створюється магнітне 
поле, яке індукує струм високої напруги у вторинній обмотці. Цей струм і 
подається на свічки запалювання, створюючи необхідну іскру. 
Кут випередження запалювання. 
Кутом випередження запалювання називають кут повороту колінчастого 
валу двигуна, при якому відбувається подача струму високої напруги на свічки 
запалювання. Для максимально повного та ефективного згоряння 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
     6 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
паливоповітряної суміші запалювання здійснюється з випередженням, тобто до 
досягнення поршнем верхньої мертвої точки. 
Вплив кута випередження запалювання 
Середня тривалість горіння іскри 1 - 1,5 мілісекунди (одна тисячна 
секунди). Температура в стрижні пробою досягає позначки 10000 ° С. Той обсяг 
ТВС, що знаходиться в цьому проміжку пробою, згоряє практично миттєво. Далі, 
від тепла, що виділилося при згорянні, відбувається подальше поширення фронту 
полум'я по камері згоряння. Первісна швидкість горіння - близько 1 м / с. Далі в 
міру поширення фронту швидкість горіння досягає 5080 м / с. Останні порції 
ТВС, що знаходяться близько щодо холодних стінок камери згоряння догоряють з 
набагато меншою швидкістю. Таким чином, весь процес горіння займає близько 
30 ° кута повороту колінчастого валу. 
Розглянемо, що відбувається в циліндрі двигуна при різних кутах 
випередження запалювання. 
Нормальний кут випередження запалювання рис.1.1. 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 1.1 – Діаграма залежності тиску в циліндрі при нормальному КВЗ 
Тут максимум тиску газів припадає майже відразу (10 15 °), яктільки 
поршень пройде верхню мертву точку. Потужність і крутний момент такого 
двигуна на максимумі. 
Пізній кут випередження запалювання рис.1.2. 
 
 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 7 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 1.2 – Діаграма залежності тиску в циліндрі при пізньому КВЗ 
Як видно пік максимального тиску газів змістився також в більш пізню 
сторону і сам по собі він набагато нижче, ніж при нормальному КВЗ. Тобто 
виходить, що ТВС згораючи, хіба що наздоганяє минає поршень вниз. ККД такого 
двигуна залишає бажати кращого. 
Іноді суміш може продовжити горіти і після відкриття випускних клапанів, 
тоді розпечені випускні гази можуть завчасно підпалити надходить свіжий заряд 
ТВС. В такому випадку, при пізньому запалюванні, можуть спостерігатися хлопки 
у впускний колектор. 
Ранній кут випередження запалювання рис.1.3. 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 1.3 – Діаграма залежності тиску в циліндрі при ранньому КВЗ 
Пік максимального тиску газів припадає на верхню мертву точку руху 
поршня або навіть раніше. Тобто на початковому етапі згоряння ТВС гази тиснуть 
на поршень в протихід, що природно теж знижує потужність двигуна і може стати 
причиною такого небажаного явища як детонація. 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 8 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Від чого залежить кут випередження запалювання. 
1. Насамперед КВЗ залежить від швидкості обертання колінчастого валу 
двигуна. Чим більше кількість оборотів в хвилину робить колінчастий вал, тим 
раніше треба запалювати ТВС, щоб пік максимального тиску був в потрібній нам 
крапці. 
 
Рисунок 1.4 –  Графік залежності КВЗ від швидкості обертання 
колінчастого валу двигуна. 
2. Від температури. Чим нижче температура двигуна і ТВС, тим нижче 
швидкість реакції окислення (згоряння), відповідно КВЗ повинен бути більш 
раннім. І відповідно навпаки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 1.5 – Графік залежності КВЗ від температури ТВС 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. Лист 9 
№ докум. Підпис Дата 
 
3. Від навантаження на двигун. Чим більше навантаження на двигун, 
тим більше цикловое наповнення циліндра ТВС, відповідно тим менше дол 
дружин бути КВЗ для того щоб уникнути детонації. 
 
Рисунок 1.6 – Графік залежності КВЗ від навантаження на двигун. 
Оптимальна настройка КВЗ. 
В епоху карбюраторних Жигулів настройка початкового КВЗ робилося 
просто на слух. На 4й передачі при швидкості 50 км / год різко натиснути педаль 
газу, повинна короткочасно бути чутна детонація. Якщо детонації немає, крутимо 
трамблер на випередження, поки не буде чутно. Якщо детонація чутна більше 12 
секунд, то крутимо трамблер на більш пізній кут. 
На  СТО для настройки КВЗ використовувався стробоскоп. У будь-якому 
випадку в системах запалювання, де використовується трамблер, налаштування 
підлягає тільки початковий КВЗ. 
З появою мікропроцесорних систем управління двигуном з'явилася 
можливість більш точно налаштовувати КВЗ для різних режимів роботи двигуна. 
Якщо в трамблер за зміну КВЗ відповідав вакуумний і відцентровий регулятор, то 
розумна електроніка на підставі даних з датчиків системи управління двигуном 
сама вирахує необхідний оптимальний кут згідно з картами калібровок, 
закладених в прошивці контролера. Ось типовий приклад тривимірної карти 
калыбровок КВЗ для одного ре жиму роботи двигуна (ВАЗ, блок М73). 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
  10 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Рисунок 1.7 – Тривимірна карта калібровок КВЗ для одного режиму роботи 
двигуна. 
Залежно від способу управління процесом запалювання, виділяють кілька 
основних типів систем запалювання в двигунах: 
1. Контактна система запалювання - використовує механічний переривник 
для подачі електричного струму до котушки запалювання. 
2. Безконтактна (транзисторна) система запалювання - використовує 
транзисторний комутатор замість механічного переривника для керування 
котушкою запалювання. 
3. Електронна (мікропроцесорна) система запалювання - керується 
електронним блоком управління, який точно визначає момент подачі іскри до 
свічок запалювання. 
Незважаючи на конструктивні відмінності, всі системи запалювання мають 
спільні ключові компоненти: 
- Джерело живлення (генератор, акумулятор) 
- Вимикач запалювання 
- Пристрій управління накопиченням енергії (переривник, транзистор, 
ЕБУ) 
- Котушка запалювання (накопичувач енергії) 
- Пристрій розподілу енергії по циліндрах (механічний розподільник, ЕБУ)  
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 11 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
- Високовольтні дроти для передачі струму до свічок 
- Свічки запалювання, які формують іскровий розряд для займання 
паливно-повітряної суміші. 
 
1.1 Контактна система запалювання 
Контактна система запалювання має наступний пристрій:  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 1.8 – Загальний вигляд контактної системи запалювання  
Механічний переривник призначений для переривання ланцюга низької 
напруги в первинній обмотці котушки запалювання. Коли контакти переривника 
розмикаються, це викликає наведення високої напруги у вторинній обмотці 
котушки, яка подається на свічки запалювання. Щоб захистити контакти від 
перегорання, паралельно їм увімкнений конденсатор. 
Механічний розподільник забезпечує розподіл високої напруги від 
котушки запалювання по свічках різних циліндрів двигуна. Він складається з 
ротора (бігунка) та кришки з центральним і бічними контактами. Висока напруга 
подається на центральний контакт, а потім розподіляється по бічних контактах і 
далі на свічки запалювання. 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 12 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Переривник і розподільник конструктивно об'єднані в одному корпусі, що 
має загальну назву "трамблер". Цей вузол приводиться в дію від колінчастого 
валу двигуна. 
Котушка запалювання перетворює низьку напругу бортової мережі в 
високу напругу, необхідну для іскрового розряду на свічках. Вона має первинну і 
вторинну обмотки. 
Відцентровий регулятор випередження запалювання змінює момент подачі 
іскри в залежності від частоти обертання колінчастого валу. Це досягається 
завдяки зміщенню кулачків переривника під дією відцентрових сил. 
Вакуумний регулятор змінює момент запалювання в залежності від 
навантаження на двигун, визначуваного положенням дросельної заслінки. 
Вакуумний регулятор коригує кут випередження запалювання. 
Принцип роботи контактної системи запалювання: 
1. Повертається ключ запалювання, що дозволяє току низької напруги 
акумуляторної батареї надійти на первинну обмотку котушки запалювання. 
2. При  появі струму на первинній обмотці виникає магнітне поле. 
3. Розмикаються контакти переривника, за рахунок провертання 
двигуна, який спочатку наводиться в дію стартером. 
4. Зникає струм низької напруги і магнітне поле, яке індукує на 
вторинну обмотку струм високої напруги. 
5. Утворений струм високої напруги надходить на центральну клему 
котушки запалювання, а звідти - на кришку розподільника. 
6. На розподільнику відбувається розподіл струму на кожну свічку 
запалювання. 
7. З'явився на свічці струм утворює іскровий розряд між електродами, 
який запалює паливно-повітряну суміш. 
Струм самоіндукції з'являється не тільки на вторинній, але і на первинній 
обмотці, що призводить до обгорання контактів і іскріння. Для зменшення ефекту 
використовується паралельно підключений до контактів переривника 
конденсатор. 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
    13 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
1.2 Безконтактна система запалювання 
Безконтактна система запалювання є вдосконаленим варіантом контактно-
транзисторної системи. Замість механічного переривника тут використовується 
безконтактний датчик. Ця система широко застосовується на сучасних вітчизняних 
автомобілях. 
Використання безконтактної системи дозволяє підвищити потужність 
двигуна, знизити витрату палива та викиди шкідливих речовин. Це досягається за 
рахунок генерування більш високої напруги розряду на свічках (близько 30000 В), 
що забезпечує ефективніше згоряння паливно-повітряної суміші. 
Основні компоненти безконтактної системи запалювання: 
- Безконтактний датчик замість механічного переривника 
- Транзисторний комутатор для керування котушкою запалювання 
- Котушка запалювання 
- Розподільник високої напруги 
- Свічки запалювання 
Таким чином, відмова від механічного переривника і перехід на 
безконтактне керування дозволили підвищити надійність і точність керування 
системою запалювання. 
Безконтактна система запалювання має наступний пристрій: 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
     14 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
 
Рисунок 1.9 –  Загальний вигляд безконтактної системи запалювання. 
 
В безконтактній системі запалювання основні компоненти аналогічні до 
контактної системи, за винятком датчика імпульсів і транзисторного комутатора. 
Транзисторний комутатор замість механічного переривника керує 
перериванням струму в первинній обмотці котушки запалювання. Це досягається 
за рахунок відмикання та замикання вихідного транзистора згідно з сигналами від 
датчика імпульсів. 
Датчик імпульсів призначений для генерації електричних імпульсів 
низької напруги, які подаються на транзисторний комутатор. Конструктивно 
датчик імпульсів об'єднаний з розподільником в один вузол, який отримав назву 
"датчик-розподільник". Цей вузол приводиться в дію від колінчастого вала 
двигуна, подібно до механічного переривника в контактній системі. 
Найбільше поширення набули магнітоелектричні датчики 
— індукційні (системи з ними маркуються TSZi) і датчики Холла 
(системи з ними маркуються TSZh). 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 15 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Індуктивний  датчик 
Робота індуктивного датчика положення заснована на зміні індукції 
чутливого елемента при зміні зазору між ним і феромагнітним рухається. 
Феромагнітний об'єкт - об'єкт, що володіє феромагнітними властивостями (тобто 
воно активно притягує до себе магніт і активно притягується магнітом). В 
індуктивному датчику є котушка з обмотки дроти і магніт. Як сполученої деталі 
використовується ротор, що складається з пластин певного розміру. 
 
