Индикатор напряжения сети многофункциональный

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Факультет: компьютерного проектирования

Кафедра: радиоэлектронных средств

Индикатор напряжения сети многофункциональный

ВВЕДЕНИЕ

Целью прохождения преддипломной практики явилось ознакомление с должностными обязанностями и спецификой работы по месту распределения и накопление материала, необходимого для написания дипломного проекта.

Согласно учебной программе, в процессе прохождения преддипломной практики выполняются нижеуказанные разделы индивидуального задания:

1) Разработка плана-проспекта дипломного проекта.

2) Разработка технического задания.

3) Изучение руководящих документов и другую нормативную базу проектирования РЭС.

4) Выполнение литературного патентного поиска по теме дипломного проекта

5) Разработка конструкторской документации

Данный отчет содержит все вышеперечисленные пункты.

А так же следует получить задание по разделам дипломного проекта: технико-экономическое обоснование и охрана труда и экологическая безопасность.

1. ПЛАН-ПРОСПЕКТ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

Основные цели и задачи при проектировании устройства “Индикатора напряжения сети многофункионального”.

Техническое задание

Разработка технического задания, которое содержит основные технические требования, предъявляемые к сооружению, изделию или услуге и исходные данные для разработки; в ТЗ указываются назначение объекта, область его применения, стадии разработки конструкторской (проектной, технологической, программной и т. п.) документации, её состав, сроки исполнения и т. д., а также особые требования, обусловленные спецификой самого объекта либо условиями его эксплуатации. Как правило, ТЗ составляют на основе анализа результатов предварительных исследований, расчётов и моделирования.

Патентный поиск.

Произвести сбор сведений в международных патентных базах для определения уникальности изобретения, соблюдения им всех установленных правил, которые позволят получить патент, т.е. произвести патентный поиск.

Анализ исходных данных и основных технических требований к разрабатываемой конструкции.

Анализ исходных данных. Пояснение, какие функции устройство выполняет. Описываем структурную схему устройства и назначение узлов (модулей) устройства. Подробное описание схемы электрической принципиальной. Принцип работы, описание функций элементов и их характеристики. Анализ климатических факторов, условия эксплуатации, определяем и обосновываем класс исполнения. Анализ дестабилизирующих факторов: воздействие повышенной влажности, температуры, вибрации. Обоснование необходимых испытаний. Рекомендации по выбору материалов конструкции, с учетом воздействия дестабилизирующих факторов.

Выбор и обоснование элементной базы, унифицированных узлов, установочных изделий и материалов конструкции.

Обоснование модулей устройства, если устройство состоит из нескольких модулей. Выбор элементной базы. Анализ элементной базы с учетом обеспечения надежного и правильного ее функционирования, с учетом технических и эксплуатационных характеристик с учетом массы, габаритов, стоимости. Типы ЭРЭ. Характеристики электрорадиоэлементов. Обоснование конструкционного материала с учетом функционального назначения изделия. Обоснование выбора материалов, способов изготовления деталей с учетом стоимости и дальнейшей их обработки. Описание несущих конструкций. Обоснование материала несущих конструкций с учетом: невысокой стоимости, несложной обработки, небольшого веса, достаточной прочности, сохранения физико-химических свойств(выбор соответствующих покрытий). Обоснование применения стандартных и унифицированных изделий конструкции, исходя из уменьшения себестоимости изделия, повышения производственной и эксплуатационной технологичности.

Выбор и обоснование компоновочной схемы и метода конструирования.

Определяем и обосновываем компоновочную схему (централизованная и децентрализованная). Анализ вспомогательных элементов (индикаторы, ручки управления, переключатели.) Размещение на передней панели. Учет требований по массе и габаритам исходя из технического задания. Выбор и обоснование метода проектирования с учетом компоновки схемы и конструкции. Учет основных требований: стабильность функциональных межблочных связей требования к жесткости, удобство ремонта, эргономика, наличие пространства для межблочных соединений, размещение комплектующих элементов с учетом коэффициента заполнения. Требования к помехозащищенности на этапе компоновки. Виды помех (постоянные, случайные и пр.) Анализ источников помех. Учет и анализ паразитных электромагнитных связей на ранней стадии проектирования, снижение затрат на производство всего изделия, сокращение сроков проектирования, стабильность работы. Особенности компоновки печатной платы.

Выбор и обоснование способов и средств обеспечения теплового режима, герметизации, виброзащиты и электромагнитной совместимости.

