Разработка печатной платы цифрового автомата (стр. 1 из 6)
1. Оглавление
1. Оглавление
2. Техническое задание на разработку конструкции
2.1 Введение
2.2 Основание для разработки
2.3 Источники разработки
2.4 Технические требования и условия эксплуатации
2.5 Стадия разработки
2.6 Исполнители
2.7 Сроки выполнения по этапам
3. Анализ технического задания
3.1 Анализ назначения и объекта установки
3.2 Анализ условий эксплуатации
3.3 Анализ электрической принципиальной схемы
3.4 Анализ элементной базы
4. Описание САПР, используемой при проектировании
5. Разработка интегрированной библиотеки компонент и электрической принципиальной схемы в системе P-CAD 2002
5.1 Выбор электрического соединителя
5.2 Установка фильтрующих конденсаторов
5.3 Порядок разработки библиотеки символов средствами P-CAD 2002
5.4 Порядок разработки библиотеки посадочных мест средствамиP-CAD 2002
5.5 Порядок разработки библиотеки компонент средствами P-CAD 2002
6. Разработка конструкции модуля
6.1 Размещение цифрового модуля в конструкции 2-го уровня
6.2 Выбор способа закрепления модуля в конструкции болеевысокого уровня
6.3 Выбор конструкции цифрового модуля
7. Разработка печатной платы
7.1Выбор компоновочной структуры и типа печатной платы
7.2 Выбор класса точности ПП
7.3Выбор метода изготовления ПП
7.4 Расчет габаритов ПП
7.5 Размещение компонент на ПП
7.6Определение толщины ПП
7.7 Выбор материала основания ПП
7.8 Расчет элементов печатного рисунка
7.9 Трассировка с помощью САПР
8. Разработка сборочного чертежа и спецификации
9. Поверочные расчеты
9.1 Расчет надежности
9.2 Расчет уровня стандартизации и унификации
9.3 Тепловые расчеты
10. Перечень используемых источников
цифровой автомат регулятор зажигание плата
2. Техническое задание
2.1 Введение
Настоящее техническое задание распространяется на разработку цифрового автомата – регулятора угла опережения зажигания, предназначенного для управления углом ОЗ в двигателе автомобиля и использования в составе приборов электронного контроля двигателя автомобиля, работающих во внутренних отсеках автомобиля на ходу в умеренном климате.
2.2 Основание для разработки
-наименование документов, на основании которых разрабатывается изделие:
ГОСТ 15150-69: Требования по климатическому исполнению.
-тема разработки:
Разработка цифрового автомата – регулятора угла ОЗ.
2.3Источник разработки
Аналогов не имеет.
2.4 Технические требования и условия эксплуатации
-состав изделия:
Данная электронная схема включает в себя:
15 микросхем серии К155, 4 микросхемы серии К555, 1 микросхему серии К176, 16 конденсаторов, 32 резистора, 3 транзистора, 15 диодов.
-технические параметры:
Для питания микросхем используется постоянное напряжение 5В. Так как данные микросхемы являются маломощными (ток потребления одной микросхемой не превышает З0мА), дополнительное охлаждение печатного узла не требуется.
Исполнение микросхем возможно в пластмассовом, керамическом и стеклокерамическом корпусах. Диапазоны рабочих температур серий 155, 555 и 176:
- для пластмассовых: от -10 до +70°С
- для керамических: от -45 до +85°С
Минимальная рабочая температура пластмассового корпуса составляет -10 °С что не удовлетворяет условиям эксплуатации в умеренно-холодном климате, поэтому
необходимо использовать микросхемы с керамическими корпусами серии КМ155, КМ555.
Выберем резистор МЛТ, рабочий диапазон температур которого - 60°С...+120°С.
Конденсатор К50-40, транзистор КТ3102Б, диод КД522А также удовлетворяют заданным условиям эксплуатации. В качестве разъёма выберем СНО54-40/70x9Р-1-В с золотыми контактами (для предотвращения окисления в условиях умеренно - холодного климата). Диапазон рабочих температур такого разъёма составляет от -60 до +100°С, допустимые механические вибрации с частотой 1-2000Гц, перегрузки до 10g.
-требования к надежности:
P(t)=0,99 за 24 часа
T0=5 т.ч.
t2=10 лет
-требования по стандартизации и унификации:
Показатели унификации и стандартизации - 75%.
-конструктивные требования:
Т.к. изделия может находиться в двигательном отсеке автомобиля, требуется защита от высоких температур и загрязнения. На габариты и способ крепления ограничения не накладываются.
-условия эксплуатации:
Климатическое исполнение: УХЛ
Группа объекта размещения: 3
-требования безопасности:
Отсутствуют.
