Сенсорний вимикач з пультом дистанційного керування (стр. 2 из 8)
Ескіз варіанту №3 показано на рис. 4.
рис. 4
4.4 Вибір варіанту конструкції
Аналіз вищезазначених варіантів конструкції зведемо в табл. 1
Таблиця 1
Аналіз варіантів конструкції
| варіант №1 | варіант №2 | варіант №3 | |
| Тепловий режим | 2 | 3 | 1 |
| Вібраційна та ударна міцність | 3 | 2 | 1 |
| Складність виконання | 1 | 1 | 3 |
| Масогабарити | 3 | 3 | 1 |
| ∑ | 9 | 9 | 6 |
Отже, за даними порівняння найкращим є варіант конструкції №3.
5 Вибір компонентів
5.1 Вибір резисторів
При виборі резисторів враховуємо наступні показники:
- електричні характеристики;
- вартість;
- надійність;
- конструктивні характеристики;
- гранична температура;
- шуми.
Оцінку проводимо за методикою викладеною у [7].
Так як жоден тип резисторів не переважає над іншими за всіма показниками, то при виборі оптимального типу резистора варто керуватися компромісним варіантом. Кожному показнику привласнюється вага в залежності від важливості критерію, кожному типу резистора привласнюється бал. Оцінку робимо за десятибальною шкалою. Результати оцінок зібрані в таблицю 2.
Таблиця 2Результати оцінок резисторів
| Параметр | Вагов. коеф. | Тип резистора | |||||
| С1-4 | С2-23 | С4-1 | |||||
| Вартість, гр/шт | 0,2 | 0,12 | 5 | 0,1 | 6 | 0,14 | 4 |
| Напрацювання на відмову мін. год. | 0,2 | 30000 | 4 | 30000 | 4 | 30000 | 4 |
| Габарити(для 0,125 Вт), мм | 0,2 | 7,3 х2,4 | 5 | 6х2 | 7 | 11х5 | 3 |
| Маса, г | 0,15 | 1,5 | 5 | 1 | 7 | 1,8 | 4 |
| Максимально допустима напруга, В | 0,05 | 350 | 8 | 250 | 6 | 220 | 5 |
| Рівень шумів, мкВ/В | 0,15 | 5 | 5 | 1 | 7 | 10 | 3 |
| Максимальна робоча температура, °С | 0,05 | 125 | 4 | 155 | 5 | 350 | 8 |
| Сумарна кількість балів | 4,9 | 6,05 | 3,9 | ||||
Таким чином, згідно сумарного коефіцієнту ефективності вибираємо резистори типа С2-23, що набрали найбільшу кількість балів. Це металодіелектричні резистори, призначені для роботи в колах постійного, змінного та імпульсного струму.
5.2 Вибір конденсаторів
Так як не існує неелектролітичних конденсаторів, котрі перекривають весь необхідний нам діапазон, то будемо вибирати неелектролітичні конденсатори різних типів. Результати оцінок неелектролітичних конденсаторів приведені в таблицях 3, 4. Так як існують ектролітичні конденсатори, котрі перекривають весь необхідний нам діапазон, то будемо вибирати ектролітичні конденсатори одного типу. Результати оцінок ектролітичних конденсаторів приведені в таблиці 5.
Параметри оцінки:
- габаритні розміри;
- вартість;
- технологічність установки;
- вологостійкість;
- діапазон робочих температур,
- допустиме відхилення ємності від номінальної.
Таблиця 3
Результати оцінки неелектролітичних конденсаторів номінальним
значенням 180мкф-25В та 360мкф-25В
| Тип | Вартість гр./шт. | Габарити, мм | Маса, г | Напрацювання на відмову мін. год. | Діапазон температур | Відхилення ємності, % | Оцінка |
| 0,15 | 0,2 | 0,3 | 0,1 | 0,1 | 0,15 | ||
| К50-16 | - | - | - | 10000 | -60...+125 | -20...+50 | 5,35 |
| 6 | 5 | 5 | 7 | 5 | 5 | ||
| К22-5 | - | - | - | 5000 | -60...+85 | -20...+50 | 5,1 |
| 5 | 5 | 5 | 5 | 6 | 5 | ||
| К10-23 | - | - | - | 10000 | -60...+85 | -20...+50 | 5,1 |
| 5 | 5 | 5 | 7 | 4 | 5 |
Вибираємо конденсатори типу К50-16, які мають найбільший показник якості.