Выбор охлаждение изделия: естественное, принудительное воздушное, принудительное жидкостное, охлаждение основанное на изменении агрегатного состояния вещества и термоэлектрическое. Анализ эффективности выбранной системы.

Выбор способа герметизации. Анализ используемой системы.

Выбор способа виброзащиты .

Расчет электромагнитной совместимости. Оценка перектрёсных помех. Оценка помехоэмисси от пп.

Расчёт конструктивно-технологических параметров проектируемого устройства.

Компоновочный расчет печатной платы. Исходные данные: ПЭ3, типоразмеры элементов. Установочные размеры электрорадиоэлементов, коэффициент заполнения.

Компоновочный расчет устройства. Исходные данные: ПЭ3, типоразмеры элементов устройства, установочные размеры, коэффициент заполнения.

Расчет элементов печатного монтажа. Определение шага и ширины трассировки печатных проводников, диаметра контактных площадок, число проводников, которое можно провести между двумя соседними отверстиями, диаметр отверстий в плате до и после металлизации. ГОСТ 23751-86 - определяет классы точности печатных плат. Выбор толщины печатной платы, в зависимости от механических нагрузок на печатную плату. Расчет диаметра отверстий. Расчет диаметра контактных площадок. Расчет ширины проводников. Расчет минимальных расстояний между элементами проводящего рисунка. Выбор и обоснование метода изготовления печатной платы.

Оценка теплового режима и выбор способа охлаждения.

Расчет механической прочности печатной платы: расчет собственной частоты вибрации, обеспечение усталостной долговечности, по необходимости обеспечение мер защиты.

Обеспечение электромагнитной совместимости.

Полный расчет надежности.

Обеспечение требований эргономики и инженерной психологии.

Расчет показателей технологичности. Определение технологичности по ГОСТ 14.205.

Показатели технологичности: качественные (взаимозаменяемость, регулируемость, инструментальная доступность конструкции, контролепрогодность) и количественные ГОСТ 14. 201-73 (базовые, показатели технологичности конструкции, показатели уровня технологичности конструкции). Разработка технологической схемы сборки. Типы схем сборки: «веерного» типа с базовой деталью.

Обоснование выбора САПР при проектировании устройства.

Выбор программного обеспечения при проектировании устройства. Печатная плата разрабатывается с использованием современных средств автоматизированного проектирования. Раздел включает описание процесса проектирования печатной платы с использованием прикладных пакетов P-CAD 2002 и AutoCAD 2006.

Технико-экономическое обоснование.

В данном разделе необходимо произвести расчет себестоимости и отпускной цены единицы продукции, а также рассчитать экономический эффект от производства устройства. В данном разделе проведем расчет экономической эффективности с обязательным приведением разновременных затрат и результатов к единому моменту времени, расчетному году.

Охрана труда и экологическая безопасность.

Реализация эргономических требований к организации рабочего места пользователя ПЭВМ при проектировании индикатора напряжения сети многофункционального.

Раздел содержит основные выводы, полученные при проектировании нового устройства. Приводятся выводы о выполнении требований технического задания. Указываются области применения разработанного устройства, рекомендации по практическому использованию.

Перечень графического материала

1. Схема электрическая принципиальная - 1 лист формата А1.

2. Чертёж печатной платы - 1 лист формата А1.

3. Сборочный чертёж печатной платы - 1 лист формата А1.

4. Чертежи нестандартных деталей - 2 листа формата А1.

5. Сборочный чертёж устройства - 1 лист формата А1.

2. ТЕХНИЧЕСКО ЗАДАНИЕ

Техническое задание -- исходный документ определяющий порядок и условия проведения работ по Договору, содержащий цель, задачи, принципы выполнения, ожидаемые результаты и сроки выполнения работ.

2.1 Наименование и шифр работы

Наименование ОКР -- «Разработать конструкцию индикатора напряжения сети многофункционального»

2.2 Основание для выполнения ОКР

Настоящая работа выполняется на основании задания на дипломное проектирование, от 26.01.2010 г.

Заказчик -- Кафедра РЭС.

2.3 Сроки выполнения

Сроки выполнения ОКР в соответствии с заданием -- 26.01.2010 г. -- 14.06.2010 г.

2.4 Цель, задачи, назначение ОКР

Целью работы является создание конструкции индикатора напряжения сети многофункционального.

Индикатор напряжения сети многофункциональный предназначен для измерения температуры воздуха в пределах -55…+990С и напряжения в сети в пределах 44…299В, подавая звуковой сигнал при его выходе за установленные пределы.

