Рефераты

Дипломная работа: Охоронна сигналізація з GSM-каналом

Мінімальний ефективний діаметр контактної площадки:

 

(4.6)

 - максимальний діаметр просвердленого отвору;  - ширина поясу навколо контактної площадки; - похибка розташування центра отвору відносно вузла координатної сітки;  - похибка розташування центра контактної площадки щодо вузла кординатної сітки;

 

(4.7)

 - допуск на діаметр отвору;

;

;

;

5. Визначення ширини провідника.

 

(4.8)

 - граничне значення для 3-го класи точності;

6. Визначення мінімальної відстані між провідником і контактною площадкою.

 

(4.9)

 - відстань між центрами елементів (крок координатної сітки); - максимальний діаметр контактної площадки;  - максимальна ширина провідника;  - похибка розташування центра контактної площадки відносно вузла координатної сітки;  - похибка зсуву провідника відносно координатної сітки.

Рис. 4.2

7. Визначення мінімальної відстані між двома сусідніми провідниками.

 

(4.10)

8. Визначення мінімальної відстані між двома сусідніми контактними площадками.

 

(4.11)

;

9. Визначення відстані між провідником і контактною площадкою (у випадку, якщо провідник проходить між двома контактними площадками):

 

(4.12)

Розраховане значення  більше ніж значення , що визначено третім класом, тому провідник, прокладений між двома контактними площадками, не буде дотикатися жодної контактної площадки.

Розраховані елементи друкованого монтажу відповідають обраному класу точності монтажу. У цьому можна переконатися за даними порівняльної таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 Розраховані параметри

Розраховане значення Граничне значення для 3-го класи точності монтажу

bпр

0,35 мм

0,25 мм

Smin

0,21 мм; 0,8 мм; 0,9 мм; 0,33 мм

0,25 мм

bП0

0,1 мм

0,1 мм

Кдт

0,8 мм/1,5 мм = 0,53 0,33

5. Електричний розрахунок друкованої плати

1. Визначимо припустимий спад напруги на друкованому провіднику:

 

(5.1)

де ; ; ; ;

2. Визначимо потужність втрат в ДП:

 

(5.2)

де  - оскільки розрахунок ведемо на постійному струму;  - напруга живлення; - тангенс кута діелектричних втрат.

 

(5.3)

- діелектрична проникність матеріалу; ; - товщина ДП; - площа металізації; ;

.

3. Визначимо паразитну ємність між двома сусідніми провідниками, розташованими з одного боку ДП:

а) для випадку, коли обидва провідники перебувають в одному шарі:

 

Спар = Кп∙ ε∙ L1

(5.4)

де Кп - коефіцієнт пропорційності, пФ/см (в нашому випадку Кп=0,15); ε - діелектрична проникність середовища (в нашому випадку ε =5,5); L1 - довжина взаємного перекриття провідників, см (в нашому випадку L1 =5)

Тоді:

Спар = Кп∙ ε∙ L1 =0,15.5,5.5=4,22 пФ;

б) у випадку, коли два провідники знаходяться в різних шарах:

 

Спар = Кп∙ ε∙ L1

(5.5)

де Кп - коефіцієнт пропорційності, пФ/см (в нашому випадку Кп=0,2); ε - діелектрична проникність середовища (в нашому випадку ε =5,5); L1 - довжина взаємного перекриття провідників, см (в нашому випадку L1 =1,27).

Тоді:

Спар = Кп∙ ε∙ L1 =0,2.5,5.1,27=1,39 (пФ)

4. Визначимо паразитну індуктивність шини живлення й шини «земля»:

 [мкГн]

(5.6)

де lп – довжина максимальної області (довжина шини живлення); bnp = 0,35 мм – ширина провідника; tnp = 0.0965 мм - товщина провідника.

Тоді

Таким чином, розроблена ДП задовольняє заданим умовам, оскільки отримані розрахункові значення найважливіших електричних параметрів не перевищують припустимих значень для ДДП.


6. Розрахунок теплового режиму

Метою даного розрахунку є перевірка необхідності використання додаткових елементів (радіаторів) для розсіювання тепла, що виділяється елементами схеми.

Розрахунок теплового режиму для контролера АТ89С2051 і АТTINY2313.

