Творческий проект "Цифровой проигрыватель с интегральным усилителем"

    Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение – средняя общеобразовательная школа №6 г. Орла

Творческий проект по технологии

«Цифровой проигрыватель с интегральным усилителем»

Работу выполнил:

ученик 10 класса

Перелыгин Антон

Руководитель проекта:

Настепанин Всеволод Борисович

учитель технологии ВКК

Актуальность темы проекта

Обоснование проблемы и формулировка темы проекта

Я являюсь радиолюбителем и для меня интересно всё, что связано с электроникой, воплощать задуманное в реальные предметы. Не малый интерес для меня представляют различные технические приборы и приспособления, которые можно сделать своими руками. Создавая что-либо мне приходится изучать книги, журналы и различные пособия по созданию электрических схем и приборов.

Мне в деревне понадобился музыкальный центр. На природе работать без музыки практически невозможно. Сделать музыкальный центр, такая цель была мной поставлена, а дальше я перейду к её воплощению в жизнь.

Моей задачей является сделать музыкальный центр, отвечающий различным задачам и потребностям.

Общие цели и задачи

Цель проекта: изготовить проигрыватель.

Задачи:

·        найти и изучить литературу по данной теме;

·        выбрать подходящие компоненты для сборки;

·        определить количество необходимого материала;

·        приобрести нужный материал;

·        изготовить изделие.

Для создания изделия требуются знания разделов:

-Основы проектирования;

-Радиотехника;

-Знания конструкторской и технологической документации;

-Организация рабочего места;

-Соблюдения техники безопасности на каждом этапе работы.

Обдумывая план работы, я составил схему, включающую необходимые факторы:

«Опорная схема размышления»

 

Анализ исторических прототипов и современных аналогов

Сбор информации по теме проекта.

IX век по праву считается веком открытия эры механической звукозаписи. В 875 году братья Бану Муса открывают миру свое новое изобретение – «водный орган». Его принцип работы был чрезвычайно прост: равномерно вращающийся механический валик с искусно расположенными выступами ударял по сосудам с разным количеством воды (что влияет на звуковысотность) и таким образом заставляя звучать наполненные трубки. Спустя несколько лет братья представили и первую автоматическую флейту, в основу работы которой также лег принцип «водного органа».

Начиная с XV века эпоху возрождения накрывает мода на механические музыкальные инструменты. Открывает парад музыкальных инструментов с принципом действия братьев Муса шарманка. В 1598 году появляются первые музыкальные часы, в середине XVI века – шкатулки Первая половина XIX века продолжает тенденцию развития механических музыкальных инструментов: ящики, табакерки – все эти приспособления имели весьма ограниченный набор мелодий и могли воспроизводить ранее «сохраненный» мастером мотив. Записывать человеческий голос или звучание акустического инструмента с возможностью его дальнейшего воспроизведения, вплоть до 1857 года никто не мог. 25 марта 1857 года правительство Франции регистрирует патент, получивший название «фоноавтографа».Принцип работы фоноавтографа заключался в записи звуковой волны, посредством улавливания вибраций через специальный акустический рупор, на конце которого располагалась игла.

Фонограф Эдисона сумел перевернуть тогдашний мир с ног на голову: сотни изобретателей стали экспериментировать с использованием различных материалов для покрытия цилиндра-носителя, а в 1906 году состоялся первый публичный концерт-прослушивание.

Заменой громоздкому граммофону стал усовершенствованное и доработанное в 1907 году Гильоном Кеммлером устройство – патефон.

Проигрыватель — устройство для воспроизведения музыки/мультимедиа с того или иного носителя (без функции записи).

Проигрыватель по своей структуре состоит из двух блоков:

-блок питания

-проигрыватель (один или несколько)

 Важно понимать, что проигрыватель воспроизводит звук, а усилитель его усиливает и выводит в колонки. В настоящее время проигрыватель и усилитель становятся смежными словами не только в языке, но и в производстве. Поэтому в данный момент структура обычного проигрывателя будет выглядеть так:

·        Блок питания

·        Проигрыватель

·        Усилитель

Самих проигрывателей огромное множество, но их можно разделить по тому каким образов они воспроизводят звук. Из этого вытекают такие типы:

·        Проигрыватель пластинок

·        Магнитофон

·        Цифровой проигрыватель

Не стоит и отбрасывать факт того, что не менее важной частью является усилитель. Их различное множество

Все они схожи по строению и выполняют одну и туже функцию: усиление входного звукового сигнала. Они различаются по принципу усиления. Исходя из этого они делятся по своему принципу работы:

·        Ламповые

·        Транзисторные

·        Интегральные

·        И другие.