2.5 Основные требования

1Устройство - индикатор напряжения сети многофункциональный должно удовлетворять требованиям настоящего ТЗ.

Конструкторская документация должна соответствовать требованиям ЕСКД.

2.6 Технические требования

2.6.1 Требования к конструкции

Устройство - индикатор напряжения сети многофункциональный должно иметь напряжение в сети в пределах 44..299 В.

Индикатор напряжения сети многофункциональный должен иметь возможность работать автономно.

Конструкция устройства должна обеспечивать возможность автоматизации регулировочных и контрольных операций.

Индикация измеряемых величин - цифровая

Материалы и полуфабрикаты, комплектующие изделия
должны применяться по действующим стандартам и техническим
условиям на них.

Индикатор напряжения сети многофункциональный должен иметь удобное и надежное крепление.

Рекомендуемый цвет корпуса - серебристый.

Масса устройства должна быть не более 500 г.

Климатическое исполнение по ГОСТ 15150- УХЛ4.2.

Защита от пыли и воды IP40

Показатели назначения

Напряжение питания - 220 В, 50Гц

Прямое падение напряжения на диоде VD6 должно быть равно 0,44В.

На трансформаторе питания Т1 намотана обмотка II, напряжение на которой равно 10В при напряжении в сети 220В.

При любом шуме в помещении прибор на 40 с включает светильник. При неисправной сети автоматически включается аварийное освещение с питанием от аккумуляторной батареи.

Если измеренное напряжение вышло за пределы 165…260В, включается излучатель звука со встроенным генератором.

Прибор предназначен для утопленного монтажа на вертикальных щитах и панелях.

Требования к надежности

Средняя наработка на отказ должна быть не менее 20000 ч.

Средний ресурс должен быть не ниже 30000 ч.

Средний срок службы должен быть не менее 6 лет.

Требования к технологичности

Должны быть разработаны и изготовлены технологическая оснастка и средства автоматической диагностики устройства.

Требования к уровню унификации и стандартизации

При разработке индикатора температуры и напряжения сети многофункционального должны по возможности максимально использоваться стандартные и унифицированные устройства, узлы и детали.

печатный плата индикатор многофункциональный

2.6.2 Требования к безопасности и экологии

Индикатор температуры и напряжения сети многофункциональный не должен по возможности содержать вещества наносящие вред окружающей среде, а также требующие специальных мер при утилизации изделия.

Эстетические и эргономические требования

Форма, компоновка и внешний вид изделия должны соответствовать его функциональному назначению и обеспечивать удобство обслуживания при настройке, ремонте и эксплуатации.

Требования к патентной чистоте

По схемным и конструкторским решениям должен быть произведен патентный поиск с глубиной 10 лет.

2.6.3 Требования к упаковке и маркировке

Маркировка и упаковка должны соответствовать требованиям ГОСТ 27451-87.

Требования к транспортированию, эксплуатации, хранению

Индикатор напряжения сети многофункциональный в упакованном виде должен допускать транспортирование в закрытых транспортных средствах любого вида наземного транспорта, и в отапливаемых герметизированных отсеках самолета при температуре окружающего воздуха от минус 30 до плюс 60°С и относительной влажности (95±3)% при температуре 35°С.

Прибор должен быть устойчив к воздействию:

- температура окружающей среды от -55 С до +90 С;

- относительная влажность не более 80% при температуре 35 С и более низких температурах без конденсации влаги;

- атмосферное давление от 86 до 106,7 кПа;

- вибрация мест крепления: амплитуда 0,1 мм, частота не более 25 Гц;

- напряженность магнитного поля : не более 400 А/М;

- окружающая среда не взрывоопасна, не содержит солевых туманов токопроводящей пыли, агрессивных газов или паров разрушающих металл и изоляцию.

Условия хранения устройства без упаковки должны соответствовать требованиям ГОСТ 27451-87.

3. РУКОВОДЯЩИЕ ДОКУМЕНТЫ И ДРУГАЯ НОРМАТИВНАЯ БАЗА ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ РЭС

Конструкторская документация должна быть выполнена с учетом соответствующих ГОСТов:

СТП П-01-2008. Дипломные проекты (работы). Общие требования.

ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

ГОСТ 2.109-73 ЕСКД. Основные требования к чертежам.

ГОСТ 2.417-91. Правила выполнения чертежей печатных плат.

ГОСТ 3.1118-82 ЕСТД. Формы и правила оформления маршрутных карт.