Рисунок 1.10 – Загальний вигляд індуктивного датчика: 1 - обмотка 
датчика; 2 - корпус; 3 - магніт; 4 - ущільнювач; 5 - кабель; 6 - кронштейн 
кріплення; 7 - магнітопровід; 8 - диск синхронізації 
Кожен раз, коли пластина ротора проходить близько датчика імпульсів, 
змінюється магнітне поле, в результаті чого в обмотці котушки індукується 
імпульсна напруга. 
Індуктивний датчик виробляє сигнал, близький до синусоидальному, тому 
його доводиться перетворювати в форму, більш зручну для управління струмом в 
первинній обмотці (тобто сигнал датчика штучно перетворюється в форму, 
близьку до прямокутної, збільшується крутизна фронту і спаду, обрізається 
верхівка імпульсу і т. п.). 
Датчик холу 
Датчик Холла отримав свою назву на честь американського фізика Едвіна 
Холла, який 1879 року відкрив важливе гальваномагнітне явище. Суть цього 
явища полягає в тому, що коли напівпровідник, по якому протікає електричний 
струм, потрапляє під вплив магнітного поля, то в ньому виникає поперечна 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 16 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
різниця потенціалів (ЕРС Холла). 
Конструкція датчика Холла включає в себе щілину, з одного боку якої 
знаходиться напівпровідник, по якому протікає струм, а з іншого боку - постійний 
магніт. Всередину щілини входить сталевий циліндричний екран з прорізами. 
При обертанні цього екрану, коли його прорізи потрапляють в щілину 
датчика, магнітний потік впливає на напівпровідник зі струмом. Це спричиняє 
виникнення ЕРС Холла, що формує керуючі імпульси. Ці імпульси подаються до 
комутатора, який перетворює їх в імпульси струму в первинній обмотці котушки 
запалювання. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 1.11 –  Датчик Холла. 
Датчик Холла складається з постійного магніту, пластини напівпровідника 
і мікросхеми. Між магнітом і напівпровідниковою пластиною є зазор, в який 
входить сталевий екран з прорізами. 
Коли проріз екрану потрапляє в зазор датчика, магнітне поле впливає на 
напівпровідникову пластину, викликаючи виникнення різниці потенціалів (ЕРС 
Холла). Коли ж в зазорі знаходиться суцільна частина екрану, магнітне поле 
замикається через екран, і різниця потенціалів не виникає. 
Таке чергування прорізів в екрані створює на виході датчика імпульси 
низької напруги, які передаються на транзисторний комутатор. 
Принцип роботи безконтактної системи запалювання: 
- При обертанні колінчастого валу датчик-розподільник формує імпульси 
напруги  
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
  17 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
- Ці імпульси надходять на транзисторний комутатор, який перетворює їх в 
імпульси струму в первинній обмотці котушки запалювання 
- Індукований в вторинній обмотці високовольтний струм розподіляється 
по свічках запалювання через розподільник 
- Свічки запалюють паливно-повітряну суміш 
- Кут випередження запалювання регулюється відцентровим і вакуумним 
регуляторами 
 
 
1.3 Мікропроцесорна система запалювання 
Систему запалення, яка використовує електронні пристрої для 
виробництва та розподілу струму високої напруги по циліндрах двигуна, 
називають електронною системою запалення. Її можна також називати 
мікропроцесорною системою запалення. Важливо відзначити, що контактно-
транзисторна та безконтактна системи запалення також використовують 
електронні компоненти, проте мають власні назви. Електронна система запалення 
характеризується відсутністю механічних контактів, тобто, по суті, вона є 
безконтактною. 
На сучасних автомобілях електронна система запалення є важливою 
складовою системи управління двигуном. Вона керує об'єднаною системою 
уприскування і запалення, а також іншими системами, такими як система впуску і 
випуску, система охолодження тощо. 
Електронні системи запалення можна класифікувати на два типи: системи 
з розподільником та системи прямого запалення. У першому випадку механічний 
розподільник використовується для подачі струму високої напруги на свічку 
запалювання, тоді як у системах прямого запалення струм подається 
безпосередньо з котушки запалювання. 
Особливістю мікропроцесорної системи запалення є використання вхідних 
датчиків, які підключені до електронного блоку управління. Ці датчики фіксують 
параметри роботи двигуна і перетворюють їх у електричні сигнали. Датчики, які 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
    18 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
використовуються у системі управління двигуном, включають датчики частоти 
обертання колінчастого вала, положення розподільного валу, масової витрати 
повітря, детонації, температури повітря та охолоджуючої рідини, тиску повітря, 
положення дросельної заслонки, положення педалі газу, тиску палива, кисневий 
датчик та інші. Назва та кількість датчиків може відрізнятися залежно від моделі 
автомобіля.. 
Схема мікропроцесорної системи запалювання наведена на малюнку: 
 
Рисунок 1.12 –  Загальний вигляд мікропроцесорної системи запалювання 
Блок управління двигуном, оснащений електронною системою, аналізує 
дані вхідних сенсорів і реагує, керуючи спалюванням у запальнику. Суть 
запальника полягає в ефективному використанні транзистора: коли транзистор 
відкритий, струм протікає через первинну обмотку котушки запалювання, і 
навпаки, коли він закритий. Електронні системи запалювання можуть 
використовувати загальну котушку, окремі котушки або парні котушки. Загальна 
котушка співпрацює з розподільником, тоді як індивідуальні розташовані 
безпосередньо на свічках, уникнувши потреби в високовольтних проводах. В 
системах прямого запалювання здвоєні котушки використовуються для 
одночасного запалювання двох циліндрів. Електронний блок обробляє сигнали від 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 19 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
датчика положення колінчастого валу, визначає оптимальні параметри та керує 
запальником, регулюючи напругу на котушці запалювання. При необхідності, при 
зміні обертів, коригується кут випередження запалювання. Підвищення 
навантаження на двигун вимагає коригування кута випередження запалювання за 
допомогою датчика абсолютного тиску повітря. Датчик детонації надає додаткову 
інформацію про процес згоряння паливно-повітряної суміші. Додаткові сенсори 
вносять свої внески в роботу системи, забезпечуючи більш точний контроль над 
двигуном. 
  
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. Лист 20 
№ докум. Підпис Дата 
 
2 Обґрунтування  технічного завдання 
 
В першому розділі розглянуті види систем запалювання, їх 
позитивні та негативні якості. Визначено, що, виходячи з нинішніх 
можливостей, потрібно реалізовувати мікропроцесорну систему. З 
декількох різновидів мікроконтролерів обраний AVR-мікроконтролер. 
Для поставленої задачі підійшов мікроконтролер сімейства tinyAVR - 
ATtiny2313. 
Мета роботи - розробити електронний пристрій на базі 
мікроконтролера, що реалізує кут випередження запалювання (УОЗ), яке 
дозволить коригувати роботу двигуна внутрішнього згоряння. 
В рамках проекту розглядаються питання розробки апаратної 
частини пристрою, вибір елементної бази. Важливим питанням став 
вибір мікроконтролера. 
  
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 21 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
3 Розробка структурної та електричної принципової схеми 
 
3.1 Розробка структурної схеми приладу 
 
 
Структурна схема пристрою корекції кута випередження запалювання 
 
Рисунок 3.1 – Структурна схема пристрою 
Щоб краще зрозуміти принцип роботи пристрою, треба більш детально 
розглянути блок схему мікроконтролера на якому і побудований наш пристрій. 
Характеристики мікроконтролера ATtiny2313 
Архітектура RISC (Reduced Instruction Set Computer) відрізняється великим 
набором інструкцій, більшість з яких виконуються за один машинний цикл. Це 
призводить до помітного прискорення у порівнянні з попередніми 
мікроконтролерами на базі CISC (Complex Instruction Set Computer), такими як 
MCS51. Наприклад, швидкодія мікроконтролерів на базі RISC в 12 разів 
перевищує швидкодію аналогічних пристроїв на базі CISC. 
Або, якщо розглядати певний рівень швидкодії, мікроконтролери на базі 
RISC, такі як Attiny2313, вимагають у 12 разів менше тактової частоти генератора, 
ніж їхні аналоги на базі CISC. Це значно знижує енергоспоживання, відкриваючи 
можливість для створення різноманітних пристроїв на базі Attiny2313 з 
використанням батарейного живлення. 
Блок-діаграма мікроконтролера представлена на рисунку 3.2, де вказані 
основні характеристики: 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 22 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
- Оперативно-запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) та незалежна пам'ять даних 
і програм: 
   - 2 кБ програмованої в режимі Flash пам'яті програми з можливістю 10 
000 повторних записів/стирань. 
   - 128 байт EEPROM пам'яті даних з можливістю 100 000 повторних 
записів/стирань. 
   - 128 байт постійного ОЗП. 
   - Захист даних програмного коду і EEPROM. 
 
 Властивості периферії: 
1. Восьмиразрядний таймер-лічильник з окремо встановлюваним 
подільником з максимальним коефіцієнтом 256. 
2. Шістнадцятиразрядний таймер-лічильник з роздільним подільником, 
схемою захоплення і порівняння, таймінг якого може здійснюватися зовнішнім 
або внутрішнім сигналом. 
3. Два канали широкої імпульсної модуляції (PWM) з режимами швидкої 
модуляції та модуляції з фазовою корекцією. 
4. Внутрішній аналоговий компаратор. 
5. Програмований сторожовий таймер з внутрішнім генератором. 
6. Послідовний універсальний інтерфейс (USI). 
 
Особливі технічні показники Attiny2313: 
1. Внутрисистемное програмування з використанням SPI порту. SPI 
(Serial Peripheral Interface) - послідовний високошвидкісний канал обміну 
інформацією ATtiny2313 з периферійними пристроями. 
2. Покращений алгоритм організації скидання в момент включення 
живлення. 
3. Програмована модель виявлення нетривалих провалів в харчуванні. 
4. Вбудований генератор з калібруванням частоти. 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
  23 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
5. Вбудований відладчик debugWIRE. Вбудований комплекс системи 
налагодження debugWIRE застосовує Однопровідна інтерфейс подвійного 
напрямки для контролю над процесом виконання програми, виконання певних 
команди процесора, а також для здійснення програмування всіх типів незалежної 
пам'яті мікроконтролера Attiny2313. 
 
Рисунок 3.2 – Блок-діаграма мікроконтролера 
6. Джерела переривання: внутрішні і зовнішні. Причини, що викликають 
переривання виконання основного коду програми з відходом в підпрограму 
переривання наведені в наступній таблиці: 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. Лист 24 
№ докум. Підпис Дата 
 
 
7. Робота мікроконтролера Attiny2313 в стані зниженого споживання 
енергії: 
1. Режим холостого ходу (Idle): В цьому режимі відбувається 
призупинення роботи центрального процесора, залишаючи решту систем 
активними, такими як SPI, аналоговий компаратор, АЦП, таймер-лічильник, 
сторожовий таймер і система переривань. Головним ефектом є зупинка 
синхронізації між ядром центрального процесора і флеш-пам'яттю. Вихід з 
режиму Idle відбувається за допомогою зовнішніх або внутрішніх переривань. 
2. Режим вимкнення живлення (Power-down): Цей режим є найбільш 
економічним, оскільки мікроконтролер Attiny2313 практично відключається від 
живлення. Тактовий генератор зупиняється, а вся периферія вимикається, за 
винятком обробника переривань від зовнішнього джерела. При виявленні 
переривання мікроконтролер виходить з режиму Power-down і повертається до 
роботи. 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
  25 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
3. Режим очікування (Standby): Цей режим активується командою SLEE і 
подібний до вимкнення, за винятком того, що тактовий генератор продовжує 
свою роботу. 
Щодо портів введення-виведення: 
Attiny2313 має 18 виводів, які можна програмувати відповідно до потреб 
проекту. Вихідні буфери даних портів витримують великі навантаження. 
- Port A (PA2 - PA0): 3 біта, двонапрямлений порт з програмованими 
підтягуючими резисторами. 
- Port B (PB7 - PB0): 8 біт, двонапрямлений порт з програмованими 
підтягуючими резисторами. 
- Port D (PD6 - PD0): 7 біт, двонапрямлений порт з програмованими 
підтягуючими резисторами. 
 
Напруга живлення: 
Мікроконтролер працює в діапазоні напруги від 1,8 до 5,5 вольт. 
Споживаний струм залежить від режиму роботи контролера: 
- Активний режим: 
  - 20 мкА при тактовій частоті 32 кГц і напрузі живлення 1,8 вольт. 
  - 300 мкА при тактовій частоті 1 МГц і напрузі живлення 1,8 вольт. 
- Режим енергозбереження: 
  - 0,5 мкА при напрузі живлення 1,8 вольт. 
 
