Назаров А.С. (ред.) Конструирование радиоэлектронных средств

Подождите немного. Документ загружается.

наружные и внутренние детали. Для чтения условных знаков различной

сложности требуются разные предельные угловые размеры и различ-

ная величина контраста. Чем сложнее знак, тем больше у него деталей,

тем больше контраст требуется для его опознания. Усредненные харак-

теристики знаков приведены в табл. 8.4.

Таблица 8.4

Параметр знака Простые

Средней

сложност

Сложные

Угловой размер контура, минут

(

угловых)

18±1 21 + 1 35±2

Угловой размер детали, минут

(угловых)

— 4±1 б±1

Контраст 0,75 ±0,05

0,85 0,9

На рис. 8.6 приведены принятые в нашей стране условные обозначе-

ния на органах управления различных радиоустройств [42, 43].

Качественные характеристики информации чаще всего кодируются

буквами в виде надписей. Буквы, как и знаки, делятся на простые, сред-

ней сложности, сложные. Простые буквы: Г, Л, П, Т, О,' С, У, X; к

знакам

средней сложности следует отнести: А, Б, В, 3, Е, И, К, Н, Р, Ц, Ч, Э, Ь;

сложными считаются: Д, Ж, М, Щ, Ш, Ю, Ъ, Ы, И, Ф, Я.

Для выполнения надписей на приборах существуют специальные

шрифты [44]. Наиболее распространенным для выполнения надписей

на лицевых панелях является прямой рубленый шрифт (ГОСТ 2330-76,

ГОСТ 3489-71).

Для улучшения внешнего вида прибора конструктор может отка-

заться от формально-равнодушного рубленого шрифта и использовать

так называемые свободные стилизованные шрифты. Обычно их исполь-

зуют в рекламных целях для оформления бытовой аппаратуры. Приме-

ры таких шрифтов представлены на рис. 8.7 и 8.8.

Пояснительные надписи могут выполняться полностью, сокращен-

но или в виде аббревиатур. Одна и та же надпись должна быть либо

полной, либо сокращенной. По возможности ее следует делать макси-

мально краткой, но понятной. Если делается сокращение, то оно долж-

но заканчиваться согласной буквой. Сокращается столько букв, сколь-

ко необходимо для сохранения в оставшейся части смысла слова. Дру-

гими словами код должен быть таким, чтобы его нельзя было спутать с

общепринятыми и другими сокращенными словами. Например, ВКЛЮ-

ЧЕНИЕ — ВКЛ, АВТОМАТ — АВТ, КАЛИБРОВКА — КАЛИБР.

Надписи аббревиатуры составляются из начальных букв слов,

составляющих полное наименование прибора или объекта:

ВТОРИЧНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ — ВИП, ГЕНЕРАТОР

СТАНДАРТНЫХ СИГНАЛОВ — ГСС.

321

Рис. 8.7. Примеры стилизован- р

ис

.8.8. Примеры надписей в нацио-

ных надписей: 1 — славянский нальном стиле:1 — арабский;

устав, прямой контраст; 2 — сла- 2 — стилизация арабского;

вянский устав, обратный конт- 3_ старославянский;

раст; 3 — русский сувенир, кон- 4 — полуустав; 5 — украинский

турное начертание; 4 — стилиза-

ция полуустава, обратный

контраст

Можно пользоваться буквенными сокращениями надписей, образован-

ных из сложных слов. В этом случае в аббревиатуру включаются первые

буквы корней, составляющих сложное слово: РАДИОКОМПАС — РК,

ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА —

ВАХ, ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯ-

ЦИЯ — ШИМ. Правила сокращения и состав-

ления подобных надписей регламентируются

[45].

К надписям разрешается добавлять обозна-

чение физических величин, цифры, условные

знаки: СЕТЬ -220 В или -220 В, ВЫСОКАЯ

ЧАСТОТА или ВЧ.МГЦ, ОСЛАБЛЕНИЕ или

ОСЛАБ.ДБ (рис. 8.9).

Надписи наносятся в непосредственной

близости от соответствующего органа управ-

ления, индикации или коммутации в удобном

для чтения месте. Предпочтительно горизон-

322

Рис. 8.9. Примеры

оформ-

ления надписей, содержа-

щих буквы — цифры

—символы

тальное расположение над элементом, к

которому относится надпись, или на са-

мом торце (рис. 8.10).

