Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
3 Конструкторская часть
3.1 Анализ требований к конструкции модуля управления
приемопередающим устройством
3.1.1 Требования по назначению
Конструктивно модуль управления приемопередающим устройством должен входить в состав прибора управления и индикации навигационного эхолота. Разработанная конструкция должна изготавливаться на отечественных предприятиях и не требовать серьезных изменений и переоснащения производственной базы. С центральным контроллером и приемопередающим устройством модуль должен сопрягаться с помощью разъема, расположенного на одной из сторон печатной платы. Питание должно осуществляться от контактов этого же разъема. Печатные проводники питания должны быть максимально возможной ширины.
На плате должны быть установлены конденсаторы ВЧ и НЧ развязки по питанию.
Блок должен обеспечивать выполнение функций управления, определенных заданным алгоритмом.
Это накладывает определенные требования к проводящему рисунку печатной платы.
Связи на платах должны быть минимальными по протяженности. Количество переходных отверстий должно быть минимальным. Необходимо учитывать взаиморасположение сигнальных проводников.
3.1.2 Требования по надежности
Требования должны обеспечиваться следующими способами:
аппаратно-программным контролем работоспособности модуля;
применением автоматизированной системы контроля и диагностики;
обеспечением возможности ремонта путем замены неисправных модулей на взаимозаменяемые без дополнительной регулировки;
применением теплостойких изоляционных материалов.
3.1.3 Требования к ремонтопригодности
Должен быть обеспечен легкий доступ к элементам для контроля работоспособности и производства измерений электрических и временных параметров при настройке и в процессе эксплуатации модуля.
3.1.4 Технологические требования
Характеристики печатных плат должны соответствовать третьему классу точности по ГОСТ 23751-79. Печатная плата должна иметь, по возможности, простейшую конфигурацию.
Основные схемные элементы на печатной плате модуля микросхемы. Микросхемы и радиоэлементы на платах не должны подвергаться дополнительной электрической и механической защите. Основным видом креплений элементов на платах является пайка. В соответствии с требованиями ГОСТ29137-91 ОСТ45.010.030-92 для установки элементов на печатной плате должны применяться наиболее простые виды формовки по ОСТ 4 0100.30 81. Проводящий рисунок должен быть четким без рваных краев, отслоений, протравов, темных пятен, загрязнений и окислов. Контактные площадки и металлизированные отверстия должны обладать паяемостью и способностью равномерно смачиваться припоем. Печатные платы должны быть устойчивы к перепайке. Печатные платы должны сохранять конструкцию, внешний вид и электрические параметры в пределах норм.
3.1.5 Требования безопасности
Модуль должен удовлетворять требованиям безопасности в соответствии с ГОСТ 12.2.003-74. Элементы конструкций не должны иметь острых углов и кромок. Электроэлементы должны надежно крепиться на месте установки.
Элементы конструкции должны обеспечивать электро-, пожаро- и взрывобезопасность.
3.1.6.Анализ условий изготовления
Модули должны изготавливаться на производстве с отлаженными технологическими процессами, что существенно снижает капитальные затраты, затраты на изготовление, ускоряет сроки производства.
На предприятии должны быть освоены следующие технологические процессы: изготовление печатных плат; механическая обработка деталей; сварка; литьё; штамповка; сборка; регулировка; автоматизированный контроль.
Перечень технических характеристик элементов электрической схемы модуля приведен в таблице 3.1
Таблица 3.1
|
Наименование элементов |
Количество, шт. |
Конструкционные параметры |
Допустимые условия эксплуатации |
||||||
|
Масса, г |
Установочная площадь, мм2 (lxb) |
Диаметр выводов, мм |
Диапазон температур, С |
Вибрации |
Ударная перегрузка, g |
Линейное ускорение, g |
|||
|
Частота, Гц |
Перегрузка, g |
||||||||
|
КР1830ВЕ31 |
1 |
4,4 |
824,3 (52,5*15,7) h=6 |
0,5 |
-10±80 |
1-1500 |
20 |
250 |
100 |
|
КР1564ЛН1 |
1 |
1,1 |
153,08 (19,5x7,85) h=4 |
0,5 |
-10±70 |
1-1500 |
20 |
250 |
100 |
|
КР1533ЛН8 |
3 |
1 |
153,08 (19,5x7,85) h=4 |
0,5 |
-10±70 |
1-1500 |
20 |
250 |
100 |
|
КР1533ТМ2 |
2 |
1,1 |
153,08 (19,5x7,85) h=4 |
0,5 |
-10±70 |
1-1500 |
20 |