 
3.2 Розробка принципової схеми приладу 
Вибір мікроконтролера 
Серед величезного розмаїття мікроконтролерів на ринку вибір припав на 
мікроконтролер фірми AVR. 
AVR - це восьмібітних мікроконтролери фірми Atmel. У сімейство Atmel 
входять три види мікроконтролерів: 
1) tinyAVR (ATtinyxxx): Характеризуються обмеженим набором 
периферійних пристроїв, розміром Flash-пам'яті (до 16 Кб), SRAM (до 512 байт) і 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
  26 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
EEPROM до 512 б, а також числом ліній введення-виведення рівним 4-18 
(загальна кількість висновків 6 32); 
2) megaAVR (ATmegaxxx): Зріс обсяг пам'яті (Flash-пам'ять до 256 Кб, 
SRAM до 16 Кб, EEPROM до 4 Кб), збільшилася кількість ліній вводу-виводу, 
з'явився апаратний помножувач, розширилася система команд і периферійних 
пристроїв. 
3) XMEGA AVR (ATxmegaxxx): Обсяг Flash-пам'ять до 384 Кб, SRAM 
до 32 Кб, EEPROM до 4 КБ, з'явився чотириканальний DMA- контролер (не бере 
CPU) і введена інноваційна система обробки подій. 
Для поставленої задачі добре підходить мікроконтролер ATtiny2313. Він 
досить компактний, з потрібною кількістю висновків. Володіє високою 
швидкодією і низькою (порівняно з іншими микроконтроллерами) вартістю. До 
того ж він дуже популярний, тому можна знайти багато інформації в інтернеті і 
книгах по його програмування. 
 
Опис вхідних та вихідних каскадів 
На вхідний каскад з датчик -тахометра надходять імпульси з колінчастого 
вала двигуна, які через вхідний каскад надходять на мікроконтролер. 
Мікроконтролер обробляє вхідні дані і, коригуючи їх, подає на вихідний каскад. З 
вихідного каскаду імпульси надходять на комутатор, який видає сигнал на 
котушку, струм високої напруги якої пробиває електрод на свічці. 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 3.3 - Вхідна схема 
На вхідний каскад (рис.10) подаються імпульси напруги величиною 0 і 12 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. 27 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
вольт. Але МК працює з напругою 5 вольт. Тому завдання вхідного каскаду 
перетворити вхідний сигнал і подати на мікроконтролер імпульси 0 і 5 Вольт. Для 
її реалізації був використаний стабілітрон і резистор. Напруга стабілізації 
стабілітрона Uст = 4,7 В, отже, напруга на резисторі UR = 12-4,7 = 7,3 Вольта. 
З даних представлених в Datasheet [1] для частоти роботи мікроконтролера 
1-20 МГц отримуємо ось таку залежність (рис.3.4): 
 
 
 
Рисунок 3.4 - Залежність споживання струму МК від частоти 
 
Завдання вихідного каскаду (рис. 3.5) назад завданню вхідного. Оскільки в 
бортове напруга 12В, то на виході повинні вийти імпульси напруги близько 0 В і 
12 В, а не 0,7 У і 5 В як на виході мікроконтролера. 
Для вирішення поставленого завдання створена схема на польових 
транзисторах. Мікроконтролер управляє малопотужним транзистором VT1, а той 
в свою чергу більш потужним транзистором VT2. 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. Лист № докум. Підпис 28 
Дата 
 
 
Рисунок 3.5 - Вихідна ланцюг 
Резистори R1 і R4 - це токоограничивающие резистори для транзисторів VT1 і 
VT2. Резистори R2 і R5 - резистори, призначений для усунення перешкод (наприклад, 
коли висновок мікроконтролера знаходиться в Z-стані) їх номінал 10 кОм. 
Резистори R3 і R6 - задають струм, що протікає через транзистори (1 кОм і 
100 Ом відповідно). 
В якості транзистора VT1 можна вибрати n-канальний транзистор BSS138, 
а VT2 - IRLML2030  
І останній ланцюг - це ланцюг живлення (рис. 3.6). Її завдання з вхідного 
напруги 12-14 Вольт подавати на мікроконтролер 5 Вольт. Для цього завдання був 
використаний стабілізатор напруги LM317AT Конденсатори С1 і С2 взяті з 
Datasheet. 
 
Рисунок 4.4 – Стабілізація напруги 
  
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. Лист 29 
№ докум. Підпис Дата 
 
4 Розрахунок основних елементів схеми 
 
4.1 Розробка друкованої плати пристрою 
Методи виготовлення одно- і двосторонніх ДП, гнучких ДП і гнучких 
друкарських кабелів класифікують за принципом і методом отримання малюнка, 
що проводить, і способу формування зображення малюнка ДП. 
Відомі наступні методи отримання малюнка ДП, що проводить : хімічного, 
що труїть(хімічний); механічного видалення пробільних ділянок із заготівлі ДП; 
гравірування(фрезерування) лакованій заготовці ДП; адитивний; 
напіваддитивний(електрохімічний); перенесення; вжигания струмопровідних паст 
в термостійку основу; вакуумної металізації або катодного, що розпиляло : 
шоопування; штампування; металізації за допомогою металевих порошків; 
комбіновані. 
Малюнок ДП, що проводить, можна отримати і іншими методами, зокрема, 
за допомогою електрохімічної і електрофізичної обробки плакірованої основи, 
шляхом вибуху металевого дроту або впровадження металевих порошків на 
поверхню вибуховою хвилею в спеціальних пристроях. 
У виробництві ДП широко застосовують наступні способи формування 
малюнка : фотографічний; офсетний(друкований); сеткографічний (трафаретного 
або сітчастого друку; тиснення (пресування); штампування; ксерографія; 
гравірування (фрезерування); малювання. 
Конструювання ДП складається з наступних основних етапів: вивчення 
технічного завдання на розробку приладу; визначення конфігурації  і габаритних 
розмірів ДП; визначення раціонального взаємного розташування навісних   
елементів на ДП; трасування з'єднань на платі; перевірка малюнка ДП, що 
проводить ;  розробка нормативних документів. 
Малюнок ДП, що проводить, розроблений в результаті трасування 
з'єднань, повинен задовольняти наступним вимогам: відповідати принциповій 
електричній схемі; усім конструктивним, технологічним і електричним вимогам; 
забезпечувати нормальну роботу схеми за відповідних умов експлуатації і 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
 30 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
зручність складально-монтажних і регулювальних робіт. 
Вимоги до основних розмірів. Застосування плат великих розмірів і 
складної геометричної форми не рекомендується із-за малої механічної міцності, 
складнощі обробки і головним чином із-за виникнення значного викривлення, що 
утворюється в процесі технологічного циклу виготовлення. 
Основні розміри і крок координатної сітки повинні відповідати ГОСТ 
10317: крок координатної сітки 2,5; 1,25; 0,5 мм; розмір кожної сторони ДП має 
бути кратним 2,5 при довжині до 100 мм, 5 при довжині до 350 мм, 10 при 
довжині більше 350 мм. Максимальний розмір будь-який із сторін має бути не 
більший 470 мм, а допуски на лінійні розміри сторін вибирають згідно СТ СЕВ 
144. Співвідношення лінійних розмірів будь-хто сторін повинно бути не більший 
3:1. Відхилення від прямокутності ДП не має бути більше 0,2 мм на 100 мм 
довжини. 
Товщина ОДП визначається завтовшки вибраного матеріалу. 
Рекомендована товщина плат 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3 мм. Граничні відхилення 
сумарної товщини ОДП визначається допуском на товщину матеріалу плати і 
допуском на товщину гальванічних покриттів. 
Вимоги до розташування і розмірів отворів. Центри усіх отворів на ДП,  
включаючи кріпильні,  повинні  розташовуватися у  вузлах координатної сітки. 
Розміри і конфігурацію кріпильних і інших конструктивних і 
технологічних отворів необхідно вибирати по ГОСТ 11257 залежно від вимог до 
конструкції і технології виготовлення виробу. Центри цих отворів рекомендується 
також по можливості розташовувати у вузлах координатної сітки. 
Шорсткість поверхонь монтажних неметалізованих отворів і торців ДП 
повинна відповідати ГОСТ 2759 Rz ( 50, а для металізованих поверхонь Rz ( 40. 
Металізовані отвори необхідно виготовляти без зенкерування. 
При збільшенні площі контактних майданчиків збільшується якість паяних 
з'єднань, зменшується можливість їх відриву від основи плати як при 
виробництві, так і при експлуатації(сила зчеплення фольги з основою 25 - 30 
кг/см2). 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
     31 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
Вимоги до розмірів і розташуванні провідників. Важливим параметром для 
друкарського провідника є його ширина, яка залежить від допустимої щільності 
струму, допустимої температури нагріву при максимально допустимому 
струмовому навантаженні, від товщини шару фольги, що дозволяє здібності 
технологічного устаткування. 
Внаслідок того, що друкарські провідники мають хороший тепловий 
контакт з середовищем і діелектричною основою, вони витримують значну 
велику щільність струму в порівнянню з об'ємними провідниками. Наприклад, 
щільність струму миттєвого згорання для друкарського провідника, отриманого 
таким, що труїть, складає 60 А/мм2, а для об'ємного мідного провідника - 15 
А/мм2. Для найбільш поширених в промисловості фольгованих діелектриків 
товщина фольги складає 35 і 50 мкм. При розрахунку відстані між провідниками 
необхідно враховувати допустиму напруженість поля, яка дорівнює 1 кВ/мм. 
Для запобігання утворенню залишків припою, рекомендується по 
можливості витримувати проміжок 1 - 1,5 мм між провідниками, а також між 
провідником і контактного майданчика. 
При конструюванні ДП можливе використання навісних перемичок у разі 
неможливості реалізації зв'язків схеми друкарськими провідниками, але кількість 
цих перемичок не повинна перебільшувати 5 % від числа зв'язків. 
Для реалізації цієї мети знадобився пакет системи автоматизованого 
проектування РЕЗ компанії Altium - Altium Designer. 
В ході роботи створена бібліотека елементів, графічне зображення яких 
відповідає ГОСТу. На основі розділу «2.1 основні каскади» і Datasheet [1] по 
микроконтроллеру AVR ATtiny 2313 по правилам проектування спроектована 
електрична принципова схема. Крім цього складено список радіоелектронних 
елементів і їх кількість для створення цього пристрою. 
Можливості Altium Designer дозволяють не тільки спроектувати 
електричні схеми пристроїв, але і створювати малюнок друковані плати. 
У «домашніх умовах» важко робити багатошарові плати, тому ця 
друкована плата розроблена для одностороннього фольгованого текстоліту. 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. Лист 32 
№ докум. Підпис Дата 
 
У центрі друкованої плати знаходиться мікроконтролер. Зліва від нього 
вхідні ланцюг, кварцовий резонатор на 16 МГц. Праворуч - вихідна ланцюг і 
ланцюг харчування з індикатором (світлодіодом) для контролю працездатності 
мікроконтролера. Крім цього справа знаходиться роз'єм для підключення 
зовнішнього пристрою (датчика-тахометра), харчування, і висновки з плати: 
вихідний оброблений сигнал і висновок з напругою 5 В для додаткових цілей. 
Зверху знаходиться роз'єм для програмування мікроконтролера по послідовному 
SPI інтерфейсу, що дозволяє перепрограмувати мікроконтролер не знімаючи його 
з плати. 
 
 
Рисунок 4.1 - Схема доріжок друкованої плати пристрою. 
 
4.2 Програмування мікроконтролера 
для прошивки мікроконтролера використовувалася програма SinaProg 
(Рис4.2). 
 
 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
  33 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
 вибір .hex 
файлу 
  
додаткова 
 інформація про 
стан 
 програмування 
 
 програмування 
flаsh-пам'яті 
  
програмування- 
 ня EEPROM- 
пам'яті 
  
вибір 
 мікроконтролера 
 
 зміна  
стану Fuses-бітів 
  
вибір 
 програматора 
 
Рисунок 4.2 - Графічна оболонка програми SinaProg 
SinaProg - це програма, що дозволяє полегшити програмування 
мікроконтролерів і установку фьюз-бітів. 
 