Цифры на лицевой панели выполня-

ются по тем же правилам, что и буквы.

Важным условием различимости букв и

цифр является выбор их формы. При раз-

работке шрифта конструктор, прежде

всего, должен избегать сходных знаков и

выделять характерные признаки, отличающие цифры друг от друга.

Арабский цифровой алфавит состоит из знаков, многие из которых не

удовлетворяют требованиям хорошей различимости. Такие цифры, как

7и9, 5и6, Зи5 отличаются друг от друга только одним или двумя

признаками. Поэтому возможны ошибки при их чтении. Хорошо разли-

чаются цифры: 1, 2, 4, 8, 0. Такие цифры, как

1, 4, 7 имеют в своем составе прямые линии,

которые обеспечивают наибольшую скоро-

сть и точность опознания. Чтобы исключить

ошибки при чтении и написании, использу-

ются специальные конфигурации цифр.

Так, читаемость и опознание цифр зависят

от взаимного расположения линий, образую-

щих знак. Наличие острых углов и прямых

линий ускоряет процесс опознания, поэтому

легче и быстрее опознаются цифры, образо-

ванные прямыми линиями, например шрифт

Бергера (рис. 8.11, а). При написании цифр удобно пользоваться вол-

нистыми линиями и по возможности отказаться от резких перепадов в

форме, например острых углов. Примером удобного для написания

шрифта является шрифт Макворта (рис. 8.11, б). Если цифровой код

предъявляется с высокой частотой, целесообразно каждой цифре при-

давать неповторимую форму и максимальное количество признаков от-

личия. Таким требованиям отвечает шрифт Слейта (рис. 8.11, в).

8.5. Выбор формы, композиции, фактуры и цвета лицевой панели

Под композицией лицевой панели понимается расположение, соот-

ношение, сочетание основных элементов и частей формы лицевой па-

нели, выполненные в определенной последовательности и придающие

ей законченный целостный вид. Основными элементами и частями

формы здесь, прежде всего, являются площади и формы, занимаемые

функциональными группами. Функциональная группа может быть пол-

323

Рис. 8.10. Размещение

надписей

относительно регулятора

Рис. 8.11. Способы начерта

ния цифр: а — шрифт Берге-

ра; б — шрифт Макворта;

в — шрифт Слейта

ной (индикатор, надпись и регулятор) и неполной, когда одна из со-

ставных частей может отсутствовать. Надпись (условный знак, символ)

в данном случае выступает как элемент формы, аналогично функцио-

нальной группе или ее элементу: регулятору, индикатору [46].

Расположение этих элементов, прежде всего, определяется удобст-

вом получения информации и выполнения ответных действий. Не ме-

нее важно обеспечить благоприятное эмоциональное восприятие при-

бора в целом, сделав соответствующее декоративное оформление час-

тей прибора и, прежде всего, лицевой панели. Правильное расположе-

ние элементов формы должно соответствовать быстрому определению,

какие органы управления и индикации взаимосвязаны, какое состояние

может вызвать каждый орган управления. Оператор должен в любой

момент легко узнать, в каком режиме находится работающий прибор,

каковы величины параметров. Поэтому ручные органы управления рас-

полагаются так, чтобы рука не закрывала рядом расположенного инди-

катора.

Независимо от типа органов управления и индикации они должны

быть логично сгруппированы в определенную пространственную

структуру. Создание композиции начинается с формирования функци-

ональных групп типа «индикатор-символ-регулятор». Формально воз-

можны три варианта их взаимного расположения: регулятор относи-

тельно индикатора расположен снизу, слева, справа. Располагая эти

группы определенным образом на лицевой панели и выравнивая, сопод-

чиняя расположение элементов этих групп между собой, конструктор

строит композицию наиболее удобными ему методамц итерационных

стратегий или последовательных приближений. Важно отметить, что

построение композиции — многоитерационный процесс, основанный

не только на использовании закономерностей красоты и гармонии, но и

на просмотре большого количества вариантов размещения по функци-

ональному признаку.