ГОСТ 10317-79. Платы печатные. Основные разделы.

ГОСТ 20406-75.Платы печатные. Термины и определения.

ГОСТ 23751-86. Платы печатные. Основные параметры конструкций.

ГОСТ 10317-79 «Платы печатные. Основные размеры»

ГОСТ 23752-79. Платы печатные. Общие технические условия.

ГОСТ 29137-91. Формовка выводов и установка изделий электронной техники на печатные платы. Общие требования и нормы конструирования.

ГОСТ 30668-2000 «Изделия электронной техники. Маркировка».

ГОСТ 12.2.007-75. «Изделия электротехнические. Общие требования безопасности».

ГОСТ 2.102-68. «Виды и комплектность конструкторских документов. Виды конструкторских документов. Комплектность конструкторских документов.

ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды».

ГОСТ 9.014-78

ГОСТ 9.303_84 «Покрытия металлов и неметаллов неорганические».

СТБ ЕН 55022-2006 «Электромагнитная совместимость. Радиопомехи от оборудования информационных технологий»

ГОСТ 14.205-83 «Технологичность конструкции изделий. Термины и определения».

ГОСТ 14.201-83 «Обеспечение технологичности конструкции изделий. Общие требования».

ОСТ 4ГО.091.219-81 «Методы количественной оценки технологичности конструкции РЭА.

ГОСТ 21552-84 «Средства вычислительной техники. Общие технические требования».

ГОСТ 24750-81 «Средства технические вычислительной техники. Общие требования техникой эстетики»

Маркировка устройства должна соответствовать ГОСТ 30324.0-95.

Показатели надежности должны соответствовать заданным значениям при нормальных климатических условиях по ГОСТ 27.003-90.

Показатели технологичности устройства должны соответствовать ГОСТ 14.201-73

Разработка мероприятий реализации эргономических требований к организации рабочего места пользователя ПЭВМ при проектировании индикатора напряжения сети многофункционального проводится с учетом следующих санитарных правил и норм, а также государственных стандартов:

ГОСТ 21889-76. «Кресло человека-оператора. Общие эргономические требования».

ГОСТ 12.2.032-78. «Рабочее место при выполнении работ сидя».

СанПиН 2.2.2.542РБ96 «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы».

СанПиН 11-13РБ94 «Санитарные нормы микроклимата производственных помещений».

СН 9-86РБ98 «Шум на рабочих местах. Предельно допустимые уровни».

ГОСТ 12.4.011 - 89. Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих.

4. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК

Патентный поиск - сбор сведений в международных патентных базах для определения уникальности вашего изобретения, соблюдения им всех установленных правил, которые позволят получить патент.

Главная цель патентного поиска - выяснение оригинальности идеи.

Предмет поиска: измерительный прибор, индикатор напряжения сети многофункциональный.

Индекс: G01R19/145

Страны поиска: СНГ, США, Япония

Глубина поиска: 1996 - 2010 гг.

Источники информации: в качестве источников информации использовался фонд описания изобретения.

Результаты поиска и выявленные аналоги их существенные признаки сведены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Результаты патентного поиска