 
4.3 Установка Fuse-бітів 
Мікросхема ATtiny2313 має три настановних Fuse-бітів (Рис.23). 
1) Додатковий байт (Fuse Extended Byte) - нічого не змінювалося 
2) Старший fuse-байт (Fuse High-Byte) - змінені біти BOOLEVE2-0 
3) Молодший fuse-байт (Fuse Low-Byte) - змінився біт CKDIV8, біти SUT1-
0 і біти CKSEL3-0. 
А так же один біт захисту пам'яті даних і програм (Lock Bit Byte) -не 
змінювався. 
 
 
 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 34 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Таблиця 4.1 -  Fuse High-Byte. 
Назва № опис Значення за 
біта біт замовчуванням 
а 
BOOLEVEL 3 Стеження за рівнем 1 (не запрограмований) 
2 харчування. 
BOOLEVEL 2 Якщо напруга живлення 0 (запрограмований) 
1 нижче 4,3 Вольта то 
  мікроконтролер  
BOOLEVEL 1 скидається. 0 (запрограмований) 
0 
 
Таблиця 4.2 –  Fuse Low-Byte: 
Назва  N8 опис Значення за замовчуванням 
біта біт
а 
CKDIV8  7 розподіл тактового 1 (не запрограмований) 
сигналу на 8 
SUT1  5 Спільно з CKSEL0 1 (не запрограмований) 
SUTO  4 вибираємо час 1 (не запрограмований) 
очікування запуску МК 
Вибрано рівним 65мс 
CKSEL3  3 Вибір джерела 1 (не запрограмований) 
CKSEL2  2 тактового сигналу 1 (не запрограмований) 
CKSEL1  1 Кварцовий резонатор з 1 (не запрограмований) 
CKSEL0  0 частотою від 8МГц 1 (НЕ запрограмміронан) 
 
Програмувати fuse-біти треба дуже обережно. Так як в кожному 
микроконтроллере AVR є опсние fuse-біти. Наприклад, біт SPIEN може 
заборонити послідовне SPI програмування, і після цього перепрограмувати 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
    35 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
мікроконтролер можна буде тільки за допомогою паралельного програматора. 
Або біт RSTDISBL, який може ніжку скидання (RESET) перепрограмувати в порт 
вводу / виводу, тим самим послідовне програмування SPI буде неможливо. 
Важливо пам'ятати, що 1-це значить не запрограмоване, а 0- 
запрограмовано. Це пов'язано з тим, що раніше Flash-пямять була одноразова, 
тобто якщо 1 то меремичка ціла, якщо 0- то перемичку спалили. 
 
 
 код  
ідентифікація 
  
  
 
  
  
Fusе-калькулятор 
  
 Fusе-біти 
 
 Біт захисту 
  
 
 Читання та запис  ф'юзів 
 
 
 
 
Рисунок 4.3 - Установка Fuse-бітів в програмі SinaProg. 
 
Мікросхема підтримує режим низьковольтного програмування пам'яті 
програм, яке може здійснюватися по послідовному SPI інтерфейсу. Тому 
мікроконтролер програмувався за допомогою послідовного програматора 
USBTiny (Рис. 4.4). 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
  36 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
 
Рисунок 4.4 - Програматор USBTiny 
 
 
4.4 Відладка програми. 
Блок-схема програми. 
Початок - включається живлення пристрою. Мікроконтролер починає свою 
роботу, підключає бібліотеки, визначать змінні (int I = 0, k = 0, s = 0), ініціалізує 
порти введення / виводу, настроює переривання і таймер, запускаючи його. Далі 
програма мікроконтролера входить в нескінченний цикл. 
Під час нескінченного циклу на вхід надходить сигнал, і якщо він змінить 
свій рівень з логічного нуля на одиницю або навпаки, то мікроконтролер піде в 
переривання, де визначить, який рівень сигналу на вході. 
Далі йде розгалуження. Залежно від того що на вході, мікроконтролер 
вирішує з якої з гілок йому йти. 
Якщо по лівій, то змінній k прісевается число два, яке позначає, що на 
виході мікроконтролера повинна бути логічна одиниця і таймер, що працює 
паралельно програмі інкрементує значення i кожен раз, коли йде в переривання. 
Якщо по правій, то змінній k прісевается число один, що позначає, що на 
виході мікроконтролера логічний нуль. За графіком УОЗ змінної s присвоюється 
якесь число, не більш 937, і таймер, йдучи в переривання, кожен раз 
декрементируется значення змінної s і, коли воно стане менше, нуля на вихід 
мікроконтролера подається логічна одиниця. І мікроконтролер повертається до 
очікуванні настання переривання. 
Кінця програми немає. Мікроконтролер працює вічно, поки є харчування. 
Якщо його вимкнути, то мікроконтролер перестане працювати. При включенні 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
  37 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
живлення мікро почне працювати з ПОЧАТКУ. 
Розглянемо структурну схему програми 
Рисунок 4.5 - Блок схема програми 
 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
 38 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
4.5 Перевірка працездатності програми 
Для перевірки і налагодження пристрою знадобився джерело живлення 
12В, тактовий генератор, осцилограф, налагоджувальна плата і персональний 
комп'ютер (рис. 4.6). 
 
 
Рисунок 4.6 - Фото макета 
Генератор імпульсів виконує роль датчика-тахометра. Він підключений до 
вхідних схемою щупом. Імпульси, проходячи через вхідний ланцюг надходили на 
ніжку (PD2) мікроконтролера. Мікроконтролер обробляв вхідний сигнал і, 
коригуючи його, подавет на вхід вихідного ланцюга, до виходу якої підходить 
щуп осцилографа на перший канал (зазначений червоним кольором). Так само, 
для порівняння вхідного сигналу і обробленого, на другий вхід осцилографа 
(позначений жовтим кольором) подається сигнал з генератора імпульсів. На 
екрані осцилографа відображаються тимчасові діаграми роботи пристрою і 
наочно видно коригування, виконувана пристроєм 
Змінюючи положення енкодера, міняємо частоту генератора тактових 
сигналів (аналог збільшення або зменшення обертів двигуна) і бачимо, як 
збільшується або зменшується кут випередження. 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
     39 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
Розглянемо приклад роботи пристрою для декількох частот: 
На осцилограф подають два сигналу. Перший сигнал, позначений синім 
кольором, це сигнал з генератора імпульсів виконує роль датчика-тахометра. А 
другий сигнал, позначений червоним кольором, це сигнал з виходу пристрою (рис 
26-30). Розгортка по Y для всіх осциллограмм однакова і дорівнює 5 В / справ. 
Розгортка по X підписана на осцилограмах. 
 
Рисунок 4.7 - Частота 10 Гц, випередження дорівнює нулю градусів. 
Розгортка по X-20 мс / справ 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
 40 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Рисунок 4.8- Частота 30 Гц, випередження близько 8 градусів. 
Розгортка по X-2 мс / справ. 
 
Рисунок 4.9- Частота 120 Гц, випередження близько 19 градусів. 
Розгортка по X-500 мкс / справ. 
 
На наступних графіках буде видно як наростає випередження з збільшення 
частоти. 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 41 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Рисунок 4.10 - Частота 300 Гц, випередження близько 24 градусів. 
Розгортка по X-200 мкс / справ. 
 
Рисунок 4.11 - 400 Гц. Випередження немає.  
Гарантує відсутність раннього запалювання. 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. 42 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
Розгортка по X-200 мкс / справ. 
Для перевірки працездатності схеми і аналізу якісних показників 
використовувалися радіовимірювальні прилади. 
Представлені вище осцилограми наочно ілюструють роботу пристрою при 
різних значеннях числа оборотів двигуна. На всьому діапазоні оборотів кут 
випередження відповідає аналітичної кривої з технічного завдання. 
 
 
4.6 Розрахунок надійності пристрою 
 
Забезпечення надійності та безпеки сучасних складних технічних систем і 
об'єктів є пріоритетним завданням на всіх етапах їхнього життєвого циклу - від 
стадії проектування та створення до виробництва, експлуатації, використання та 
утилізації. Основні мети цього процесу включають: 
• Визначення кількісних вимог до надійності об'єкта чи його компонентів. 
• Проведення порівняльного аналізу надійності різних конструкційних 
варіантів об'єкта з метою вибору оптимального за всіма параметрами, включаючи 
вартісний. 
• Визначення очікуваного рівня надійності об'єкта та/або його компонентів 
і проведення розрахунків для забезпечення цього рівня. 
• Обґрунтування та оцінка ефективності запропонованих заходів щодо 
підвищення надійності об'єкта. 
• Вирішення оптимізаційних завдань, в яких надійність виступає цільовою 
функцією або керованим параметром. 
• Перевірка відповідності очікуваного рівня надійності встановленим 
вимогам. 
На етапі випробувань і експлуатації проводяться розрахунки надійності 
для оцінки кількісних показників надійності системи.. 
Методи розрахунку надійності 
 
 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
  43 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Структурні методи розрахунку надійності 
Структурні методи є основними методами розрахунку показників 
надійності у процесі проектування об'єктів, що піддаються разукрупнению на 
елементи, характеристики надійності, яких в момент проведення розрахунків 
відомі або можуть бути визначені іншими методами. Розрахунок показників 
надійності структурними методами в загальному випадку включає: 
• представлення об'єкта у вигляді структурної схеми, яка описує логічні 
співвідношення між станами елементів і об'єкта в цілому з урахуванням 
структурно-функціональних зв'язків і взаємодії елементів, прийнятої стратегії 
обслуговування, видів і способів резервування та інших факторів; 
• опис побудованої структурної схеми надійності об'єкта адекватної 
математичної моделлю, що дозволяє в рамках введених припущень і допущень 
обчислити показники надійності об'єкта за даними про надійність його елементів 
в розглянутих умовах застосування. 
В якості структурних схем надійності можуть застосовуватися: 
• схеми функціональної цілісності ; 
• структурні блок-схеми надійності ; 
• дерева відмов ; 
• графи станів і переходів. 
 
Логіко-ймовірнісний метод 
У логіко-імовірнісних методах (ЛВМ) вихідна постановка задачі та 
побудова моделі функціонування досліджуваного системного об'єкта або процесу 
здійснюється структурними та аналітичними засобами математичної логіки, а 
розрахунок показників властивостей надійності, живучості та безпеки 
виконується засобами теорії ймовірностей . 
ЛВМ є методологією аналізу структурно-складних систем, вирішення 
системних завдань організованою складності, оцінки та аналізу надійності, 
безпеки і ризику технічних систем. ЛВМ зручні для вихідної формалізованої 
постановки задач у формі структурного опису досліджуваних властивостей 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
    44 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
функціонування складних і високоразмерних систем. У ЛВМ розроблені 
процедури перетворення вихідних структурних моделей в шукані розрахункові 
математичні моделі, що дозволяє виконати їх алгоритмізацію і реалізацію на 
ЕОМ. 
Основоположником науково-технічного апарату ЛВМ і прикладних 
аспектів їх застосування, а також творцем і керівником наукової школи є 
професор Рябінін І.А. . 
 
Загальний логіко-імовірнісний метод 
Необхідність поширення ЛВМ на немонотонний процеси призвела до 
створення спільного логіко-імовірнісного методу (ОЛВМ). У ОЛВМ розрахунку 
надійності апарат математичної логіки використовується для первинного 
графічного і аналітичного опису умов реалізації функцій окремими і групами 
елементів в проектованій системі, а методи теорії 
ймовірностей і комбінаторики застосовуються для кількісної оцінки 
безвідмовності і / або небезпеки функціонування проектованої системи в 
цілому. Для використання ОЛВМ повинні задаватися спеціальні структурні схеми 
функціональної цілісності досліджуваних систем, логічні критерії їх 
функціонування, імовірнісні та інші параметри елементів. 
В основі постановки та вирішення всіх задач моделювання і розрахунку 
надійності систем за допомогою ОЛВМ лежить так званий подієво-логічний 
підхід. Цей підхід передбачає послідовне виконання таких чотирьох основних 
етапів ОЛВМ: 
• етап структурно-логічної постановки задачі; 
• етап логічного моделювання; 
• етап імовірнісного моделювання; 
• етап виконання розрахунків показників надійності. 
Метод дерев відмов 
Метод Марківського моделювання 
 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 45 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Приклади розрахунку надійності систем простої структури 
Послідовна система 
В системі з послідовною структурою відмова будь-якого компонента 
призводить до відмови системи в цілому.  
Приклад послідовної системи представлений на рисунку 6.1. 
 