Таблиця 4
Результати оцінки неелектролітичних конденсаторів номінальним
значенням в діапазоні 10нф-25В…0.15мкф-25В
| Тип | Вартість гр./шт. | Габарити, мм | Маса, г | Напрацювання на відмову мін. год. | Діапазон температур | Відхилення ємності, % | Оцінка |
| 0,15 | 0,2 | 0,3 | 0,1 | 0,1 | 0,15 | ||
| К10-19 | - | - | - | 15000 | -60...+125 | -20...+50 | 5,3 |
| 6 | 5 | 5 | 9 | 5 | 5 | ||
| К10-17 | - | - | - | 5000 | -60...+85 | -20...+50 | 4,85 |
| 5 | 5 | 5 | 5 | 6 | 5 | ||
| К10-23 | - | - | - | 10000 | -60...+85 | -20...+50 | 4,85 |
| 5 | 5 | 5 | 7 | 4 | 5 |
Вибираємо конденсатори типу К10-19, які мають найбільший показник якості.
Таблиця 5
Результати оцінки електролітичних конденсаторів
| Тип | Вартість гр./шт. | Габарити, мм | Волого-стійкість | Маса, г | Діапазон температур | Зміна параметра, % | Сумарний коеф. |
| 0,25 | 0,3 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | ||
| К50-6 | - | - | - | 0,8 | -20 +70 | -10+50 | 5,11 |
| б | 5 | 5 | 6 | 6 | 6 | ||
| К50-5 | - | - | - | 0,6 | -40 +70 | -10+50 | 7.1 |
| 7 | 7 | 7 | 7 | 9 | 6 | ||
| К50-15 | - | - | - | 1,2 | -20 +70 | -10+35 | 4,85 |
| 5 | 4 | 6 | 5 | 5 | 5 |
Вибираємо конденсатори типа К50-5, які набрали найбільшу кількість балів.
6 Обґрунтування конструкційних матеріалів
6.1 Вибір матеріалу корпусу
3 урахуванням умов експлуатації і механічних впливів до матеріалу корпуса висуваються наступні вимоги:
- низька вартість;
- простота формоутворення;
- гарні естетичні характеристики;
- механічна міцність і стійкість до ударних впливів;
- висока технологічність обробки;
- корозійна і хімічна стійкість;
- мала щільність (легкість конструкції);
- гарна електроізоляція;
- нешкідливість.
Цим вимогам відповідають різні пластмаси, що знаходять широке застосування в радіотехнічній промисловості. Пластмаси в порівнянні з металами мають меншу щільність, меншу вартість, простіше формоутворення, а також пластмаси не піддаються корозії, нешкідливі, мають гарний зовнішній вигляд, гладку поверхню різних кольорів, і на відміну від металів усі пластмаси є гарними діелектриками. До недоліків пластмас є менша міцність, теплопровідність і теплостійкість у порівнянні з металами, а також явище старіння - погіршення багатьох механічних і електричних властивостей згодом. Так як особливих вимог до міцності виробу не висуваються, то цими недоліками можна зневажити і доцільно корпус системи охорони виготовити з пластмаси.
Розглянемо три найбільш придатні види пластмас, кожний з який має переваги перед іншими по окремих параметрах, але в той же час поступається за іншими. Тому вибір зробимо методом експертних оцінок. Кожному з параметрів ставляться оцінки по десятибальній системі, що надалі сумуються з урахуванням вагових коефіцієнтів. У такому випадку кращий вид пластмаси буде мати найбільшу сумарну оцінку.
