Разработка печатной платы цифрового автомата (стр. 6 из 6)

Autoroute Area — автоматическая трассировка области, выбранной пользователем.

Для возвращения в программу P-CAD РСВ с целью просмотра результатов трассировки и возможного редактирования этих результатов выполняется команда Save and Return.

8. Разработка сборочного чертежа и спецификации

Сборочный чертеж модуля выполняется в масштабе:1:1, 2:1, 2,5:1, 4:1.

На 1- ом листе размещается главный вид модуля и боковая проекция со всеми крепежными деталями. Размещение компонент на этом рисунке не указывается. На 2 и 3 ем листах представляются стороны А и Б с размещением компонент. Для модулей с односторонним размещением компонент допускается компоненты показывать непосредственно на рисунке с главным видом. В этом случае чертеж выполняется на одном листе.

Сборочный чертеж должен давать полное представление о конструкции модуля, поэтому чтобы показать сложные конструктивные участки, например, элементы крепления, фиксации и пр. необходимо показывать разрезы в этих местах. На чертеж наносят габаритные, установочные и присоединительные размеры, предельные отклонения, позиционные обозначения. Компоненты изображаются в упрощенном виде. Всем составным частям присваивают позиционные номера, которые указывают с помощью выносок вне поля платы. Сборочный чертеж должен содержать технические требования по монтажу и сборке.

Обычно сборочные чертежи выполняются с помощью системы автоматизированного проектирования Автокад. В программе P-CAD PCB есть средства для передачи файлов с расширением *.pcb в файлы для программы Автокад. В курсовом проекте допускается выполнение сборочного чертежа в программе P-CAD PCB. В данной лабораторной работе используем программу P-CAD PCB.

Спецификация на модуль.

Спецификация представляет собой таблицу, содержащую перечень всех составных частей, входящих в данное изделие, и конструкторских документов. Она выполняется на листах формата А4.

Спецификация содержит графы:

-"Формат" -заполняется только для документации, при этом указывается формат, на котором выполнен документ.

-"Зона" -используется для больших и сложных сборочных чертежей, в которых поле чертежа разбивается на зоны. Используется редко.

-"Поз."-указывается позиция на сборочном чертеже. Позиции обозначают цифрами в порядке возрастания.

-"Обозначение" -указывают децимальный номер документа. Заполняется только для документации.

-"Наименование"-указывается наименование документа, детали . компонента и прочее. Для компонент в этой графе указывают также ГОСТ или ТУ, по которым выполнен компонент.

"кол." - указывают количество однотипных элементов.

"Примечание" - позиционные обозначения для компонент указывают согласно электрической принципиальной схеме.

Спецификация состоит из разделов:

-Документация,

-Сборочные единицы,

-Детали,

-Стандартные изделия,

-Прочие изделия.

- Материалы.

Название раздела указывают в графе "Наименование" и подчеркивают.

9. Поверочные расчёты

9.1 Расчет надежности

№	компонента	k1	k2	k3
1	Резистор	1,46	2,5	1	1	1,5	0,5*10-8	2,74*10-8	8,76* 10-7
2	Конденсатор				1	1,5	0,8* 10-8	4,38* 10-8	7,01* 10-7
3	Транзистор				1	1,5	0,2* 10-7	1,1*10-7	3,3* 10-7
4	Диод				1	1,5	0,1* 10-7	5,48* 10-8	8,28* 10-7
5	Микросхема				1	1,5	0,1* 10-7	5,48* 10-8	6,03* 10-7

- Коэффициент k1, учитывает механические воздействия. Он определяется объектом размещения. Выбираем для объекта "портативное": 1,07

- Коэффициента k2 зависит от максимальной температуры и влажности при которых эксплуатируется изделие. Он определяется в зависимости от температуры и влажности из таблицы в нашем случае 2,5

- Коэффициент K3 зависит от высоты над уровнем моря и определяется по таблице. В этом проекте он равен 1.

Коэффициенты k1, k2, k3 для всех элементов одинаковы.

- Коэффициент k_ni нагрузки.

k_ni = Эр\Эдоп

Где Эр –рабочий параметр компонента. Находится путем расчета режима работы схемы.