 
 
Рисунок 4.12 – Послідовна система 
Система логічних рівнянь для наведеної вище послідовної системи: 
 
                     (4.1) 
 
 
Логічна функція працездатності (рішення системи логічних рівнянь): 
                                            (4.2) 
Ймовірність безвідмовної роботи: 
                                               (4.3) 
У загальному випадку ймовірність безвідмовної роботи системи дорівнює:  
                                                               (4.4) 
 
Паралельна система 
Приклад паралельної системи представлений на рисунку4.2. 
 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 46 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Рисунок 4.13 – Паралельна система 
В системі з паралельною структурою відмова системи в цілому 
відбувається тільки при відмові всіх елементів.  
Система логічних рівнянь для наведеної послідовної системи:  
 
 (4.5)    
            
 
Логічна функція працездатності (рішення системи логічних рівнянь):  
                                          (4.6) 
Ймовірність безвідмовної роботи:  
 .                        (4.7) 
У загальному випадку ймовірність безвідмовної роботи системи дорівнює:  
                                                (4.8) 
Система типу k з n 
Імовірність того, що в системі, яка складається з  однакових 
(равнонадежних) елементів, безвідмовно працюють рівно  елементів, може бути 
обчислена за формулою:  
 ,                      (4.9)  
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. Лист № докум. 47 
Підпис Дата 
 
де: 
 - Ймовірність безвідмовної роботи елемента системи;  
 
 - біноміальний коефіцієнт з  по  . 
Імовірність того, що в системі, яка складається з  однакових 
(равнонадежних) елементів, безвідмовно працюють не менше  елементів, може 
бути обчислена за формулою: 
                          (4.10) 
Імовірність того, що в системі, яка складається з  однакових 
(равнонадежних) елементів, безвідмовно працюють не менше  елементів, може 
бути виражена через ймовірності безвідмовної роботи аналогічної системи 
меншої розмірності:  
                     (4.11) 
Розрахунок проводитиметься за методикою приведеною в [18]. 
Початковими даними є схема електрична принципова з переліком елементів. 
Перед безпосередніми розрахунками приймають два наступних 
припущення: 
1. Відмови елементів системи статичнонезалежні: 
2. Відмова будь-якого елемента системи приводить до відмови 
системи(ніби послідовнез’єднання). 
Тепер можна проводити розрахунок. 
Формула для розрахунку інтенсивності відмов виглядає наступним чином: 
N
λi = λБ∏Kn , 4.12 
n=1
де λБ— вихідна інтенсивність відмов елемента; 
N — кількість коефіцієнтів, що будуть враховані; 
Kn— n-й коефіцієнт впливу. 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 48 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Для початку проведемо розрахунок резистори. Коефіцієнт навантаження 
для всіх резисторів буде невеликим, так як кола в яких вони знаходяться є кола з 
малим струмом. Візьмемо цей коефіцієнт з запасом — 0,1. 
Для резистора формула (4.1) виглядає так: 
λi  = λб ⋅ KН ⋅ KЕ ⋅ KП  
Коефіцієнти для даної формули візьмемо звідси [19]. 
λi  = 0,034 ⋅ 0,1⋅3 ⋅10 = 0,102  
При розрахунку конденсаторів потрібно врахувати коефіцієнт 
навантаження, який залежить від напруги живлення та максимальної напруги, що 
витримує конденсатор. Розрахуємо даний коефіцієнт: 
K U
= max
Н  
Uдоп
Дані параметри були визначені раніше, тому підставимо їх. 
K 5
Н = = 0,1  
50
Для конденсатора формула (4.1) виглядає так: 
λi  = λб ⋅ KН ⋅ KЕ ⋅ KС ⋅ KП  
Коефіцієнти для даної формули візьмемо звідси [19]. 
Для конденсатора ємністю 0,1мкФ результат буде наступним: 
λi = 0,022 ⋅ 0,1⋅3 ⋅1,59 ⋅10 = 0,105 
Для конденсатора ємністю 22пФ результат буде наступним: 
λi = 0,022 ⋅ 0,1⋅3 ⋅ 0,58 ⋅10 = 0,038  
Для кварцового резонатора формула (4.1) виглядає так: 
λi  = λб ⋅ KT ⋅ KЕ ⋅ KП  
Коефіцієнти для даної формули візьмемо звідси [19]. 
λi = 0,026 ⋅ 0,92 ⋅1,7 ⋅10 = 0.4  
Для світлодіода формула (4.1) виглядає так: 
λi = λб ⋅ KЕ ⋅ KП  
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 49 
 
Коефіцієнти для даної формули візьмемо звідси [19]. 
λi = 0,034 ⋅ 2 ⋅10 = 0,68 
Для мікроконтролера формула (4.1) виглядає так: 
λi = λб ⋅ K0,5 ⋅ KЕ ⋅ Kкор ⋅ KП  
Коефіцієнти для даної формули візьмемо звідси [19]. 
λi = 0,023 ⋅ 4,9 ⋅ 6 ⋅10 = 6,76 
Тепер можемо розрахувати загальну інтенсивність відмов пристрою. Вона 
визначається як сума інтенсивностей відмов кожного елемента [19]: 
k
λ0 = ∑Ni ⋅ λi  
i=1
Підставимо розраховані щено значення: 
λ0 = 2 ⋅ 0,102 + 0,105 + 2 ⋅ 0,038 + 0,4 + 0,68 + 6,76 = 8,225·10−61/ год  
Середній час роботи пристрою на відмову за даних умов експлуатації 
становить 
T 1 1
0 = =
λ 8,225 ⋅10−6 =121580год  
0
Отримане значення задовольняє умовам ТЗ. 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. Лист 50 
№ докум. Підпис Дата 
 
5 Технологічний розділ 
 
5.1 Вибір варіанта технологічного процесу 
Тип виробництва визначає спосіб виготовлення фотошаблонів, побудова 
технологічного процесу і ступінь його деталізації. У залежності від розміру 
виробничої програми, технічних і економічних умов виробництво буває 
одиничне, серійне і масове. 
Одиничне виробництво фотошаблонів характеризується широкою 
номенклатурою і малим обсягом випуску, виготовлення фотошаблонів у 
серійному і масовому виробництвах - застосування устаткування, що дозволяє 
механізувати й автоматизувати виробничі процеси. 
При ухваленні рішення про методи і послідовність виготовлення 
фотошаблонів, необхідно провести оптимізацію варіантів технологічного процесу 
для визначеного типу виробництва. 
Відповідно до ГОСТ 3.1121-84 тип виробництва характеризується 
коефіцієнтом закріплення операції: 
∑О
К ЗО = ,                                                    (5.1) 
∑ р
де ΣО - сума операцій; 
Σр - сума робочих місць. 
Виходячи з приведеної формули необхідно установити співвідношення 
між трудомісткістю виконання операцій і продуктивністю робочих місць. На 
даному етапі проектування нормування операцій можна виконати, 
використовуючи орієнтовані норми типового технологічного процесу. 
Спираючи на вихідні дані і містячи в розпорядженні штучного чи штучно-
калькуляційного часу, визначають кількість одиниць оснащення: 
N ⋅T
m = ШТІ (шт−к)
i 60 ⋅ F ⋅η                                                    (5.2) 
g з.н
де N - річна програма випуску; 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. 51 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
ТШТ(К) - штучне чи штучно-калькуляційний час, хв.; 
Fg - відповідної дійсності річний фонд часу, ч.; 
ηЗ.Н. - нормативний коефіцієнт завантаження оснащення. Завантаження 
оснащення залежить від типу виробництва - можна прийняти середнє значення 
ηЗ.Н .=0,8. 
Після розрахунку значень m по всіх операціях установлюють кількість 
робочих місць, округляючи до найближчого  більшого цілого числа значення m. 
Для операцій, що не вимагають через міру години, значення m може бути 
значно менше одиниці, Це означає, що номенклатура робіт на таких робочих 
місцях має бути розширена. Кількість операцій, що можна виконувати на кожнім 
робочому місці, визначається за формулою: 
η
О = з.н.
η.                                                            (5.3) 
з.ф.
де ηЗ.Ф. - коефіцієнт фактичної завантаженості оснащення, 
η m
з.ф. =
p                                                             (5.4) 
Після розрахунків кількості робочих місць і кількості операцій за 
формулою (5.1) визначають кЗ. О.. 
При масовому і крупносерійному виробництвах кЗ.О.. = 1 ÷ 10, при 
середньосерійному кЗ.О. = 10 ÷ 20, при малосерійному кЗ.О..= 20 ÷ 40, при 
одиничному виробництві кЗ. О.. не регламентується. 
 
5.2 Виготовлення первинного і робочого фотошаблонів 
Первинний фотошаблон одержують хімічною обробкою експонованих 
фотопластинок, проконтролювавши спочатку температуру робочих розчинів 
термометром. Відлік часу обробки проводять за секундоміром. 
Для виготовлення робочого фотошаблону використовують первинний 
фотошаблон. Робочий фотошаблон одержують копіюванням первинного 
фотошаблона на контактно-копіювальному верстаті і подальшій хімічній обробці 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 52 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
матеріалу. Перед копіюванням первинний фотошаблон необхідно протерти з боку 
підкладки серветкою, змоченої в етиловому спирті для виділення пилу, бруду, 
жирових плям. Стекло контактно-копіювального верстата необхідно протерти 
антистатичною серветкою. Копіювання, а також висвітлення для копіювання й 
обробки пластин і фототехнічної плівки виконуються за допомогою фото ліхтаря 
з червоним світлофільтром. Діазографічні плівки копіюють і обробляють при 
звичайному висвітленні, не допускаючи висвітлення матеріалу сонячними  чи 
променями ультрафіолетовим випромінюванням. При копіюванні первинний 
фотошаблон і матеріал додають один до одному і переносять до контактно-
копіювального верстата, причому емульсійний шар первинного фотошаблона і 
світлочутливий шар матеріалу повинні безпосередньо стикатися. 
Експонування проводять через первинний фотошаблон на світлочутливий 
матеріал. Виготовлення робочого фотошаблону на фототехнічній плівці ФТ-41П 
здійснюється шляхом експонування на контактно-копіювальному верстаті 
крапковим джерелом білого світла і хімічної обробки експонованого матеріалу. 
Виготовлення робочого діапозитива на діазографічній плівці ТМ 
здійснюється в такий спосіб. Після експонування діазографічна плівка 
обробляється в проявочному пристрої в парах аміаку до максимального насичення 
кольору фото зображення. 
 