Возможны следующие варианты размеще-

ния: горизонтальными рядами, вертикальны-

ми рядами, комбинированный способ. При лю-

бом варианте каждый регулятор располагает-

ся непосредственно под связанным с ним ин-

дикатором: справа — для правой руки, слева .

— для левой руки. Если управлять можно лю-

бой рукой, то используется симметричное

расположение индикатора и регулятора. При

размещении регуляторов и индикаторов на

разных панелях (рис. 8.12) необходимо, чтобы:

324

Рис.

8.12.

Размещение ре-

гуляторов и

индикаторов

на отдельных панелях

органы управления занимали положение, соответствующее положе-

нию связанных с ними индикаторов;

панели с регуляторами и индикаторами не размещались друг против

друга,

все индикаторы, располагались сверху, а органы управления — внизу.

Если конструктор затрудняется выполнить пе-

речисленные требования, то он может сгруппиро-

вать регуляторы и индикаторы по функционально-

му признаку, выделив на панели зоны цветом или

контурными линиями. При этом нельзя распола-

гать рядом органы управления для текущей работы

и аварийных ситуаций. В случае применения кон-

центрических поворотных ручек, связанных с инди-

каторами (рис. 8.13): центральная ручка управляет

крайним левым индикатором, средняя — средним,

периферическая — крайним правым.

Декоративное оформление лицевой панели основано на знании и

использовании законов композиции. Из композиционных средств отби-

рают те, которые нужны для придания устройству нарядного закончен-

ного вида. Следует сразу заметить, что композицию нельзя рассматри-

вать как заранее заданную форму или определенный набор рецептов, в

соответствии с которыми будут решаться задачи оформления конст-

рукции РЭС. Всегда существуют десятки возможных вариантов для

возможного размещения одних и тех же элементов. Основную задачу

при выборе композиции лицевой панели можно сформулировать, как

стремление добиться такой организации элементов, которая, не нару-

шая функциональных характеристик устройства и его назначения, по-

зволила бы придать этому устройству целостность — единство, в кото-

ром второстепенные детали подчинялись бы главному. Для выполне-

ния такой задачи используется ряд средств выразительности: равнове-

сие, контраст, ритм, масштаб, пропорции.

Обязательным условием правильного построения композиции слу-

жит равновесие в расположении отдельных элементов и частей лице-

вой панели. В его основе лежит правило равномерного распределения

элементов на площади панели или на одинаковом расстоянии друг от

друга (рис. 8.14). Выразительную форму образует равновесие, постро-

енное на соразмерности отдельных частей поверхности. Например, на

рис. 8.15 стрелочный индикатор слева уравновешивается несколькими

органами управления справа.

Равновесие формы — это такое состояние, при котором все элемен-

ты сбалансированы между собой и разрабатываемая конструкция зри-

325

Рис. 8.13. Размеще

ние индикаторов и

концентрических ру-

чек

тельно устойчива. Применительно к задачам конструирования лицевых

панелей можно сказать, что конструктором решается задача поиска

графического равновесия на плоскости. Она имеет две разновидности:

поиск композиционного равновесия в симметричных формах;

поиск композиционного равновесия в асимметричных формах.

Симметрия формы — наиболее яркое и наглядное свойство компо-

зиции и наиболее активная ее закономерность. Простейший вариант

симметричной композиции представлен на рис. 8.14. На лицевой пане-

ли в виде прямоугольника проводится вертикальная главная ось, отно-

сительно которой на равном расстоянии располагаются элементы фор-

мы. Может случиться, что прибор не имеет главной оси. Вместо нее су-

ществуют две или более соподчиненных осей, относительно которых

ищется равновесие при размещении. Из приведенных примеров видно,

что при симметрии формы композиционное равновесие достигается

наиболее просто, так как наличие осей симметрии уже создает предпо-

сылки к равновесию.

Однако все многообразие компоновочных вариантов и элементной

базы нельзя зажать в рамки симметричных форм. В силу условий фун-

кционирования и особенностей конструкции или электрической схемы

конструктору приходится отказываться от симметрии и искать компо-

зиционное равновесие в асимметричных

формах. Пример такого подхода представ-

лен на рис. 8.16. Плоскость лицевой панели

условно разрезается на четыре части, в каж-

дой из которых решается задача компози-

ционного равновесия при соподчиненности

с другими частями прибора. Это достигает-

ся организацией горизонтальных рядов ор-

ганов. Равновесие верхней части достигает-

ся тем, что экран второй части уравновешен

группой индикаторов по площади первой

326

Рис. 8.16.