Признаки используемого объекта	Номер охранного документа и название выявленного аналога	Признаки выявленных аналогов
Устройство индикации напряжения сети	№081423 (10.06.1997)	Устройство индикации напряжения сети относится к области электроавтоматики и может быть использовано для контроля наличия переменного напряжения сети в электрических цепях, например в электроустановках АСУ ТП. Известны устройства индикации напряжения сети, в которых в качестве индицирующего элемента используется неоновая лампа /1/. Однако из-за малого тока в цепи и слабого свечения они не могут использоваться в системах контроля коммутации. Этот индикатор напряжения, являющийся прототипом предлагаемого устройства, содержит входные гнезда для подключения к сети 220 В, два резистора, конденсатор, защитный диод и светодиод, являющийся индицирующим элементом. Недостатками прототипа являются малый входной ток (в электроустановках минимальный коммутируемый ток через контакты составляет 0,05 A) и отсутствие линии связи с центральным пультом, дающей возможность применения индикатора в АСУ ТП. Устройство имеет следующие технические характеристики: напряжение 80.300 B, частота сети 50 Гц, средний ток в цепи не более 0,005 А, импульсный ток 0,07 А. Индикатор позволяет осуществлять надежный контакт в силовых цепях переменного тока (0,07 А) при малом (0,005 А) среднем токе. Наличие линии связи позволяет использовать данное устройство в АСУ ТП.
Устройство индикации напряжения сети	№2081421 (10.06.1997)	Устройство индикации напряжения сети относится к области электроавтоматики и может быть использовано для контроля наличия переменного напряжения сети в электрических цепях, например в электроустановках АСУ ТП. Этот индикатор напряжения содержит входные гнезда для подключения к сети 220 В, два резистора, конденсатор, защитный диод и светодиод, являющийся индицирующим элементов. Недостатками являются малый входной ток (в электроустановках минимальный коммутируемый ток через контакты составляет 0,05 А) и отсутствие линии связи с центральным пультом, дающей возможность применения индикатора в АСУ ТП. Устройство имеет следующие технические характеристики: напряжение 80.300 В, частота сети 50 Гц, средний ток в цепи не более 0,005 А, импульсный ток 0,07 А. Индикатор позволяет осуществлять надежный контакт в силовых цепях переменного тока (0,07 А), при малом (0,005 А) среднем токе. Наличие линии связи позволят использовать данное устройство в АСУ ТП.
Индикатор наличия трёхфазных	№2019838 (15.09.1994) 4713004/21	Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для индикации наличия напряжений трехфазной сети переменного тока. Недостатком является низкая информативность, обусловленная негативной индикацией отсутствия контролируемых напряжений, не привлекающей внимания оператора, особенно при большом числе элементов индикации на пульте управления. Целью изобретения является повышение информативности контроля за счет цветового кодирования состояний сети. Это достигается тем, что в индикатор наличия трехфазных напряжений, содержащий три элемента ограничения тока, первые выводы которых соединены с первой, второй и третьей фазами сети, а вторые выводы - с первыми выводами соответственно первого, второго и третьего светоизлучающих элементов, вторые выводы которых объединены, первый и третий светоизлучающие элементы имеют одинаковый цвет свечения, отличный от цвета свечения второго светоизлучающего элемента, причем первый и второй светоизлучающие элементы выполнены излучающими на первый световод, а второй и третий светоизлучающие элементы - излучающими на второй световод. На чертеже приведена схема индикатора.
Световой индикатор для контроля уровня напряжения	№2054679 (20.02.1996)	Изобретение относится к технике электроизмерений и предназначено для контроля уровня выходного напряжения усилителей радиоприемной и звуковоспроизводящей аппаратуры, а также для визуального контроля напряжения постоянного тока источников питания, например аккумуляторных батарей, транспортных средств. Недостатками данной схемы являются зависимость выходной характеристики индикаторов от параметров транзисторов и влияние на нее разброса этих параметров. Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении экономичности, точности и расширении диапазона измерений. Таким образом, предлагаемый индикатор позволяет индицировать измеряемое напряжение постоянного тока и уровень напряжения переменного тока. Количество измерительных каналов может быть любое: 3, 4, 5, 8, 10 и т.д. в зависимости от точности измеряемого напряжения и "шага" между ними. Предусмотрен вариант с питанием от внутреннего источника тока и без него. В последнем случае работа индикатора зависит от напряжения, которое замеряется им, что является большим удобством, так как не требуются внешние источники питания.
Устройство для контроля напряжения	№2022274 (30.10.1994)	Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для допускового контроля уровня постоянного напряжения источников питания различных устройств при помощи одного элемента индикации, в частности для контроля напряжения бортсети автомобиля. Целью изобретения является упрощение устройства, увеличение диапазона контролируемых напряжений и повышение его надежности. Цель достигается тем, что в устройство для контроля напряжения, содержащее источник опорного напряжения, подключенный к входу компаратора, светоизлучающий диод, введены три пороговых элемента, восемь резисторов, транзистор р-n-р-проводимости, конденсатор, ключевой элемент, делитель напряжения, подключенный к выходу контролируемого источника питания и корпусной шине. Средняя точка делителя напряжения соединена с входами первого и второго пороговых элементов, выходами соединенных через первый резистор с инвертирующим входом компаратора, неинвертирующий вход которого через второй резистор соединен с источником опорного напряжения. Выход компаратора через третий резистор соединен с его инвертирующим входом, с эмиттером транзистора и входом третьего порогового элемента, коллектор транзистора через четвертый резистор и прямовключенный светоизлучающий диод соединен с корпусной шиной. Выход третьего порогового элемента соединен с первым входом ключевого элемента, второй вход которого подключен к входу устройства, а выход через пятый резистор соединен с инвертирующим входом компаратора и через шестой резистор - с общей точкой седьмого резистора и конденсатора, второй вывод седьмого резистора соединен с неинвертирующим входом компаратора, а вторая обкладка конденсатора - с корпусной шиной, база транзистора через восьмой резистор соединена с выходом источника опорного напряжения.