5.3 Устаткування і пристосування 
До устаткування і пристосування для виготовлення фотошаблонів 
друкованих плат відносяться: 
 Контактно-копіювальний верстат KVP-G ІІІ (Японія). 
 Контактно-копіювальний верстат TRі - kopі (Німеччина). 
 Проявочний пристрій для діазографічних плівок. 
 Проявочна установка для фотопластин. 
 Пристрій для пробивання фіксуючих отворів (79ВЯ42АТ). 
 Ретушерський пульт «ФМС-66», МРТУ 27-05-233-69. 
 Мікровольтметр «МФ-4». 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 53 
 
 Мікроскоп «МПБ-2». 
 Люксметр «ІЛКП». 
 Стіл з підсвіткою. 
 Атестований набір еталонів оптичних площин, виконаний на 
фототехнічній чи плівці фотопластині. 
 Тара для перенесення скляних фотошаблонів. 
 Секундомір. 
 Терези технохімічні з важком. 
 Термометр для виміру температури розчинів від 15 до 40 °С з ціною 
розподілу більш ніж 1 °С. 
 Фотоліхтар з неактинічним червоним світлофільтром. 
 Набір пензликів для ретуші. 
 Скальпель для ретуші, МРТУ 4217-61. 
 Фотошаблони конструктивів друкованих плат з координатною 
сіткою. 
 Фіксуючі штифти. 
 Шафа для збереження фотошаблонів. 
 Пристрій, що фоторозкреслює, ФРУ-01. 
 Технічні характеристики ФРУ-01. 
Пристрій на базі двокоординатного столу призначено для високоточного 
автоматичного креслення фотошаблонів друкованих плат на різних плівкових і 
скляних фотоматеріалах по будь-яких траєкторіях у площині. 
У приводах подач пристрої застосовані лінійні синхронні двигуни з 
газовим змащенням у напрямних, керовані від системи електропривода з ЧПУ 
(ЭЧПУ) "Микролид". 
Стабільність і точність пристрою забезпечується базовою гранітною 
плитою, гранітними напрямними по осях Х и У і газовими направляючими, що не 
піддаються тертю і зносу. 
Фотоголівка з модуляторним джерелом світла з 12 окремих оптичних 
систем, укладених у єдиний блок, дозволяє одержати однакову оптичну щільність 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
  54 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
ліній, масок, зображень. Вакуумним притиском фотоматеріалу в сполученні з 
автоматичним піджимом досягається базування світлочутливого шару до поверхні 
креслення. 
Пристрій працює від промислової мережі стиснутого повітря, має 
індивідуальну систему очищення повітря. В умовах експлуатації пристрій, що 
фоторозраховує, повинен знаходитися в темному приміщенні, а система 
керування - у світлому. 
Пристрій допускає роботу в три зміни й обслуговується одним оператором. 
Таблиця 5.1 – Параметри пристрою 
№ Назва параметра Одиниця Величина 
п/п виміру 
1 Напруга мережі перемінного струму 50 Гц В 380/220 
2 Розміри креслення мм 380х400 
3 Швидкість переміщення по координатах X і Y м/с 0,4 
4 Прискорення по координаті X м/с 3 
5 Прискорення по координаті Y м/с 6 
6 Хід столу мм 420х500 
7 Погрішність позиціонування мм ± 0,01 
8 Погрішність повторного позиціонування мм ± 0,005 
9 Кількість масок шт. 12 
10 Загальна кількість символів шт. 44 
11 Мінімальна товщина лінії мм 0,125 
12 Розміри контактних площадок мм 1,3х3,5 
13 Розміри символів мм 2х1 
14 Обсяг внутрішньої пам'яті керуючої програми кбайт 64 
15 Тиск підводимого повітря кПа 500...600 
 
 
 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. 55 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Продовження таблиці 5.1 
16 Потужність кВт 2 
17 Маса пристрою кг 600 
18 Маса ЭЧПУ "Микролид" кг 300 
19 Зовнішній канал уведення програми з   вищого 
перфострічки чи ЕОМ  рангу 
20 Ручне введення і редагування програми  перфорато
р чи ЕОМ 
21 Буквено-цифрова індикація на електронно- знаків 512 
променевій трубці (16х32). 
 
5.4 Пробивання фіксуючих отворів 
Пробка фіксуючих отворів здійснюється на спеціальному пристрої, що має 
два орієнтуючих знаки, рознесених на відстань, рівна відстані між реперними 
знаками фотошаблона. Фотошаблон розміщають у пристрої для пробки. 
Здійснюють вакуумний притиск фотошаблона і пробивають отвору, притискаючи 
пуансон пристрою. 
Оскільки фотошаблон має лінійні деформації, обумовлені частковим 
роздубленням фотографічної емульсії під час фотохімічної обробки, зміною 
температури і вологості в приміщенні, то відстань між реперними знаками може 
не збігатися з відстанню між знаками пристрою, що орієнтують. У такому 
випадку вибирають середнє значення. Для цього горизонтальні штрихи реперних і 
настановних знаків зміщають, а відстань між прямовисячими штрихами 
вирівнюють між собою зрушенням фотошаблону. 
 
5.5 Загальні технічні вимоги до фотошаблонів 
Фотографічне зображення в межах поля друкованої плати (ДП) повинне 
бути різким, границі зображення повинні бути чіткими, без розмитостей і ореолів. 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
  56 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Фотошаблон повинний мати два чи більш реперні знаки, 
використовуваних для пробивання фіксуючих отворів у робочих фотошаблонах. 
Несполучення двох робочих фотошаблонів однієї плати повинне бути не 
більш 0,24 мм плат класу I і 0,14 мм плат класу II. 
Зазор між елементами провідного рисунка на фотошаблоні повинний бути 
не менш 0,325 мм. 
Первинний фотошаблон повинний бути отриманий на автоматизованому 
пристрої, що розкреслює, методом розкреслювання. Відхилення центрів 
контактних площадок від вузлів координатної сітки складає: 
- для первинних фотошаблонів ± 0,10 мм плат класу І, ± 0,05 мм плат класу II; 
- для робочих фотошаблонів ± 0,12 мм плат класу І, ± 0,07 мм плат класу II. 
Розміри елементів топології фотошаблона і відстані між ними повинні 
відповідати вимогам технічного завдання на друковану плату з урахуванням 
технологічних допусків на виготовлення друкованої плати. 
Технологічні допуски на виготовлення друкованої плати встановлює 
підприємство - виготовлювач друкованих плат у залежності від застосовуваної 
технології. 
Граничні відхилення розмірів елементів топології фотошаблона в 
залежності від класу точності друкованої плати за ГОСТ 23751 приведені в 
таблиці 5.2. 
Таблиця 5.2 - Граничні відхилення розмірів елементів топології 
фотошаблона в залежності від класу точності друкованої плати 
Клас точності друкованої плати 1 2 3 4 5 
Граничні відхилення розмірів елементів ± 0,10 ± 0,05 ± 0,03 ± 0,02 ± 0,01 
топології фотошаблона 
Граничні відхилення розмірів елементів топології фотошаблона, зазначені 
в таблиці 5.2, є підставою для розрахунку технологічного допуску на 
виготовлення еталонного фотошаблона. 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 57 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Позиційні допуски розташування елементів топології фотошаблона в 
діаметральному вираженні в залежності від класу точності друкованої плати 
представлені в таблиці 5.3. 
Таблиця 5.3 - Позиційні допуски розташування елементів топології 
фотошаблона в діаметральному вираженні в залежності від класу точності 
друкованої плати 
Клас точності друкованої плати 1 2 3 4 5 
Позиційні допуски розташування елементів 0,15 0,10 0,07 0,05 0,03 
топології фотошаблона, мм 
Якість сполучення комплекту фотошаблонів визначається значенням 
несполучення по контактних площадках. Значення несполучення комплекту 
фотошаблонів у залежності від класу точності друкованої плати не повинне 
перевищувати значень, зазначених у таблиці 5.4. 
Таблиця 5.4 - Величина несполучення комплекту фотошаблонів 
Клас точності друкованої плати 1 2 3 4 5 
Величина несполучення комплекту 0,15 0,10 0,07 0,05 0,03 
фотошаблонів, мм 
Ширина технологічного полючи, розташованого по контурі робочої зони 
фотошаблона, не повинна бути більш 30 мм. 
Умовна позначка фотошаблонів за ГОСТ 2.201. 
Оптична щільність емульсійних фотошаблонів повинна бути не менш 3,0 
на непрозорих ділянках і не більш 0,1 на прозорих ділянках. 
Копіювальна щільність діазотипних фотошаблонів на довжині хвилі 437 
нм повинна бути не менш 3,0 на непрозорих ділянках і не більш 0,1 на прозорих 
ділянках. 
Розміри дефектів зовнішнього бачення - (проколи, крапки, подряпини) у 
робочій зоні фотошаблона нс повинні бути більш 0,05 мм для друкованих плат 1, 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 58 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
2 і 3-го класів точності і більш 0,02 мм для друкованих плат 4 і 5-го класів 
точності. 
Розміри дефектів зовнішнього вигляду в робочій зоні фотошаблона з 
розмірами провідників і відстаней між ними від 0,05 до 0,08 мм не повинні бути 
більш 0,01 мм. 
Фотошаблони варто поставляти комплектами з паспортом на кожен 
комплект фотошаблонів. 
Форма паспорта на комплект фотошаблонів - по ГОСТ 2.601 
Маркування фотошаблона повинне містити: умовну позначку 
фотошаблона; дату виготовлення; порядковий номер зміни провідного рисунка. 
Маркування фотошаблона варто розташовувати на робочій поверхні 
фотошаблона поза робочою зоною. 
Маркування фотошаблона повинне бути виконане автоматизованим 
способом. 
У технічно обґрунтованих випадках допускається виконувати 
маркірування вручну. Цифри і букви маркувального напису повинні бути чітко 
позначені. 
 
5.6 Технологічний процес і режими виготовлення фотошаблонів 
Технологічний процес і режими виготовлення фотошаблонів друкованих 
плат представлені в таблиці 5.5. 
Таблиця 5.5 - Технологічний процес і режими виготовлення фотошаблонів 
друкованих плат 
Порядок операцій і їхнє Тривалість обробки, хв. 
найменування фототехнічної плівки 
прямим методом 
методом звертання 
1. Прояв 22±0,5 1 5 4 6 
2. Промивання в проточній воді 18÷22 - 0,25÷0,5 0,25÷0,5 6÷8 
3. Зупинка прояву 18÷22 2 0,5÷1 - - 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 59 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
Температура 
°С 
№ розчину 
фотопластин 
 
Продовження таблиці 5.5 
4. Відбілювання 18÷22 3 - - 3÷4 
5. Засвічування∙ - - - - - 
6. Промивання в непротічній воді 18÷22 - - - 5÷7 
7. Промивання в проточній воді 18÷22 - - - 2÷3 
8. Освітлення 18÷22 4 - - 1,5÷2 
9. Промивання в проточній воді 18÷22 - - - 2÷3 
10. Прояв 18÷22 1 - - 3÷4 
11. Промивання в проточній воді 18÷22 - 0,25÷0,5 - 0,5÷1 
12. Фіксування 18÷22 5 10÷15 8÷10 8÷10 
13. Промивання в непротічній воді 18÷22 - 5÷7 5÷7 5÷7 
14. Ослаблення (при необхідності, 18÷22 6 - - візуально 
для видалення загальної вуалі) 
15. Промивання в проточній воді 18÷22 - 15÷20 15÷20 15÷20 
16. Змочування в ОП-7 чи ОП-10      
17. Сушіння ** - У В підвішеному стані 
вертикальн
ому 
положенні 
18. Контроль  -    
*Освітленість у робочій зоні повинна бути не менш 150 лк контролювати 
люксметром. Після включення світла обробку плівки продовжують при 
нормальному (не нижче 150 лк у робочій зоні) висвітленні. 
**У природних умовах. 
 
5.7 Алгоритм виготовлення робочої програми керування 
Виготовлення фотошаблонів способом фотографічного зменшення 
оригіналу рисунка плати, виконаного вручну, не задовольняє вимогам підвищеної 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 60 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
точності в зв'язку зі зростанням щільності друкованого монтажу, кількості типів 
плат на виріб, появою багатошарових плат. 
Прагнення задовольнити вимогам підвищеної точності, зберігати і навіть 
скоротити терміни виготовлення фотошаблонів плат вимагає нових методів 
роботи. 
Автоматизоване виготовлення фотошаблонів включає: автоматизоване 
креслення світловим променем (М 1:1) рисунка фотошаблона по робочій програмі 
травлення; напівавтоматизовану підготовку і виготовлення цих програм 
керування. 
Послідовність операцій підготовки виготовлення робочої програми 
керування, аналіз і її коректування, контроль і одержання первинного 
фотошаблона зображена у виді алгоритму на рисунку 5.1. 
 
5.8 Формування елементів провідного рисунка друкованої плати 
Фотошаблони виготовляються в залежності від щільності провідного 
рисунка або однократним, або подвійним, або потрійним кресленням, тобто 
провідні спробні рисунки плати викреслюються на фотопапері, а потім 
контрольний рисунок плати на фотопластинці чи фототехнічній плівці. 
Для формування елементів друкованого монтажу використовується 
магазин масок, що включає №- масок - світлових плям. На рисунку 5.2 показані 
два варіанти магазина масок, а розміри приведені в таблиці 5.1. 
Геометричні розміри масок для розкреслення провідного рисунка повинні 
враховувати технологічні припуски і допуски, що забезпечують виготовлення ДП 
на конкретному виробництві (ОСТ 16.0.886.052-83). 
Для нанесення елементів провідного рисунка, розташованого не в кроці 
1,25, допускається виготовлення масок (рисунок 5.3), зміщених щодо центра в 
магазині масок. 
 