Композиционное

равновесие в

асимметричных

формах

части. Наличие четвертого индикатора создает элемент асимметрии,

который смотрится не ошибкой формообразования, а скорее средством

особой выразительности, индивидуальности данной разработки. В дан-

ном случае композиционная уравновешенность обеспечивается за счет

незначительного отступления от симметрии. При существенных от-

ступлениях проблема зрительного равновесия становится исключи-

тельно сложной, и таких ситуаций стремятся избежать даже опытные

конструкторы.

В этом примере демонстрируется еще одно правило. Если какая-то

приборная панель построена на основе принципа симметрии в располо-

жении основных элементов, то нужно стремиться к его последователь-

ному отражению в деталях. Если в какой-либо части или группе асим-

метрия неизбежна, то следует четко и определенным образом это выра-

зить.

Форма и отношения «симметрии — асимметрии» настолько мно-

гообразны, что трудно сформулировать и установить даже прибли-

женные правила решения этой проблемы. В конкретных проектных

ситуациях многое зависит от того, насколько активна ось симметрии,

какова роль композиционного построения по принципу несиммет-

ричного зеркального отражения элементов. Асимметрия формы для

многих радиоаппаратов — такой же объективный результат решения

функциональной задачи, каким является симметрия для других. Не-

правомерно утверждать, что симметричная композиция в чем-то луч-

ше асимметричной. С помощью симметрии легче и проще достигает-

ся зрительная устойчивость прибора, но это не гарантирует гармо-

нии так же, как и асимметрия не означает дисгармонии. В качестве

примеров выбора асимметричной формы композиции рассмотрим ва-

рианты лицевой панели на рис. 8.17. Верхние ряды элементов выпол-

нены в духе строгой симметрии. Проблема возникает при размещении

элементов в нижнем ряду, который не укладывается в схему верхних

рядов и создает элементы асимметрии.

327

Рис. 8.17. Анализ композиционного

равновесия в ассимегричных

формах

В варианте а наиболее четко организована панель. Композиционное

равновесие достигается выделением четырех функциональных групп

через соподчиненные оси. В варианте б сделана попытка выделить

главную ось, проходящую через регулятор. Однако при этом нарушает-

ся соподчиненность элементов по третьей вспомогательной оси. По

сравнению с вариантом а — это более весомый недостаток как зритель-

но, так и функционально. В целом эта компоновка уравновешена, хотя

и уступает варианту а.

В варианте в ради зрительной симметрии нарушена соподчинен-

ность по 2-й и 3-й осям. Второй регулятор слева образовал случайную

группу с элементами по 1-й оси, а второй регулятор справа — с элемен-

тами по 4-й оси. Такое решение явно неудачно, поскольку нарушена со-

подчиненность элементов по функциональному признаку. По этой при-

чине вариант в оказался самым неудачным из всех трех.

Для подчеркивания тоновых, цветовых и других противоположно-

стей пользуются контрастом. Это одно из главных средств композиции

в технике. Контраст основан на противопоставлении: низкое — высоко-

му, горизонтальное — вертикальному, светлое — темному, шерохова-

тое — гладкому. Такое противопоставление делает само по себе форму

более заметной, выделяя ее среди других. В большинстве случаев ли-

цевая панель — плоскость прямоугольной формы. Здесь контраст ни-

как не проявляется: слишком скучна и невыразительна форма. Она пре-

дельно лаконична и без дополнительных средств выразительности ста-

новится схематично-примитивной. В этом случае требуется введение

искусственного контраста, который активизировал бы форму. Напри-

мер, можно прямоугольник расчленить на несколько частей с помощью

контрастного сочетания цветов или выделить определенную функцио-

нальную группу с помощью дополнительных контурных линий. Разли-

чают контраст общий и локальный. При общем выделяется одна из зон,

например зона индикации, как показано на рис. 8.18. При локальном

контрасте внутри функциональной группы происходит тональное или

контурное выделение ее элементов (рис. 8.19, 8.20). Усилить впечатле-

ние контраста можно либо с помощью тональных отношений (темное

— светлое), либо с помощью контурных линий.