Поэтому нужно разобраться во всех типах проигрывателей и усилителей.

Анализ прототипов.

Проигрыватель пластинок

Электропроигрыватель или просто проигрыватель — аппарат для воспроизведения звука с пластинок. Основным элементом электропроигрывателя является ЭПУ, которое обычно выполняется в виде функционально законченного блока и может быть использовано не только в электропроигрывателях, но и в электрофонах или радиолах. ЭПУ состоит из электродвигателя, массивного диска, тонарма с головкой звукоснимателя и различных вспомогательных устройств: автостопа, автомата для установки звукоснимателя на вводную канавку грампластинки, микролифта для плавного опускания и подъёма головки звукоснимателя и т. д. По сути, электропроигрыватель представляет собой ЭПУ, снабжённое корпусом, источником питания и органами управления.

Достоинства:

-Звучание его близко к идеальному

Недостатки:

-Имеет достаточно большие габариты

-Проигрывает только пластинки

-В большинстве случаев к нему нужно покупать отдельно усилитель.

-В большинстве моделях нет эквалайзера

Магнитофон

Магнитофон - электромеханическое устройство, предназначенное как для записи (преобразования акустических колебаний в электромагнитные и фиксации их на носитель), так и для воспроизведения ранее записанных на магнитные носители сигналов. В качестве носителя используются материалы с магнитными свойствами: магнитная лента, проволока, манжета, диск, магнитный барабан и т. д.

Достоинства:

-Звук среднего класса

-В большинстве случаев идёт со встроенным усилителем

-Широко распространены в мире

-Во многих моделях есть эквалайзер

-Низкая цена

Недостатки:

-Имеют большие габариты

-Сложная схема в устройстве

Цифровой проигрыватель

Цифровой проигрыватель (в большинстве случаях употребляется   музыкальный центр) -  представляет собой устройство, которое поддерживает широкий перечень форматов звука и может работать с различными звуковыми носителями. Это универсальное средство, которое позволяет воспроизводить композиции. Данные устройства пользуются большой популярностью, ведь именно при помощи них можно получить громкую музыку высокой чистоты. К тому же подобное оборудование является отличным решением по соотношению качества воспроизводимого звука и стоимости центра.

Достоинства:

·        Лучший вариант в категории цена/качество

·        Низкая цена

·        Множество вариаций размеров и функций

·        Имеется эквалайзер

·        Много вариативность по мощности звука

Недостатки:

·        нет

Ламповый усилитель

Ламповый усилитель – представляет собой устройство, где звук усиливается при помощи ламп. Звуковой сигнал, как и обычный электрический, имеет силу тока и напряжение. Поэтому нужно что-то из этого увеличить. Но лампы работают по-другому. Сила тока, протекающего через лампу, зависит от напряжений, приложенных к ее аноду и управляющей сетке. Чем выше положительное напряжение на аноде, тем больший ток протекает через лампу и наоборот. Однако влияние анодного напряжения невелико, и, чтобы получить заметное изменение анодного тока, необходимо довольно сильно изменить напряжение на аноде. Составляют львиную долю аппаратуры класса HI-END.А также занимают большую долю рынка профессиональной и полупрофессиональной гитарной усилительной аппаратуры.

Достоинства

·        Высокое качество звука, близкое к оригинальному звучанию

Недостатки

·        Высокая цена

·        Большие габариты и вес

Транзисторный усилитель

Транзисторные — на биполярных или полевых транзисторах. Принцип работы транзисторного усилителя основан на том, что с помощью небольших изменений напряжения или тока во входной цепи транзистора можно получить значительно большие изменения напряжения или тока в его выходной цепи.

