Министерство образования и науки Республики Беларусь
Белорусский Государственный университет
информатики и радиоэлектроники
К защите допускаю
"__"_______ 2001 г.
Руководитель проекта
________Смирнова Н.А.
к курсовому проекту на тему:
Разработал: ст. гр. 710205
Грибанский Д.Ю.
Приняла: Смирнова Н.А.
Минск 2001
СОДЕРЖАНИЕ
| Введение............................................................................................................... |
| 1 Разработка технического задания............................................................................ |
| 2 Анализ исходных данных и основные технические требования к разрабатываемой конструкции............................................................................... |
| 2.1 Анализ существующих разработок................................................................. |
| 2.2 Анализ климатических факторов..................................................................... |
| 2.3 Анализ дестабилизирующих факторов........................................................... |
| 2.4 Анализ электрической схемы........................................................................... |
| 3 Выбор и обоснование элементной базы, унифицированных узлов, установочных изделий и материалов конструкции.............................................. |
| 3.1 Выбор и обоснование элементной базы.......................................................... |
| 3.2 Выбор материалов конструкции...................................................................... |
| 4 Выбор и обоснование компоновочной схемы, методов и принципа конструирования....................................................................................................... |
| 4.1 Выбор компоновочной схемы.......................................................................... |
| 4.2 Выбор и обоснование метода и принципа конструирования........................ |
| 5 Выбор способов и средств теплозащиты, герметизации, виброзащиты и экранирования........................................................................................................... |
| 5.1 Выбор способов охлаждения на ранней стадии проектирования................. |
| 5.2 Выбор способов и методов герметизации....................................................... |
| 5.3 Выбор способов и методов экранирования..................................................... |
| 5.4 Выбор способов и методов виброзащиты....................................................... |
| 6 Расчет конструктивных параметров изделия......................................................... |
| 6.1 Компоновочный расчет блоков РЭС............................................................... |
| 6.2 Расчет теплового режима.................................................................................. |
| 6.3 Расчет конструктивно-технологических параметров печатной платы. Выбор и обоснование методов изготовления печатной платы..................... |
| 6.4 Расчет механической прочности и системы виброударной защиты............ |
| 6.5 Полный расчет надежности.............................................................................. |
| 6.6 Расчет технологичности |
| 7 Обоснование выбора средств автоматизированного проектирования................ |
| 7.1 Применение ЭВМ и САПР в курсовом проектировании.............................. |
| 7.2 Перечень и содержание конструкторских работ, выполненных с применением САПР................................................................................................ |
| 8 Анализ и учет требований эргономики и технической эстетики......................... |
| 9 Мероприятия по защите от коррозии, влаги, электрического удара, электромагнитных полей и механических нагрузок........................................... |
| 10 Технико-экономическое обоснование конструкции........................................... |
| 11 Охрана труда и экологическая безопасность...................................................... |
| Заключение.......................................................................................................... |
| Литература........................................................................................................... |
| Приложение......................................................................................................... |
Аннотация
В данном курсовом проекте было предложено разработать блок управления электромеханическим замком на электронных ключах, позволяющий контролировать доступ в помещения и разработать техническое задание на него.
В курсовом проекте был произведен анализ существующих, а также обзор отечественных и зарубежных разработок. Был произведен подробный анализ климатических и дестабилизирующих факторов и анализ электрической схемы, приведен принцип работы разрабатываемого блока и его основные технические параметры.
В соответствии с заданием на курсовое проектирование произведен выбор и обоснование метода и принципов конструирования, методов изготовления печатных плат, способа охлаждения на ранних стадиях проектирования, способа и методов герметизации, экранирования и виброзащиты, а также произведен выбор компоновочной схемы. В проекте выполнены также: компоновочный расчет блоков РЭС, расчет теплового режима, расчет конструктивно-технологических параметров печатных плат, расчет механической прочности и системы виброударной защиты, расчет электромагнитной совместимости, расчет лицевой панели блока управления, полный расчет надежности и расчет показателей технологичности. Рассмотрены мероприятия по защите от коррозии, влаги, электрического удара, электромагнитных полей и механических нагрузок и приведено технико-экономическое обоснование конструкции.