В практике проектирования РЭС иногда бывает необходимо компози-

ционными средствами передать ощущение монолитности, массивности,

устойчивости или, наоборот, — легкости, невесомости; создать ощуще-

ние движения, устремления массы или, наоборот, — статичности, непод-

вижности [46, 47]. Эти эффекты эмоционального воздействия должны

обязательно присутствовать при создании выразительной формы. К таким

средствам относится ритм — закономерное чередование одинаковых или

сопоставимых элементов формы. Так, на рис. 8.21, а ритм проявляется в

328

Рис. 8.18. Общий контраст Рис. 8.19. Локальный конт-Рис. 8.20. Локальный

на лицевой панели высоко- раст на лицевой панели для контраст, образованный

стабильного источника тока выделения функциональной кнопками управления низ-

группы с помощью контур- кочастотного генератора

ных линий в калибраторе по-

стоянного тока

Рис. 8.21. Общий ритм на лицевой панели: а — слабо выраженный

ритм; б — ритм, усиленный контурными линиями; в — равномер-

ный ритм при чередовании светлых и темных зон

разделении лицевой панели на четыре вертикальные зоны. Чтобы уси-

лить впечатление ритма, зоны можно выделить контурными линиями

(рис. 8.21, б), как чередование темных линий и светлых полей, или ис-

пользовать чередование светлых и темных тонов окраски (рис. 8.21, в).

Наиболее простая форма ритма — равномерная (рис. 8.22, а); прямо-

угольник панели воспринимается как статический. Изменяя ширину зон,

мы можем вызывать ощущение направленности, движения (рис. 8.22, в)

или важности сектора в управлении прибором (рис. 8.22, б). Можно ор-

ганизовать более сложный ритм, в котором происходит чередование

трех и более элементов формы, или локальный ритм с чередованием

элементов формы в пределах зоны или части панели, как показано на

рис. 8.20.

329

Рис. 8.22. Общий ритм, образованный контурными линиями: а — равномерный;

б — центральный; в — направленный динамический

Радиоаппаратура имеет, как правило, объемные, а не плоские фор-

мы. С изменением формы изделия по трем ее координатам

изменяется

и его масса. «Максимальной» массой будут обладать те формы, разме-

ры которых по этим трем осям стремятся к равенству, т.е. формы, стре-

мящиеся к кубу. «Минимальной» массой будут обладать формы, стре-

мящиеся к плоскостности.

Фактура определяется характером поверхности: шероховатая, глад-

кая, полированная, зеркальная. Фактура зависит от количества и вели-

чины элементов на поверхности. Она должна быть средней насыщенно-

сти тонами. При высокой насыщенности фактуры декоративный рису-

нок может стать даже неприятным для наблюдателя. Повышению каче-

ства внешнего вида приборов бытовой радио- и электронной техники

сейчас, как правило, способствуют такие новые технологические спо-

собы отделки внешнего вида, как полировка огнем, черное никелирова-

ние, обработка под бронзу, латунь, применение пленки «алкор», имити-

рующей текстуру дерева, применение пластмасс, имитирующих тексту-

ру кожи и др.

Отношения размеров (пропорции) играют также весьма значитель-

ную роль при конструировании радиоприборов. Ранее большая часть

изделий имела лицевую панель с органами управления и индикаторны-

ми устройствами, выполненными по так называемому «золотому сече-

нию», равному отношению 1:0,62. Сейчас все больше распространение

получают иррациональные отношения, основанные на аддитивном ряде

чисел Фибоначчи, из которых наиболее часто встречающимися являют-

ся пропорции 1:0,583 и 1:0,553, т.е. форма становится более планарной.

Следует отметить, что, создавая в конструкциях устройств контраст

форм и размеров, можно добиться более высокой динамичности формы

и «уйти от куба». Важным фактором в создании наиболее удачной фор-

мы изделия является масштабность конструкции изделия, которая оце-

нивается величиной ее архитектурной формы по отношению к челове-

ку. Основной мерой масштабности радиоаппаратуры являются ее орга-

ны управления. Так, например, масштабность многих микрокалькуля-

330