 
 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
 61 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
Таблиця 5.6. – Параметри провідного рисунка 
Елементи Форма Розміри, мм 
провідного 
рисунка 
Контактні Квадрат 1,5×1,5; 2,0×2,0; 
площадки 2,9×2,9 
Коло ∅1,90; ∅ 3,40 
Восьмикутник 2,70 
Провідники Квадрат  0,35; 0,50 
Восьмикутник 0,75; 1,00; 1,50 
Шипи й екрани Два однакових за формою і ≥2,50 
розміром, але орієнтованих по- 2,70×0,40 
різному щодо центра масок 0,40×2,70 
Цифри От 0 до 9 2,0×1,0 
Букви C, R, K, A, V, B, L, E, Z, D, T, E 2,0×1,0 
Знак " + " 2,0×2,0 
 
  
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
 62 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
6 Спеціальний розділ 
 
6.1 Економічне обґрунтування розробки пристрою коригування кута 
випередження 
 
Економічне  обґрунтування розробки пристрою коригування кута 
випередження запалювання для двоциліндрового двотактного двигуна: 
1. Підвищення ефективності: Встановлення пристрою коригування кута 
випередження запалювання дозволяє оптимізувати роботу двигуна, що в свою 
чергу призводить до підвищення його ефективності. Ефективніший двигун 
споживає менше палива при однаковому обсязі роботи, що веде до економії 
грошей на паливі. 
2. Зменшення викидів шкідливих речовин: Оптимізація процесу 
запалювання сприяє повнішому згоранню палива, що допомагає зменшити викиди 
шкідливих речовин у атмосферу. Це може допомогти виконати нормативні 
вимоги до викидів і, таким чином, уникнути штрафів і санкцій за забруднення 
довкілля. 
3. Підвищення тривалості служби двигуна: Правильне налаштування кута 
випередження запалювання дозволяє попередити проблеми з перегрівом або 
недостатньою змащеністю, що може призвести до збільшення тривалості служби 
двигуна. Це зменшує необхідність у ремонті та заміні деталей, що веде до 
зниження витрат на обслуговування. 
4. Покращення характеристик: Встановлення пристрою коригування кута 
випередження запалювання може покращити динаміку руху і загальні 
характеристики двигуна, що зробить його більш конкурентоспроможним на 
ринку. Збільшення привабливості транспортного засобу для покупців може 
призвести до збільшення обсягів продажів і прибутку. 
5. Конкурентна перевага: Інноваційні рішення, такі як пристрій 
коригування кута випередження запалювання, можуть надати вашій компанії 
конкурентну перевагу на ринку. Введення такого пристрою може зробити ваш 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
     63 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
продукт більш привабливим для споживачів порівняно з конкурентами, що 
дозволить збільшити частку ринку та прибуток.  
6. Маркетинговий ефект: Продукція, яка має високу екологічну та 
економічну ефективність, може стати об'єктом підвищеної уваги з боку засобів 
масової інформації, а також споживачів. Це може позитивно позначитися на 
репутації вашої компанії та забезпечити додаткову рекламу та продажі. 
Ці фактори в сукупності свідчать про те, що розробка та впровадження 
пристрою коригування кута випередження запалювання є ефективною і 
виправданою з економічної точки зору. 
 
 
6.2 Охорона праці 
Аналіз небезпек та шкідливостей, що виникають в приміщенні 
електротехнічного відділу 
В даній роботі проводиться розробка пристрою коригування кута 
випередження запалювання двигуна. Ці роботи проводяться інженером в 
приміщенні електротехнічного відділу з використанням сучасної комп’ютерної 
техніки. Робочі місця трьох працівників відділу знаходяться в окремому кабінеті. 
Проаналізуємо фактори, що впливають на здоров'я і працездатність робітників під 
час виконання роботи.  
Площа кабінету дорівнює 20.8 м2 (5.2×4 м), найбільша чисельність 
працюючих - 3 особи. Звідси площа, що припадає на одного робітника, дорівнює 
6.95 м2, що відповідає ДБН В.2.2.28-2010. Висота стелі дорівнює 3.3 м, що більше 
мінімальної норми в 3,2 м. Виходячи з цих даних, об’єм  приміщення складає 68.6 
м3. Звідси об'єм, що припадає на одну людину, складає 22.87 м3. Нормативне 
значення цього об’єму складає 20 м3. З цих даних очевидно, що дане приміщення 
задовольняє вимогам ДБН В.2.2.28-2010 та НПАОП 0.00-7.15-18. 
Шум є одним з важливих факторів виробничого середовища, що може 
мати  негативний вплив на працівника. Шум може тимчасово активізувати або 
постійно пригнічувати психічні процеси в організмі людини. Шум не лише 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
 64 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
погіршує самопочуття людини і знижує продуктивність праці, але нерідко 
призводить до професійних захворювань. Відповідно ДСН 3.3.6.037-99 «Державні 
санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку» для даного виду 
трудової діяльності та приміщення нормативне значення рівня шуму становить 50 
дБА. Зафіксований рівень шуму в приміщенні відділу становить 32-37 дБА, що не 
перевищує нормативного значення. 
Природне освітлення в приміщенні відділу здійснюється через вікна (бічне 
освітлення). Нормування природного освітлення проводиться за допомогою 
коефіцієнта природної освітленості (КПО), вираженого в процентах. Показники, 
що характеризують зорову роботу в приміщенні відділу, мають такі значення: 
- об'єкти розрізнення класифікуються за ІІІ розрядом зорової праці; 
- контраст об'єкта спостереження з фоном є середнім; 
- робоча поверхня є світлою, отже, коефіцієнт відбиття робочої поверхні 
дорівнює 50%. 
Виходячи з даних показників, коефіцієнт природного освітлення в 
приміщенні відділу, повинен складати 1,2% при бічному освітленні. Нормативний 
рівень штучного освітлення робочої поверхні, повинен складати 400 лк. 
У приміщенні відділу величина штучного освітлення робочої поверхні 
становить 420 лк, що задовольняє вимогам ДБН В.2.5-28-2018 «Природне та 
штучне освітлення». В якості джерел світла при штучному освітленні 
використовуються люмінесцентні лампи Т5, встановлені в світильники ЛПО 02. 
Рівень природного освітлення на робочих місцях працівників відділу становить 
34-38%, що також відповідає нормативним вимогам. 
Мікроклімат приміщення значно впливає на робітника. Відхилення 
окремих параметрів мікроклімату від рекомендованих значень знижують 
працездатність, погіршують самопочуття робітника і можуть призвести до 
фахових захворювань.  
У теплий період року (температура зовнішнього повітря плюс 10 °С і 
вище) фактичні параметри мікроклімату наступні: 
- температура повітря – 22-28°С; 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
     65 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
- відносна вологість – 40-50 %; 
- швидкість руху повітря - 0,2-0,3 м/с. 
У холодний період року (температура зовнішнього повітря плюс 10 °С і 
нижче) фактичні параметри мікроклімату наступні: 
- температура повітря – 21-22 °С; 
- відносна вологість – 45-50 %; 
- швидкість повітрообміну - до 0,2 м/с. 
Вищевказані параметри відповідають вимогам ДСН 3.3.6.042-99. 
Приміщення відділу оснащене системами опалення і вентиляції, що 
забезпечують постійне і рівномірне нагрівання, циркуляцію, а також очищення 
повітря від пилу і шкідливих речовин згідно ДБН В.2.5.67-2013.  
Згідно санітарних норм на кожного робітника повинно бути подано 
свіжого повітря не менше 30 м3/год, якщо обсяг приміщення не менше 20 м3. 
Проаналізуємо параметри робочого місця працівника відділу. Ширина 
столу 1,2 м, усі предмети, що знаходяться на ньому розташовані на відстані не 
більш 80 см від працівника, отже вони знаходяться в зоні повної доступності. 
Висота столу 74 см; висота стільця 45-55 см. З огляду на ріст працюючого, який 
складає 160-170 см можна сказати, що положення, яке він займає при роботі з ПК 
відповідає інструкціям і рекомендаціям по роботі з персональним комп'ютером. 
Окрім положення монітора ПК, оскільки світло, що падає з вікна, знаходиться в 
полі зору працюючого і засліплює його, ускладнюючи процес сприйняття 
інформації з монітору. 
Відповідно НПАОП 0.00-7.15-18 та ДНАОП 0.00-1.21-98 «Правила 
безпечної експлуатації електроустановок споживачів» приміщення відділу, 
відноситься до приміщень без підвищеної небезпеки ураження електричним 
струмом, згідно нищенаведеного аналізу ознак, що впливають на ймовірність 
ураження людини електричним струмом:  
- підлога є дерев'яною (паркет), отже така, що не проводять  
  електричний струм; 
- відносна вологість повітря не перевищує 60 %, отже, приміщення є  
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
 66 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
  сухим; 
- температура повітря не перевищує + 30 °С, отже, не є підвищеною; 
- можливості одночасного доторку людини до корпусів технологічного   
  устаткування,   що   мають   з'єднання   із  землею, й інших заземлених  
  частин, з  однієї  сторони, і  до металевих корпусів електроустаткуван- 
  ня, або  струмоведучих  частин, з  іншої  сторони, не  існує (при гарній  
  ізоляції проводів, тому що напруга не перевищує 1000 В); 
- хімічно активні речовини відсутні. 
Обладнання, яке було встановлене у відділу живиться від мережі напругою 
220 В і споживає потужність менше ніж 2500 Вт. В приміщенні передбачена 
магістраль захисного заземлення, відповідно ДСТУ Б В.2.5-82:2016. 
Відповідно до ДСТУ Б В.1.1-36:2016 дане приміщення відноситься до 
приміщень категорії В пожежної небезпеки (тверді горючі речовини і матеріали в 
холодному стані), оскільки є наявність горючих речей та матеріалів: дерев'яні стіл 
і стілець, віконна рама; приміщення сухе,  відносна вологість не перевищує 60 %. 
Дане приміщення містить тверді і волокнисті  горючі речовини, які не 
виділяють пил або волокна. Отже, це приміщення може бути віднесене до класу 
П-ІІа згідно ДНАОП 0.00-1.32-01. 
Стосовно можливості утворення вибухонебезпечних сумішей або горючих 
пилів чи волокон із переходом їх у зважений стан, дане приміщення може бути 
класифіковано як вибухобезпечне, оскільки умови для утворення таких 
вибухонебезпечних продуктів відсутні. 
На випадок пожежі крім головного виходу існує запасний евакуаційний 
вихід, що виходить на сходову клітку. Ширина шляху евакуації становить не 
менше 1 м, а дверей евакуаційного виходу – не менше 0,8 м при висоті проходу не 
менше 2 м. Над дверима написано слово «Вихід». Евакуаційні шляхи 
утримуються вільними та не захаращеними, відповідно ДБН В.1.1.7-2016. 
Для протипожежного захисту приміщення застосовується пожежна 
автоматика. В приміщенні відділу встановлені теплові автоматичні сповіщувачі 
ИП-105 (ДБН В.2.5-56-2014). Для ліквідації невеликих осередків пожежі в 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. Лист 67 
№ докум. Підпис Дата 
 
установі передбачені первинні засоби пожежогасіння, встановлений 
протипожежний щит, який розміщений в легкодоступному місці. В якості засобів 
пожежогасіння передбачені: один повітряно-пінний та один вуглекислотний 
вогнегасники, на щитах - ящик з піском, азбестове полотно, лом, сокира. В 
приміщенні де проводиться робота з ПК передбачений один вуглекислотний 
вогнегасник ВВК-5. 
Отже, серед недоліків даного приміщення можна відмітити недостатність 
загального штучного освітлення, тобто потрібно провести модернізацію системи 
загально штучного освітлення та системи пожежної сигналізації, замінюючи 
теплові сповіщувачі ИП-105 на димові, для більш швидкого та надійного 
сповіщання про початок загоряння.  
Система пожежної сигналізації в даному приміщенні технічно і морально 
застаріла і не відповідає сучасним вимогам щодо протипожежного захисту 
робочих приміщень. Тому ця система потребує модернізації. 
 