В результате произведенной работы над выявление аналогов устройства “Индикатора напряжения сети многофункционального” можно сделать вывод, что аналогов не найдено. Т.к. данный индикатор будет определять не только напряжение в сети, но и температуру окружающей среды. Это и позволит его использовать в домашних условия.

5. ПРОРАБОТАННЫЕ РАЗДЕЛЫ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

5.1 Выбор и обоснование элементной базы, унифицированных узлов, установочных изделий и материалов конструкции

Выбор элементной базы проводится на основе схемы электрической принципиальной с учетом требований изложенных в техническом задании. Эксплуатационная надежность элементной базы во многом определяется правильным выбором типа элементов при проектировании и использовании в режимах, не превышающие допустимые. Следует отметить, что ниже рассматриваются допустимые режимы работы и налагаемые при этом ограничения в зависимости от воздействующих факторов лишь с точки зрения устойчивой работы самих элементов, не касаясь схемотехники и влияния параметров описываемых элементов на другие элементы.

Влияние Э.Д.С. шумов, коэффициентов нелинейности, паразитных емкости и индуктивности и др., должны учитываться дополнительно исходя из конкретных условий применения.

Критерием выбора электрорадиоэлементов (ЭРЭ) в любом радиоэлектронном устройстве является соответствие технологических и эксплуатационных характеристик ЭРЭ заданным условиям работы и эксплуатации.

Основными параметрами при выборе ЭРЭ являются:

а) технические параметры:

- номинальное значение параметров ЭРЭ согласно принципиальной электрической схеме устройства;

- допустимые отклонения величин ЭРЭ от их номинального значения;

- допустимое рабочее напряжение ЭРЭ;

- допустимое рассеивание мощности ЭРЭ;

- диапазон рабочих частот ЭРЭ;

- коэффициент электрической нагрузки ЭРЭ.

б) эксплуатационные параметры:

- диапазон рабочих температур;

- относительная влажность воздуха;

- давление окружающей среды;

- вибрационные нагрузки;

- другие (специальные) показатели.

Дополнительными критериями при выборе ЭРЭ являются:

- унификация ЭРЭ;

- масса и габариты ЭРЭ;

- наименьшая стоимость;

- надежность.

Выбор элементной базы по вышеназванным критериям позволяет обеспечить надежную работу изделия. Применение принципов стандартизации и унификации при выборе ЭРЭ, а также конструировании изделия позволяет получить следующие преимущества:

- значительно сократить сроки и стоимость проектирования;

- сократить на предприятии-изготовителе номенклатуру применяемых деталей и сборочных единиц, увеличить применяемость и масштаб производства;

- исключить разработку специальной оснастки и специального оборудования для каждого нового варианта РЭС, т.е. упростить подготовку производства;

- создать специализированное производство стандартных и унифицированных сборочных единиц для централизованного обеспечения предприятий;

- улучшить эксплуатационную и производственную технологичность;

- снизить себестоимость выпускаемого изделия.

Учитывая вышесказанное, перейдем к выбору элементной базы.

5.1.1 Выбор конденсаторов и резисторов

Согласно требуемым значениям сопротивления и необходимой мощности выберем SMD резисторы, а также значениям ёмкости и необходимому напряжению выберем SMD конденсаторы, в чип - корпусах 0805.

Таблица 5.1.1 - Технические характеристики резисторов 0805

Характеристика	Значение
Допуск	±5%,±1%,
Мощность, Вт	0,125, 0,5
Диапазон рабочих температур, °C	-40..100
Мощность, мВ	63
Частота	3ГГц
Диапазон сопротивлений	1 Ом ... 10 МОм

Резистор подстроечный металлокерамический многооборотные серии PV36 выполнен в пластмассовом корпусе, защищающем его от пыли и влажности. Высокая стабильность, надежность и износоустойчивость. На тыльной стороне корпуса располагается углубление для подстройки. Технические параметры представлены в таблице 5.1.2 .

Таблица 5.1.2 Технические характеристики резисторов PV36

Характеристика	Значение
Функциональная характеристика	линейная
Мощность при 70 °С	0,5 Вт
Мощность при 125 °С	0 Вт
Максимальное рабочее напряжение	300 В
Максимальный ток	100 мА
Диапазон рабочих температур	-55 -- +125 °С

Резистор переменный однооборотный углеродный MCA9. Высокая стабильность электрического контакта благодаря большойплощади подвижной части и проводящего слоя. Защита класса IP5 (пылезащищенные).