Эдоп –допустимый рабочий параметр компонента. Находится по справочным данным для каждого конкретного компонента.

Если kn для отдельных элементов рассчитать не удается, то он принимается равным 1.

- Коэффициент

зависит от k_ni и от температуры корпуса компонента. В общем случае эта зависимость сложная и нелинейная. Для учебных целей используем линейную зависимость и рассчитываем по формулам:

=1,5* k_ni-при температуре корпуса компонента от 30 до 50 градусов Цельсия.

- В графе 7 указывается интенсивность отказов элементов

, которая находится по справочникам. В связи со сложностью получения этих данных (Фирмы иногда эти данные не публикуют в открытой печати), берем значения из методического пособия.

- В графе 8 указываются интенсивности отказов компонент и элементов печатного монтажа с учетом условий эксплуатации и режимов работы.

определяется по формуле:

=k1*k2*k3* *

- В графе 9 записываются значения произведений

, где n_i –число элементов указанных одной строкой таблицы.

Интенсивность отказов печатного блока будет определяться по формуле:

(1\час)

3,34* 10^-6(1\час)

Наработка на отказ определяется по формуле:

Т₀ =1\

=3,0*10⁵(час)

Вероятность безотказной работы за время t определяется по формуле:

Вероятность отказа за время t определяется по формуле:

t = 24часа

=0,99954

=0,00046

В ходе проверки оказалось, что схема соответствует изначальным требованиям с большим запасом надежности.

9.2 Расчет уровня стандартизации и унификации

Уровень стандартизации и унификации определяется по формуле:

где:

-уровень стандартизации и унификации в процентах, -число стандартных деталей (Детали, выполненные на предприятии по стандартам, например, болты, гайки, стальные уголки и пр.), -число деталей, заимствованных из предыдущих изделий, выпускаемых данным предприятием, - число покупных изделий (Число покупных компонент), -общее число деталей, которое кроме перечисленных выше включает также уникальные детали, например, печатную плату.

Разрабатываемая плата состоит целиком из покупных и стандартных частей, т.к. в рамках данной работы не проводилась разработка уникальных блоков, кроме собственно печатной платы, поэтому:

Y = 100(78)/79=98.7

9.3 Тепловые расчеты

1) Находим мощность рассеваемую модулем.

Узел потребляет от источника питания напряжение 12В, ток 1мА,

0,012 Вт

2) Находим площадь, через которую будет рассеиваться тепло. Печатную плату с установленными на ней компонентами условно представляем моделью в виде пластины и считаем, что площадь рассеивания равна двум площадям платы.

=2*(0.12 *0.15)=0,036м²

где H и L- габаритные размеры платы.

Считаем, что тепло распределяется по поверхности платы равномерно (Если данное условие не выполняется, то площадь платы в расчете необходимо уменьшить до величины площади, занимаемой теплонагруженными компонентами).

3) Находим удельную мощность рассеивания на единицу площади:

P=0,012/0,036=0,33 Вт/м²

4) По диаграмме Рис. 1 находим точку, характеризующую тепловой режим работы модуля и определяем зону, в которую она попала.

Рис.1.

5) Точка, характеризующая режим работы субблока находится в зоне 1, следовательно требуется естественное охлаждение.

Естественное охлаждение предполагает:

1. Обеспечение обтекания всех элементов конструкции

2. Теплонагруженные элементы располагаем ближе к элементам корпуса

3. Теплонагруженные элементы не располагаем под термочувствительным элементом

4. Использование перфорации на корпусе

10. Перечень используемых источников

1. Справочник конструктора РЭА / Р.Г.Варламов. –М.: 1973

2. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. / Шило В.Л. -М.: Радио и связь, 1989.

3. Резисторы: Справочник/ В.В. Дубровский. -М.: Радио и связь, 1987.

4. Платы печатные, общие технические условия (ОСТ4 ГО.077.200). -М.: 1981.

5. Проектирование многослойных печатных плат с помощью системы P-CAD, В.Д.Разевиг. -М.: 1992.