Контролери мають наступні параметри (таблиця 6.1):

Таблиця 6.1 Параметри мікроконтролерів

Контролер

Струм споживання Iспож, мА

Напруги U, В

Припустима температура кристала мікросхеми Tдоп. ºС

Тепловий опір пластмасового корпусу Rтепл. пл. ºС / Вт

АТ89С2051 25 6,6 85 110
АТTINY2313 20 5,5 85 110

Отже розсювана потужність:

Pроз АТ89С2051= I. U = 6,6.25 = 165 (мВт)

Pроз АТTINY2313= I. U = 5,5.20 = 110 (мВт)

Для розрахунку приймемо максимальну температуру з технічного завдання Tокр..= 40 ºС.

Розрахуємо температуру кристала:

Tкр. =Tокр..+ Pрас. × Rтепл. пл

(6.1)

Tкр АТ89С2051.= 40 + 0,165 ×110 = 58,15ºС

Tкр АТTINY2313.= 40 + 0,11 ×110 = 52,1ºС

Оскільки Tкр. < Tдоп., то корпус мікросхеми розсіює задану потужність без перегріву і в додаткових засобах тепловідводу потреби немає.


7. Розрахунок на віброміцність

Віброміцність - здатність пристрою протистояти протягом терміну служби прискоренням, що виникають при руйнівній дії вібрації в заданих діапазонах частот.

Вібростійкість - здатність пристрою виконувати свої функції в умовах вібрації в заданих діапазонах частот і прискореннях, що виникають при цьому.

Визначимо віброміцність спроектованої ДП зі склотекстоліту розміром 80×62.5×1,5 мм. Вважаємо, що радіоелементи на ДП розміщені рівномірно.

1.  Визначення маси ДП і маси ЕРЕ:

mпп = abδппρст,

(7.1)

де a, b - геометричні розміри плати (а = 0,08 м, b = 0,0625 м); δпп – товщина ДП (δст = 1,5 мм); ρст – щільність склотекстоліту (ρст = 2050 кг/м3);

mпп = 0.0625.0.08.0.0015.2050 =15,4 10-3 кг = 15,4 г.

Конструктивні елементи представлені в таблиці 7.1.

2. Визначимо коефіцієнт впливу Кв, що враховує співвідношення маси ЕРЕ й маси плати:

(7.2)


3. Визначимо, коефіцієнт α, вважаючи, що ДП шарнірно опирається по контуру:

,

(7.3)

де a, b - геометричні розміри плати, а = 0,08 м, b = 0,0625 м

Таблиця 7.1 Розрахунок загальної маси елементів
Найменування елемента Тип елемента Кількість, шт. Маса, г

1

2

3

4

Діоди 1N4007 7 7*0,24 = 1.68
1N4148 2 2*0,24 = 0,48
Стабілізатор 78L05 1 3
Конденсатори
- електролітичні ECR 2 2*1,2 = 2,4
- керамічні C 0603 10 10*0,3 = 3
Резистори R 0805–0,125Вт 19 19*0,25=4,75
Мікроконтролер АТ89С2051 1 4
ATTINY2313 1 4
Кварцовий резонатор KX-3Н 1 4
HC 49U 1 4
Світлодіоди GNL-014SRD, GNL-3014 2 2*0,15=0,3
Перемикачі SWD 1–4 1 3
Кнопки PS580L/N 1 3
Транзистори 2N3904A 2 2*0,35=0,7
BSS295 2 2*0,35=0,7
Роз’єми PLS-6 1 2
PLS-8 1 3
STB 1–12 1 5
Батарея Крона 1 10
Σ 59,01

4. Визначимо циліндричну жорсткість:

(7.4)

де Е – модуль Юнга, Е = 3.02.1010 Па;

μ - коефіцієнт Пуасона, μ =0.22.

 (Н∙ м)

5. Визначимо частоту власних коливань:

(7.5)

де g – прискорення вільного падіння, g=9.8 м/с2;

- питома вага 2,05.

(Гц)

6. Визначимо амплітуду вібрації на частоті власних коливань:

,

(7.6)

де n - коефіцієнт перевантажень; при n = 8g:

 (мм)


Таблиця 7.1

n 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,0081 0,0091 0,01

7. Визначимо коефіцієнт динамічності, що показує в скільки разів амплітуда змушених коливань, відрізняється від амплітуди коливань на власній частоті:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7


© 2010 Рефераты