Достоинства

·        Хороший выбор в категории цена/качество

·        Лёгкая схема в исполнении

Недостатки

·        Большой вес

Интегральный

В природе их фактически не существует как отдельной приставки или устройства. Они выражены отдельной платой, которую используют в различных музыкальных приборах. Интегральный усилитель — на интегральных микросхемах (ИМС). Существуют микросхемы, содержащие на одном кристалле как предварительные усилители, так и оконечные усилители мощности, построенные по различным схемам и работающие в различных классах.

Работа такого усилителя зависит от ИМС

ИМС (интегральная микросхема) –  микроэлектронное устройство электронная    схема произвольной сложности (кристалл), изготовленная на полупроводниковой подложке (пластине или плёнке) и помещённая в неразборный корпус или без такового, в случае вхождения в состав микросборки.

Достоинства

·        Небольшие габариты

·        Лучший выбор по цена/качество

Недостатки

·        нет

Анализ возможных идей

Выбор оптимальной идеи

 

Варианты Критерии оценки	Вариант 1 Проигрыватель пластинок	Вариант  2 Магнитофон	Вариант  3 Цифровой проигрыватель
Наличие материала	-	-	+
Наличие инструментов и оборудования	-	-	+
Наличие знаний и умений для изготовления	-	+	+
«Открытие» новых знаний	+	+	+
Эквалайзер	-	+/-	+

Сетка принятия решения по проигрывателю и усилителю

 

Варианты Критерии оценки	Вариант 1       Ламповый	Вариант  2 Транзисторный	Вариант  3 Интегральный
Наличие материала	-	-	+
Наличие инструментов и оборудования	-	+	+
Наличие знаний и умений для изготовления	-	+	+
«Открытие» новых знаний	+	-	+
Качество звука	высокое	Среднее/низкое	среднее

Вывод: исходя из критериев оценки «Сеток принятия решения» оптимальным вариантом для проигрывателя я выбрал интегральный усилитель и цифровой проигрыватель.

Концепция проекта

Описание проектируемого материального объекта

Творческий проект позволяет  увидеть какую-либо проблему и найти варианты для его решения. Музыкальных центров множество на современном рынке товаров, и в основном они продаются в магазинах и на сайтах, не отличающиеся особой универсальностью. Функциональность весьма разнообразная, можно даже сказать, что в каждом специализированном магазине имеются различные проигрыватели и музыкальные центры. Но их дизайн оставляет желать лучшего. Особенно удивляет разброс цен на них. Хотя цена и зависит напрямую от деталей и всех функций, она все равно остается завышенной. В наших магазинах продаются музыкальные центры, сделанные разными фирмами и странами.

Собрав все комплектующие радиодетали по электрической схеме, замерев размеры радиодеталей, я подобрал параметры и размеры корпуса. Затем, изготовил и обработал детали корпуса. Собрал корпус в единую конструкцию.

Сделал лицевую и заднюю панели из фанеры. Выпилил нужные отверстия для деталей и установил их. На передней панели расположились модуль управления и выключатель. На задней панели находятся колодка для подключения колонок и разъём для сети 220V.  Изготовленный музыкальный центр, соответствует задуманной идеи, конструкция отличается  несложностью в изготовлении. Максимальная мощность 60 ватт, соответственно он выдаёт 30 ватт на канал. Потребление от розетки не более 100 ватт. Изделие полностью проверено и готово к эксплуатации.

Результатом работы стало создание изделия готового к применению.  

Обоснование и подбор материалов

Исследуя различные возможности и варианты, я выбрал в качестве корпуса старый компьютерный дисковод. Из фанеры от старого приёмника я выпилю переднюю и заднюю панели корпуса. В качестве усилителя и проигрывателя я использовал купленные на радиорынке детали. Также от не работающего  ноутбука, я забрал блок питания.

Оборудование:                           Материалы:

-Паяльник с припоем                  - Чёрная краска                                                                                                              -Набор отвёрток                           -Компьютерный дисковод

- Дрель с свёрлами                       -Фанера
- Плоскогубцы

-Штангенциркуль

                  

                            

Экономическая и экологическая оценка будущего изделия.