Изделия проходят 100% контроль качества на стадии производства и соответствуют стандарту ISO 9002. Высокая износоустойчивость. Технические параметры представлены в таблице 5.1.3.

Таблица 5.1.3 Технические характеристики резисторов MCA9

Характеристика	Значение
Диапазон номиналов	100 Ом -- 5 МОм
Мощность [при температуре 40 °С]	0,15 Вт
Диапазон рабочих температур	25 -- +70 °C
Крутящее усилие подвижного элемента, H/см	0,4-2,0
Угол поворота (механический)	240°±5°
Угол поворота (электрический)	220°±20°
Максимальное крутящее усилие подвижного элемента в крайнем положении, Н/см	25

Конденсатор электролитический алюминиевый серии ERC. 2000 часов работы при температуре 85 °C. Малый размер корпуса, широкий выбор доступных емкостей. Технические параметры представлены в таблице 5.1.4.

Таблица 5.1.4 Технические характеристики конденсатора ERC

Характеристика	Значение
Диапазон напряжений	6,3-100 В
Диапазон емкости	0,47-10000 мкФ
Температурный диапазон	--40 -- +85 °С

5.1.2 Выбор микросхем

Двойной положительно фронтальный триггер 74HC74. Высокая шумовая неприкосновенность. Широкий диапазон напряжение от 2.0 до 6.0V. Уравновешенные задержки распространения. Корпус изготовлен из пластика. Технические характеристики представлены в таблице 5.1.5.

Таблица 5.1.5 Технические характеристики микросхемы 74HC74

Характеристика	Значение
Диапазон напряжений	2-6 В
Количество выводов	14
Температурный диапазон	-40 …+125 °C
Рассеивающая мощность, Вт	0,5
Температура корпуса	-65…+150°C

Микросхема типа 7805, технические характеристики представлены в таблице 5.1.6.

Таблица 5.1.6 Технические характеристики микросхемы 7805

Характеристика	Значение
Входное напряжение, В	35,40
Рассеивающая мощность, Вт	20,8
Рассеивающая мощность с радиатором, Вт	2,0
Температура перехода	-30…+150°C
Температура корпуса	-55…+150°C

Микроконтроллер ATtiny15L-1PI . Высокоэффективный, маломощный AVR 8 битовый микродиспетчер. 32 x 8 общие рабочие регистры. Статистические операции. Энергонезависые программы и базы данных. Один дифференциальный вход с дополнительной выгодой в 20 раз. Расход энергии 1.6 MHz, 3V, 25°C. Технические характеристики представлены в таблице 5.1.7.

Таблица 5.1.7 Технические характеристики микоконтроллера ATtiny15L-1PI

Характеристика	Значение
Электропитание, В	2.7 - 5.5
Частота, МГц	1.6
Температура корпуса	-40…+85°C

Микросхема CD4094B это 8-разрядный смещенный регистр имеющий накопительный фиксатор с различными ступенями для стабилизации даты. Технические характеристики представлены в таблице 5.1.8.

Таблица 5.1.8 Технические характеристики микросхемы CD4094B

Характеристика	Значение
Входное напряжение, В	0,5…20
Рассеивающая мощность, Вт	0,5
Диапазон рабочих температур	-55…+125°C
Диапазон температур хранения	-65…+150°C

Микросхема LM358N Низкая утечка мощности. Общий диапазон входного напряжения, протекающий по земле. Низкие входные токи смещения. Технические характеристики представлены в таблице 5.1.9.

Таблица 5.1.9 Технические характеристики микросхемы LM358N

Характеристика	Значение
Напряжение электропитания, В	32±16
Температура перехода	150°C
Диапазон температур хранения	-55…+125°C
Диапазон рабочих температур	-40…+105° C

5.1.3 Выбор диодов

Диоды 1N4001. Корпус DO-41. Материал корпуса пластик. Технические характеристики представлены в таблице 5.1.10.

Таблица 5.1.10 Технические характеристики диодов 1N4001

Характеристика	Значение
Пиковое Повторное Обратное Напряжение, В	50
Обратное напряжение, В	35
Напряжение электропитания, В	1
Тепловое сопротивление	100 К/Вт
Диапазон рабочих температур	-65…+150° C

Диоды 1N5810. Очень быстрый ректификатор. Технические характеристики представлены в таблице 5.1.11.