Розглянемо такі види пластмас: полістирол, полістирол удароміцний і полівінілхлорид. Результати експертних оцінок зведені в таблицю 6.
Таблиця 6
Результати експертних оцінок пластмас
| Параметри | Вагов. коеф. | Матеріали | |||||
| Полістирол | Полістирол ударом. | Полівінілхлорид | |||||
| Значення | Оцінка | Значення | Оцінка | Значення | Оцінка | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Густина. г/см3 | 0,08 | 1,06 | 7 | 1,14 | 7 | 0,93 | 10 |
| Показник текучесті расплава | 0,14 | 2-4 | 3 | 2-6 | 6 | 17-23 | 9 |
| Руйнівна напруга при розтяганні та вигинікгс/см2 | 0,16 | 3501000 | 8 | 4001000 | 9 | 25380 | 3 |
| Модуль пружності при статичн. вигинікгс/см2 | 0,1 | 2300 | 6 | 2700 | 8 | 1700-2000 | 3 |
| Твердість, по Брінелю, НВ кг/мм2 | 0,12 | 15-20 | 9 | 12 | 9 | 4,5-6 | 2 |
| Деформац. теплостійкість під нагр. 18,5кгс/см2°С | 0,1 | 78 | 9 | 78 | 9 | 70 | 7 |
| Терміч. коеф. лінійн. розширення, 1051/°С | 0.15 | 6-10 | 7 | 8,3 | 8 | 1-30 | 4 |
| Усадка,% | 0,15 | 0,2-0,8 | 9 | 0,2-0,8 | 9 | 2-3 | 1 |
| Загальна оцінка | 7,32 | 8,54 | 4,81 | ||||
Таким чином, аналіз результатів експертного опитування показує, що найкращий комплексний показник має полістирол удароміцний (полістирол УПМ – 03Л, білий, ОСТ6-05-406-80).
6.2 Вибір матеріалу друкованої плати
У якості матеріалів для друкованої плати можна використовувати двосторонній фольгований гетинакс типів ГФ-2-50, ГФ-2-50Г, та склотекстоліт типів СФ-2-50, СФ-2-50Г. Складаємо порівняльну таблицю 7, та визначаємо оптимальний вид матеріалу.
Таблиця 7 Результати експертних оцінок матеріалів ДП
| Тип матеріалу | Міцність на відшаровування, Н | Час стійкості до впливу розплавленого припою, с | Стріла прогину на довжині 1мм, мм | Інтервал робочих температур, °С | Вартість ,м2 /грн | Короблення | S | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||||||
| Ваговий коеф. | 0.3 | 0.1 | 0.2 | 0.1 | 0.2 | 0.1 | 1.0 | ||||||
| ГФ-2-50 | 2.7 | 5 | 27 | -60/+85 | 2.7 | 2 | 3.3 | ||||||
| 3 | 0.9 | 4 | 0.4 | 2 | 0.4 | 4 | 0.4 | 5 | 1.0 | 2 | 0.2 | ||
| СФ-2-50 | 3 | 20 | 11 | -60/+85 | 6.6 | 1 | 4.0 | ||||||
| 4 | 1.2 | 6 | 0.6 | 5 | 10 | 4 | 0.4 | 2 | 0.4 | 4 | 0.4 | ||
| ГФ-2-50Г | 3 | 5 | 27 | -60/+85 | 2.9 | 2 | 3.7 | ||||||
| 5 | 1.5 | 4 | 0.4 | 2 | 0.4 | 4 | 0.4 | 4 | 0.8 | 2 | 0.2 | ||
| СФ-2-50Г | 3 | 20 | 11 | -60/+85 | 7.3 | 1 | 4.1 | ||||||
| 4 | 1.2 | 6 | 0.6 | 5 | 1.0 | 4 | 0.4 | 2 | 0.4 | 5 | 0.5 | ||
Отже, згідно сумарного коефіцієнту ефективності, у якості матеріалу друкованої плати обираємо фольгований двосторонній склотекстоліт СФ-2-50Г(ГОСТ 25922-83).