Введение
Конструирование РЭС - сложный творческий процесс, не имеющий пока строгой всеохватывающей математической базы и ведущийся методом многочисленных проб и последовательных приближений. Этот процесс больше искусство, чем наука, хотя решение многих проблем конструирования основано на использовании строгого математического алгоритма, расчета тепловых режимов, прочности, различных допусков. Поэтому незначительные на первый взгляд погрешности или приближения, допущенные на ранних стадиях разработки РЭС, могут стать причиной крупных ошибок в дальнейшей работе.
Широкое использование радиоэлектронной аппаратуры в различных областях науки и техники приводит к необходимости обеспечения высокой надёжности её работы при разнообразных климатических и механических воздействиях. Трудность выполнения данного требования связана с различным назначением РЭС, местом её установки и условиями эксплуатации. Об уровне надёжности принято судить по способности РЭС безотказно работать в течении заданного времени в определённых условиях. Поэтому для оценки степени соответствия РЭС предъявляемым к ней требованиям осуществляют технический контроль и испытание на всех этапах конструирования и производства. Полученная при этом информация о качестве работы РЭС и о причинах её отказов совместно с данными реальной эксплуатации позволяет принять своевременные меры по совершенствованию схемы и конструкции, а так же технологии производства.
Правильно организованный технический контроль и испытания способствуют значительному повышению надёжной работы РЭС. В связи с этим особую актуальность приобретают радиотехнические устройства, предназначенные для испытания и контроля, посредством которых проверяется работоспособность и пригодность к эксплуатации различного оборудования и приборов.
В последние годы с развитием электроники усложняется радиоаппаратура. Характерен переход от отдельных радиоаппаратов к сложным комплексам и системам. Однако создание подобной аппаратуры ставит перед её разработчиками различные проблемы: веса, объёмов и габаритов; надёжности и долговечности; производства и серийности; экономики. Для преодоления этих проблем необходимо их комплексное решение на общей технической базе. Такой базой в настоящее время является комплексная механизация с применением микроэлектроники, внедрением унификации и стандартизации. Разработка схемы конструкции и технологии становится единым процессом создания аппаратуры. Отработка серийной способности каждого изделия начинается с момента его зарождения и продолжается в процессе его производства.
Данный дипломный проект в учебном плане подготовки завершает цикл конструкторских и технологических дисциплин. Задача проекта состоит в том, чтобы, используя знания, полученные при изучении данных дисциплин научиться создавать и моделировать конструкции радиоэлектронной аппаратуры различного назначения, обеспечивая совместимость с объектом установки и с оператором, с учётом патентной чистоты и патентоспособности; обеспечивать надёжность конструкций по четырем составляющим - безотказности, долговечности, сохранности и ремонтоспособности. Всё это должно органически перенестись в единое целое в данном курсовом проекте.
Современный этап научно-технического прогресса характеризуется массовым распространением микропроцессорной техники. Она настолько широко распространилась во всех областях народного хозяйства, что трудно представить, как обойдутся без нее все процессы автоматизации и управления. Применение ОМЭВМ, реализующих на одной БИС функции ввода-вывода, хранения и обработки данных, позволяет достигать максимальной простоты и дешевизны систем управления. Одним из возможных вариантов применений ОМЭВМ можно считать использование их для систем охранно-пожарных сигнализаций и контроля доступа в помещения.
Использование в системах контроля доступа в помещения кодовой последовательности, обрабатываемой ОМЭВМ, полностью исключает подбор кода, а возможность подключения в качестве исполнительного устройства релейного замка с курковым механизмом взвода ригеля обеспечивает надежную фиксацию двери, что гарантирует достаточно надежную защиту от взлома. Существует, однако, и более надежный способ защиты – установка централизованной системы охранно-контрольнной сигнализации. Однако главное препятствие для их широкого внедрения – это необходимость наличия телефонного номера на объекте охраны и недостаток соответствующего оборудования у правоохранительных органов, что и не позволяет решать проблему массовой охраны квартир и служебных помещений. Поэтому в дипломном проекте будет разработан блок управления электромеханическим замком на электронных карточках, позволяющий контролировать доступ в помещение.