250 |
100 |
|
КР1554ИР22 |
1 |
1 |
195 (10x19,5) h=7 |
0,6 |
-45±85 |
1-1800 |
25 |
250 |
100 |
|
27С256 |
1 |
4,0 |
565,2 (36*15,7) h=7 |
0,6 |
-45±85 |
1-1800 |
25 |
250 |
100 |
|
КР1533АП6 |
1 |
1,1 |
438,8 (19,5*22,5) h=4 |
0,5 |
-10±70 |
1-1500 |
20 |
250 |
100 |
|
К293ЛП1 |
2 |
0,8 |
78,8 (10,5*7,5) h=4 |
0,5 |
-10±70 |
1-1500 |
20 |
250 |
100 |
|
КР1533ИР23 |
2 |
1,1 |
438,8 (19,5*22,5) h=4 |
0,5 |
-10±70 |
1-1500 |
20 |
250 |
100 |
|
Конденсаторы К10-17б |
8 |
0,1 |
8 (3,2x2,5) h=1,65 |
- |
-60±125 |
1-2000 |
30 |
300 |
150 |
|
Конденсаторы КТ4-21б-100 |
1 |
0,1 |
8 (3,2x2,5) h=4 |
- |
-60±125 |
1-2000 |
30 |
300 |
150 |
|
Конденсаторы К50-35 |
2 |
0,75 |
28,8 h=8 |
- |
-60±125 |
1-2000 |
30 |
300 |
150 |
|
Резисторы С2-33-0,25 |
7 |
0,08 |
5,12 (3,2*1,6) h=0,5 |
- |
-60±125 |
1-2000 |
30 |
300 |
150 |
Продолжение таблицы 3.1
|
Наименование элементов |
Количество, шт. |
Конструкционные параметры |
Допустимые условия эксплуатации |
||||||
|
Масса, г |
Установочная площадь, мм2 (lxb) |
Диаметр выводов, мм |
Диапазон температур, С |
Вибрации |
Ударная перегрузка, g |
Линейное ускорение, g |
|||
|
Индикатор единичный АЛ307Б |
1 |
1 |
14 h=8 |
- |
-30±65 |
1-2000 |
30 |
300 |
150 |
|
Резонатор РК169 |
1 |
1 |
280 (14*20) h=8 |
- |
-60±125 |
1-2000 |
30 |
300 |
150 |
|
Резонатор РК724 |
1 |
1 |
119 (17*7) h=6 |
- |
-60±125 |
1-2000 |
30 |
300 |
150 |
3.2 Выбор схемы компоновки устройства
При выборе схемы компоновки устройства используем следующие принципы:
Исходя из последнего принципа, конструкцию устройства можно разделить на 3 зоны:
Учитывая вышеизложенные принципы, а также схемы компоновки уже выпускающихся промышленностью аналогичных устройств, выберем схему компоновки из типовых схем.
3.3 Предварительное определение размеров модуля
3.3.1 Определение размеров печатной платы (ПП)
Площадь Si, необходимая для установки каждого элемента в отдельности (габаритная площадь), указана в таблице 3.1.
Установочную площадь i-го элемента принимаем равной
Si уст.= 1,3Si,
следовательно, для всех элементов Sуст.=Si уст.= 1,3Si4555,42 мм2.
Площадь печатной платы
SПП=(1/KS) Sуст.,
где KS=0,7 – статистический коэффициент, зависящий от назначения РЭС и условий эксплуатации.
Таким образом
SПП = Sуст./0,7 4555,42/0,7= 6508 мм2.
Однако, необходимо учесть площадь, занимаемую разъемом (который не был включен в таблицу 3.1, т.к. он не полностью занимает площадь платы).
Sраз.= 92мм10мм=920 мм2.
Таким образом,
Sобщ.= SПП+ Sраз.= 6508 мм2+920 мм2 = 7428 мм2.
3.3.2 Определение объема устройства
V=(1/Kv)Vi уст.,
где Kv=0,5 – статистический коэффициент, зависящий от назначения модуля управления и условий эксплуатации,
Vi уст.= Sобщ.h, h=hmax+ hПП+hпайки,
где hmax=16 мм - высота конденсатора К50-35 (т.к. этот элемент является самым высоким), hПП=1.5мм, hпайки=1мм т.е. Vi уст.= 7428 мм2(18,2 мм + 1,5 мм + 2,5 мм) =164902 мм3
Таким образом, получаем
V=(1/0.5) 164902 мм3 = 329804 мм3
3.3.3 Предварительное определение массы
M=G Vобщ.,
где G=0,3 – статистический коэффициент, зависящий от назначения модуля управления и условий эксплуатации.
Таким образом, получаем
M=0,3*329804 мм3=100 г
3.3.4 Определение габаритных размеров модуля
Размеры модуля (длина, ширина и высота) определяются размерами прибора управления и индикации и находятся в соответствии с приведенными выше расчетами.
Высота модуля (принимая, что толщина печатной платы равна 1.5мм) будет равна hм=18,2 мм+1.5мм +hпайки =22,2 мм.
Длина и ширина равны 170х170 мм.
Расчетные размеры модуля полностью удовлетворяют заданным конструктивным ограничениям.
3.4 Размещение элементов и обоснование выбранной точности
печатной платы
Задачи размещения и трассировки связей решаются с помощью САПР PCAD.
Рассчитаем некоторые электрические параметры ПП:
Imax = 2 А;
Uдоп = 0,05*Епит.
при Епит = 5 В, Uдоп = 0,05*5 = 0,25 В.
Максимальная длина проводника на плате L = 0,1 м.
Определяем минимальную ширину печатного проводника по постоянному току для цепей питания схемы:
tmin1=Imax/(Jдоп*b)= 0,2 мм
Вычисляем минимальную ширину проводника, исходя из допустимого падения напряжения на нем:
tmin1= *Imax*L/(Jдоп*b)= 0,0175*2*0,1/(0,25*0,1)=0,14 мм
t = 0,25 мм > tmin1 = 0,2 мм > tmin2 = 0,14 мм.
Таким образом, параметры печатного монтажа отвечают требованиям, предъявляемым к платам 3 класса точности (по электрическим свойствам).