Компоненты и материалы	Количество	Общая стоимость
Усилитель	1	350
Блоки питания	1	бесплатно
Преобразователь на 12v	1	150
4 pin колодка для подключения колонок	1	бесплатно
Модуль управления	1	250
Фанера для корпуса	2	бесплатно
Краска	1	бесплатно
Прочий расходный материал		бесплатно
Всего		750

Металлы, из которых состоит проигрыватель, являются техногенными веществами, нехарактерными для биосферы. Анализ показывает, что наиболее удачным стратегическим решением переработки компьютерного лома является производственный рециклинг

Рециклинг- это переработка полезного мусора и отходов производства для их вторичного использования или возврата в производственный оборот. Рециклинг также является важным условием рационального природопользования, так как уменьшает количество сырья, необходимого для производства – его частично или полностью заменяет переработанный мусор.

Рециклинг и утилизация отходов включают в себя:

·         повторное применение отходов;

·         изготовление из этого сырья новых предметов;

·         расщепление отходов для выделения полезных компонентов и уничтожение прочих остатков мусора;

·         получение энергии за счет сжигания мусора.

Описание изготовления изделия

Технологическая карта

№ п/п	Последовательность операций	Изображение	Инструменты и приспособления
1	Подготовка основных компонентов электронной схемы		Усилитель, блок питания, преобразователь, Проигрыватель (модуль управления)
2	Разработка схемы корпуса		Карандаш, линейка
3	Просверливание нужных отверстий, изоляция верхней части корпуса		Дрель, свёрла, кернер, изолента
4	Покраска и сушка деталей.		Чёрная краска, тряпочка, нитки
5	Разработка электронной схемы
6	Отпаиваем клеммы и разъёмы от усилителя  и преобразователя. припаиваем провода напрямую		Паяльник, припой, флюс, пинцет
7	Один из проводов питания от сети пускаем последовательно через выключатель. Оголённые выводы изолируем термоусадочной трубкой.		Паяльник, припой, флюс, пинцет, термоусадка
8	Устанавливаем все компоненты в корпус		Отвёртка
9	Проигрыватель готов

Экономическая и экологическая оценка готового изделия

Для того чтобы оценить его целесообразность, мы должны рассчитать себестоимость изделия и сравнить её со стоимостью аналогичного промышленного экземпляра. Себестоимость изделия - это все затраты, понесённые при его изготовлении. В себестоимость могут входить стоимость использованных материалов, электроэнергии, коммунальные услуги, аренда помещения, амортизация оборудования, транспортные расходы, заработная  плата, налоги и другие прямые и косвенные затраты понесённые при изготовлении изделия. Но школа является бесплатными образовательным учреждением.

Затраты на материалы

Компоненты и материалы	Количество	Общая стоимость
Усилитель	1	350
Блоки питания	1	бесплатно
Преобразователь на 12v	1	150
4 pin колодка для подключения колонок	1	бесплатно
Модуль управления	1	250
Фанера для корпуса	2	бесплатно
Краска	1	бесплатно
Прочий расходный материал		бесплатно
Всего		750

Данные на амортизацию

Они составили  300 рублей.

Стоимость электроэнергии

Стоимость 1квт/ч  электроэнергии- 2 рубля. Время работы над проектом 10 часов. Из них работа в мастерской – 8 часов. Мощность освещения мастерской 880 ватт. Наша доля составляет  88 ватт в час. За 8 часов работы затраты составили  440 ватт или 0,88рубля.

Общая стоимость электроэнергии составила  0.88+2.7= 3рубля 58 копеек.

Заработная плата

Минимальная ставка -8000руб.

24 рабочих дня, 6-ти часовой рабочий день:

8000:24:6 =60 руб. в час

Время  практической работы 5часов

60х10=600 руб.

Рассчитываем районный коэффициент: 600х0,7=420руб.

Заработная плата с учётом северных надбавок составила 265,63руб.

Так как изделие изготавливалось для себя то зарплату можно не учитывать

Налоги

Налоги составляют 13% от реальных доходов. С работ детей выполненных в муниципальных детских учреждениях налоги не взимаются.

Маркетинговые исследования показали: при подсчете затрат на изготовление проигрывателя,  что изготовить такое изделие самому выгоднее, чем купить, так как технология изготовления проста. В магазине не всегда подберёшь подходящее изделие, и цена намного больше.

Проигрыватель обошелся в 1053 рубля, 58 копеек это  дешевле чем в магазине.