-требования к упаковке, маркировке, транспортировке и хранению:
Транспортировка на всех видах транспорта на неограниченное расстояние, при погрузке, выгрузке требуется защита от ударов.
-требования к патентной чистоте:
Необходимо обеспечить патентную чистоту в России и странах СНГ.
2.5 Стадия разработки
Техническая документация с литерой "О"
2.6 Исполнители
Рогожин К. О.
2.7 Сроки выполнения по этапам
-разработка технического задания 4-я неделя семестра,
-выполнение схемы электрической и перечня элементов 6 неделя семестра,
-выполнение чертежа печатной платы, сборочного чертежа и спецификации -8 неделя семестра,
-выполнение пояснительной записки – 12 неделя семестра,
-защита курсового проекта 13-14 недели семестра.
3. Анализ технического задания
3.1Анализ назначения и объекта установки
Устройство предназначено для управления углом опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания автомобиля. Оно относится к 7 группе видов размещения вычислительных средств на объекте, т.е. является портативным, предназначенным для длительной переноски и работающим на ходу. Устройство располагается в двигательном отсеке автомобиля, поэтому должно находиться в закрытом корпусе для защиты от грязи, влаги и др. внешних воздействий.
3.2Анализ условий эксплуатации
Климатические факторы, воздействующие на изделие:
| Рабочая температура, верхняя:нижняя: | +40º С-45º С |
| Предельная температура, верхняя:нижняя: | +45º С |
| Относительная влажность | 80% при 20 градусах С98% при 25 градусах С |
| Интенсивность дождя | 3 мм\мин. |
Параметры механических воздействий:
| Воздействующий фактор | параметры | Значение |
| Вибрация на одной частоте | Частота, Гц. | 20 |
| Ускорение q | 2 | |
| Время выдержки, час. | 0,5 | |
| Вибрация в диапазоне частот | Частота, Гц. | 10-70 |
| Ускорение q | 0,25-1,1 | |
| Время выдержки, час. | 4 | |
| Одиночные удары | Длительность.мс. | - |
| Число ударов в 1 мин | - | |
| Ускорение, q | - | |
| Общее число ударов | - | |
| Многократные удары | Длительность.мс. | 50-10 |
| Число ударов в 1 мин | 40-80 | |
| Ускорение, q | 10 | |
| Общее число ударов | 6000 | |
| падение | Высота, мм | 750 |
По таблице определяем группу жёсткости для изделия: группа 2.
| Воздействующий фактор | Группа жесткости печатной платы | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Верхнее значение температуры, градусы Цельсия | 55 | 85 | 100 | 120 |
| Нижнее значение температуры, градусы Цельсия | -25 | -40 | -60 | -60 |
| Относительная влажность, в % | 75 | 98 | 98 | 100 |
Исходя из воздействующих на конструкцию факторов определяем приоритеты при конструировании:
-надежность,
-механическая прочность, вибропрочность, вибростойкость,
-устойчивость к внешним воздействиям: пыли, туману, перепадам температуры, влажности и пр.
3.3Анализ электрической принципиальной схемы
Электрические параметры схемы, которые необходимы при расчете элементов печатного монтажа:
-максимально допустимое падение напряжение: Up 10% от питания.
-максимально допустимый ток в статике и динамике: Imax, Imaxd. Ток во время переключения логических элементов на порядок больше тока в статике. Для его расчета необходимо выявить в схеме максимальное количество одновременно переключаемых цифровых элементов, увеличить их ток потребления по сравнению со статическим режимом в 10 раз. Помехи, которые возникают в цепях питания и управления, как правило, определяются токами в динамическом режиме работы цифровых схем;
- максимально допустимое падение напряжения Up= 10%
- максимальная тактовая частота Fmax = 1024 Гц
- сопротивление изоляции 15 Мом
- максимальное напряжение 12 в
3.4Анализ элементной базы.
| № | Тип компонента | Символ на Э3 | Конструкция, тип корпуса | Посадочное место |
| 1 | Резистор R |  |  |  |
| 2 | Конденсатор С |  |  |  |
| 3 | Кварц-генератор ZQ1 |  |  |  |
| 4 | Транзистор |  |  |  |
| 5 | Диод VD |  |  |  |
| 7 | Микросхема DD1 |  |  |  |
| 8 | МикросхемыDD2, DD3, DD7 |  |  |  |
| 9 | МикросхемыDD4, DD8 |  |  | |
| 10 | МикросхемаDD5 |  |  | |
| 11 | МикросхемаDD6 |  | | |
| 12 | МикросхемыDD9, DD10, DD11 |  |  | |
4. Описание САПР, используемой при проектировании