Модернізація системи пожежної сигналізації у відділу 
Пожежі спричиняють великі матеріальні збитки та, в деяких випадках, 
супроводжуються загибеллю людей. Тому захист від пожеж є важливим 
обов’язком кожного члена суспільства і проводиться в загальнодержавному 
масштабі. 
Метою протипожежного захисту є знаходження найбільш ефективних, 
економічно доцільних і технічно обґрунтованих способів і засобів попередження 
пожеж та їх ліквідації з мінімальними втратами при найбільш раціональному 
використанні сил та технічних засобів гасіння. 
Пожежна безпека – це стан об’єкта, при якому виключається можливість 
пожежі, а в випадку її виникнення використовуються необхідні міри по усуненню 
негативної дії небезпечних факторів пожежі на людей, споруди та матеріальні 
цінності. 
Пожежна безпека повинна бути забезпечена заходами пожежної 
профілактики і активного пожежного захисту. Пожежна профілактика містить 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
 68 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
комплекс засобів, направлених на попередження пожежі або зменшення її 
наслідків. Активний пожежний захист – заходи, що забезпечують успішну 
боротьбу з пожежами чи вибухонебезпечною ситуацією.  
Найбільш ефективними засобами в попередженні пожеж виявляються 
системи пожежної сигналізації. Більшість систем пожежної сигналізації, що 
знаходяться на цей час в експлуатації, мають радіально-променеву структуру 
побудови. Така структура виправдана найбільш простою схемо-технічною 
реалізацією, що забезпечує однозначність розшифровки виду і адреси тривожного 
повідомлення, а також надійністю, що досягається незалежною обробкою 
сигналів, що надходять з кожного шлейфа. 
На підставі аналізу тенденцій розвитку систем пожежної сигналізації, 
досягнень радіоелектроніки та інформаційної техніки можна сформулювати 
основні вимоги, яким повинна відповідати сучасна система пожежної 
сигналізації: 
Для пожежних сповіщувачів: 
- підвищена надійність і достовірність формування тривожного 
сповіщення; 
- можливість ступінчастого регулювання чутливості; 
- зменшення рівня радіоактивності в іонізаційних сповіщувачах; 
- зменшення габаритів сповіщувачів; 
- введення ідентифікації кожного окремого сповіщувача. 
Для станцій пожежної сигналізації: 
- використання мікропроцесорної елементної бази і цифрових методів 
обробки інформації; 
- можливість передачі інформації з декількох приймально-контрольних 
приладів, що встановлені на об’єктах, на централізований пульт пожежного 
спостереження; 
- автоматичний контроль стану пожежних сповіщувачів і визначення 
несправного; 
- можливість програмування роботи станції і управління різними 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 69 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
технічними засобами в залежності від конкретних умов експлуатації; 
- автоматичний контроль ліній зв'язку з визначенням дільниці, на якому 
сталося пошкодження; 
- підвищена достовірність формування сигналу «Пожежа»; 
- автоматичний контроль працездатності основних вузлів системи. 
Призначення системи пожежної сигналізації визначає її загальну 
структуру, а точніше наявність трьох складових системи, які виконують різні 
функції: 
− виявлення пожежі здійснюється автоматичними пожежними 
оповісниками з різними принципами виявлення і різними  методами обробки і 
обміну інформацією; 
− обробка інформації, що поступає з оповісника, і видача результатів 
оператору виконуються центральною станцією та пультом управління; 
− виконання дій для оповіщення персоналу і пожежної частини для 
усунення пожежі виконується центральною станцією, а також швидке та точне 
реагування підрозділів пожежної частини і локальних постів пожежної охорони. 
Пропонується використати наступні елементи пожежної сигналізації: 
1) Сповіщувач пожежний димовий СПД-3А. 
Сповіщувач СПД-3А призначений для виявлення загорання, яке 
супроводжується виникненням диму в замкнутих приміщеннях різних будівель і 
споруд, формування електричного сигналу  про пожежу що виникла і передачі 
його на приймально-контролюючі пристрої. Сигналізація здійснюється 
зменшенням внутрішнього опору сповіщувача СПД-3А і ввімкненням оптичного 
індикатора реагування. 
 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 70 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
 
Рисунок 6.1 - Сповіщувач пожежний димовий СПД-3А 
 
Сповіщувач СПД-3А відноситься до виробів з періодичним 
обслуговуванням. 
Основні технічні характеристики сповіщувача: 
- діапазон робочих температур - від -30 до +70 °С; 
- час технічної готовності з моменту включення - не більше 15 сек;  
- чутливість сповіщувача - не менше 0,05 і не більше 0,2 дБ/м; 
- інерційність спрацьовування - не більше 10 сек; 
- ступінь захисту - IP30; 
- середній строк служби - не менше 10 років; 
- маса - не більше 0,15 кг. 
 
Рисунок 6.2 – Елементи сповіщувача пожежного димового СПД-3А 
 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
     71 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата
 
2) Пристрій приймально-контрольний автоматичної системи пожежної 
сигналізації «Вектор-1» 
Пристрій приймально-контрольний пожежний (ППКП) «Вектор-1» 
призначений для прийому сповіщень по шлейфах сигналізації від сповіщувачів, 
перетворення сигналів, видачі сповіщень для безпосереднього сприйняття 
людиною і (або) подальшої передачі сповіщень на пульт централізованого 
спостереження. Функціонуючи в автономному режимі, керує системою 
сповіщення та евакуації, установкою автоматичного пожежогасіння, системою 
димовидалення. 
ППКП класифікуються за такими технічними параметрами: 
- призначення: пожежні, охоронно-пожежні, пристрої управління; 
- рівень інформативності: мала, середня, велика; 
- тип зв'язку ППКП зі сповіщувачами: провідний, радіоканальний; 
- за топологією використання шлейфа: радіальні, петльові, адресні; 
- кліматичне виконання приладу - для опалювального або  
  неопалюваного приміщення; 
- за розташуванням джерела резервного живлення - інтегрований або 
зовнішнє джерело резервного живлення; 
- спосіб постановки в черговий режим: кожен шлейф окремо, кілька 
шлейфів групою, комбінованим способом; 
- інформаційна ємність - кількість шлейфів, які може контролювати ППКП. 
ППКП забезпечує автономне або централізоване застосування. 
Автономне застосування використовується для охорони локальних об'єктів 
без передачі сповіщень про тривогу на пульт централізованого спостереження. 
Централізоване застосування забезпечує роботу ППКОП в складі систем 
тривожної сигналізації з використанням GPRS-каналу зв'язку для передачі 
сповіщень на ПЦС про тривогу. Доступні команди з ПЦС для ППКП: 
«Опитування», «Перевірка зв'язку», «Приписати», «Відписати». Після команди 
«Відписати» прилад не надсилає на ПЦС ніяких повідомлень, до моменту 
наступної «приписки». 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. Лист 72 
№ докум. Підпис Дата 
 
Прилад ППКП «Вектор-1» представляє собою інтелектуальну, 
розподілену, керовану подіями і командами систему збору та обробки даних, а 
також управління об'єктами системи в режимі реального часу. 
Базова комплектація приладу ППКП «Вектор-1» включає в себе: БЖ (блок 
живлення) на 12, або 24 вольта, БЦП (блок центрального процесора), БІіУ (блок 
індикації і управління з виведенням інформації на алфавітно-цифровий дисплей), 
і БК (блок ключів), який є частиною БЦП, і має 8 виходів, 4 з яких – електронні 
вихідні ключі середньої потужності, 3  – електронні ключі малої потужності і 
одне реле на дві групи перемикаючих контактів. 
Кількість силових ключів (БСК) управління засобами автоматичної 
системи пожежогасіння та іншою автоматикою – до 16. Кількість зон (напрямків) 
пожежогасіння – до 16. Кількість зон (напрямків) пожежогасіння, керованих 
з БКР (блок керування режимами), встановленого в приладі – до 2. 
Адресні елементи системи підключаються до БША (блок шлейфів 
адресний), до якого підключаються до 8 радіальних адресних шлейфів по 32 
адресних компонента в кожному. У ППКП «Вектор-1» можна встановити до 
4 БША, а в разі, якщо не використовується БЗ (блок зв'язку), то можна встановити 
ще один додатковий БША.  
Таким чином, до одного ППКП «Вектор-1» можна підключити від 8 до 40 
адресних шлейфів. Ємність системи адресної пожежної сигналізації, побудованої 
на одному ППКП «Вектор-1» становить від 256 до 1280 адресних компонентів. 
Адресний сповіщувач в системі – комплект звичайного безадресного 
двухпроводного пожежного сповіщувача та АА (адресного адаптера). АА 
монтуються в базову основу безадресних сповіщувачів серії СПД (димових і 
комбінованих) і СПТ (теплових), а також ручних сповіщувачів SPR. Дана 
особливість полегшує обслуговування сповіщувачів. Заміна виведеного з ладу, 
або забрудненого сповіщувача займає всього кілька секунд, позбавляючи 
обслуговуючий персонал від необхідності заново прописувати адресу і алгоритм 
роботи адаптера АА, що знаходиться в базі сповіщувача. 
 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм. Лист 73 
№ докум. Підпис Дата 
 
 
Рисунок 6.3 – Загальний вигляд і конструкція адаптера адресного 
універсального 
 
 
 
Рисунок 6.4 - Пристрій приймально-контрольний пожежний «Вектор-1» 
 
Технічні особливості ППКП «Вектор-1»: 
1. Широкий вибір варіантів конструктивного  виконання в залежності від 
призначення і складності об'єкта: 
- напруга живлення (24 В або 12 В); 
- кількість каналів вводу-виводу (від 8 до 32); 
- кількість ключів пожежного захисту (до 16); 
- вбудований пульт управління двома зонами пожежогасіння; 
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
    74 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата 
 
- відсік для установки на DIN-рейку до 20 реле; 
- блоки зв'язку та колектори інтерфейсу. 
2. Багатофункціональність роботи системи протипожежного захисту. 
3. Мале споживання електроенергії. 
4. Зручні органи управління та індикації. 
5. Універсальність та багатофункціональність. 
6. Підвищена надійність і ремонтопридатність. 
7. До 20 приладів можуть об'єднуватися в систему з єдиним контролем та 
управлінням. 
8. Для зручного моніторингу може використовуватися ПК. 
9. Сім режимів роботи кожного каналу введення-виведення. 
10. Кожен ключ протипожежного захисту може бути запрограмований за 
відповідними функціями. 
11. Прилад працює з будь-якими типами: 
- автоматичних і ручних сповіщувачів, 
- датчиків ручного пуску,  
- датчиків блокування пуску. 
  
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 
Зм.  75 
Лист № докум. Підпис Дата 
 
Висновок 
 
В роботі було розроблено пристрій коригування кута випередження 
запалювання для двоциліндрового двотактного двигуна. 
Для досягнення поставленої мети було проведено: 
- Аналіз джерел з тематики досліджень 
- вибрати потрібна системи запалювання 
- Розроблено схему пристрою 
- Обрано потрібні електронні компоненти, характеристики 
яких підходять під експлуатаційні параметри 
Для мікроконтролера, що є основним елементом 
пристрою було написано програмне забезпечення на мові 
програмування «С», яке реалізує наступні функції: 
- Аналіз вхідного сигналу 
- Коригування цього сигналу за графіком УОЗ 
- Подача вихідного сигналу на вихідний ланцюг пристрої для його 
перетворення. 
Для перевірки працездатності пристрою був зібраний макет, 
Що складається з: 
- Отладочная плати 
- Генератора тактових сигналів 
- осцилографи 
- Джерела живлення 
- Програматори 
- Персонального комп'ютера 
Він дозволив переконатися в тому, що: 
- Програма для мікроконтролера написана вірно 
- Ланцюг харчування, вхідні і вихідна ланцюг працює коректно 
- В цілому пристрій функціонує як годиться 
  
Арк 
 РС-203ск.024.413.001ПЗ 76 
Зм. Лист № докум. Підпис Дата