Проигрыватель имеет в своем составе черные, цветные, драгоценные и редкоземельные материалы, из которых выполняются: блоки и другие вспомогательные устройства (черные металлы); провода для соединений, печатные платы; рисунок печатных плат (цветные и драгоценные металлы); на печатных платах установлены электроэлементы, содержащие драгоценные металлы, такие как золото, серебро и платина; в запоминающих устройствах — галлий и гадолиний.

Учитывая короткий цикл эксплуатации электронной техники и накопление больших объемов электронного лома, возникает проблема экологической оценки и выбора технологии переработки компьютерной техники. В Германии и США создаются предприятия, на которых перерабатываются отходы электронной техники, извлекаются золото, серебро, медь и другие металлы и передаются предприятиям-изготовителям вычислительной техники. В стадии рассмотрения находятся вопросы экологически безопасного извлечения из отходов компьютерного лома свинца, ртути и кадмия.

В связи с этим, на повестке дня стоит задача разработки научно-обоснованной методики оценки затрат различных ресурсов на производство компьютерной техники и экологических последствий, в основе которых лежит «анализ жизненного цикла» компьютерной техники.

Металлы, из которых состоит блок питания, являются техногенными веществами, нехарактерными для биосферы. Анализ показывает, что наиболее удачным стратегическим решением переработки компьютерного лома является производственный рециклинг. На предприятиях с производственным рециклингом наряду со «свежими» и «отложенными» могут быть переработаны отходы, поставляемые с других предприятий. Такой подход исключает накопление отходов, а, следовательно, необходимость в больших территориях и сокращает постоянное выделение вредных веществ (ртуть, кадмий, свинец и др.) в окружающую среду.

В настоящее время сложилась устойчивая тенденция рециклирования отходов цветных металлов, которые составляют большой удельный вес в «компьютерном ломе». Одна треть мирового потребления алюминия и свинца приходится на долю отходов. Поэтому вполне естественно, что фирмы-изготовители ориентируются на использование отходов.

Выводы и анализ готового изделия

Творческий проект позволяет  увидеть какую-либо проблему и найти варианты для его решения. Музыкальных центров множество на современном рынке товаров, и в основном они продаются в магазинах и на сайтах, не отличающиеся особой универсальностью. Функциональность весьма разнообразная, можно даже сказать, что в каждом специализированном магазине имеются различные проигрыватели и музыкальные центры. Но их дизайн оставляет желать лучшего. Особенно удивляет разброс цен на них. Хотя цена и зависит напрямую от деталей и всех функций, она все равно остается завышенной. В наших магазинах продаются музыкальные центры, сделанные разными фирмами и странами.

Изучив основы радиотехники, я могу самостоятельно сделать полезные изделия, в отделке которых каждый проявит свое творчество, и изделия будут разнообразны.   Собрав все комплектующие радиодетали по электрической схеме, замерев размеры  радиодеталей, я подобрал параметры и размеры корпуса. Затем, изготовил и обработал детали корпуса. Собрал корпус в единую конструкцию.  Прикрутил блок питания, усилитель, проигрыватель  ко дну корпуса. Результатом работы стало создание изделия готового к применению. Изготовленный музыкальный центр, соответствует задуманной идеи, конструкция отличается  несложностью в изготовлении. Максимальная мощность 60 ватт, соответственно он выдаёт 30 ватт на канал. Потребление от розетки не более 100 ватт. Изделие полностью проверено и готово к эксплуатации.

Реклама изделия

Наши цифровые проигрыватели помогут Вам прослушать любимую музыку в высочайшем качестве

Краткое описание документа:

Я являюсь радиолюбителем и для меня интересно всё, что связано с электроникой, воплощать задуманное в реальные предметы. Не малый интерес для меня представляют различные технические приборы и приспособления, которые можно сделать своими руками. Создавая что-либо мне приходится изучать книги, журналы и различные пособия по созданию электрических схем и приборов.

Мне в деревне понадобился музыкальный центр. На природе работать без музыки практически невозможно. Сделать музыкальный центр, такая цель была мной поставлена, а дальше я перейду к её воплощению в жизнь.

Моей задачей является сделать музыкальный центр, отвечающий различным задачам и потребностям.