Таблица 5.1.11 Технические характеристики диодов 1N5810

Характеристика	Значение
Выходной ток, А	6
Обратное напряжение, В	125
Обратныё ток утечки, мА	5
Емкость соединения, пФ	45
Диапазон рабочих температур	-65…+150° C

КЦ407А - отечественный диодный мост, его основные параметры - максимальный ток 0,5А , рабочее напряжение - до 400В. Полного корпусного аналога не существует. Наиболее близкая возможная замена - импортный диодный мост WL10 (1А, 1000В).

5.1.4 Выбор батареи аккумуляторной

Батарея аккумуляторная Samsung (4,8 В)

5.1.5 Выбор звукового излучателя

Звуковой излучатель НС0903А.Савойства: высокая эффективность, сравнимая с электромагнитными излучателями, сверхтонкие и легкие, низкое потребление энергии, отсутствие электромагнитных помех, встроенный генератор. Технические характеристики представлены в таблице 5.1.12.

Таблица 5.1.12 Технические характеристики звуковой излучатель НС0903А

Характеристика	Значение
Диапазон воспроизводимых частот	600Гц…20кГц
Напряжение питания	4В
Диапазон рабочих температур	-20…+70° C
Резонансная частота	9кГц±1кГц
Импеданс	1000 Ом

5.1.6 Выбор индикаторов

Индикаторы SA03-11HWA и SA05-11HWA. Технические характеристики представлены в таблице 5.1.13.

Таблица 5.1.13 Технические характеристики индикаторов SA03-11HWA и SA05-11HWA

Характеристика	Значение
Рассеивающая мощность, Вт	0,105
Емкость	15 пФ
Обратный ток, мА	10
Обратное напряжение, В	5
Диапазон рабочих температур	-40…+85° C

5.1.7 Выбор светодиодов

Светодиоды L-53PBC-E и L-53SEC. Технические характеристики представлены в таблице 5.1.14.

Таблица 5.1.14 Технические характеристики светодиода L-53PBC-E и L-53SEC

Характеристика	Значение
Рассеивающая мощность, Вт	0,075
Емкость	30 пФ
Обратный ток, мА	30
Обратное напряжение, В	5
Диапазон рабочих температур	-40…+85° C

5.1.8 Выбор транзисторов

Транзисторы BC517 и BC636. Максимальный ток 500 мА. Максимальное напряжение 30 В. . Технические характеристики представлены в таблице 5.1.15.

Таблица 5.1.15 Технические характеристики транзисторов BC517 и BC636

Характеристика	Значение
Рассеивающая мощность, Вт	0,625
Тепловое сопротивление	200 К/Вт
Температура перехода	+150° C
Диапазон рабочих температур	-65…+150° C

5.1.9 Выбор разъемов

Разъемы BLS-2 и BLS-3. Контакты: фосф бронза. Варианты покрытия контактов: олово. Изолятор: полистирол, усиленный стекловолокном UL-94V-0.

Электрические характеристики:

Предельный ток: 1А

Предельное напряжение: 500В в теч 1 мин

Сопротивление изолятора: не менее 500Мом

Сопротивление контакта: не более :0,03 Ом

Эксплуатационные характеристики

Допустимые температуры: от -40 С + 105 С

5.1.10 Выбор предохранителя

Предохранитель DO70-002.

5.1.11 Выбор трансформатора

Трансформатор EI48.

Диапазон входных напряжений

Одиночный диапазон

Входная частота - 50Гц-60Гц

Выходная мощность - 19.5Вт Max

Выходной ток - 650мA-2300мA

Выходная толерантность - ±5%

Нестабильность выходного напряжения по сети - ±10%

Нестабильность выходного напряжения по нагрузке -±5%

Изоляция Пост.ток 500В, 100M? Min.

Рабочие температур - 0°C-+40°C

Рабочая влажность - 10%-90%

Температура хранения - -10°C-+60°C

Влажность хранения - 5%-95%

5.1.12 Обоснование выбора материалов деталей

Выбор унифицированных узлов и установочных изделий проводим на основании одного из требований технического задания к уровню унификации и стандартизации. На основании вышесказанного основное предпочтение отдается стандартизированным изделиям крепежа _ все крепежные изделия стандартны.

Выбор материалов разрабатываемой конструкции проводим согласно требованиям, изложенным в техническом задании. Материалы конструкции должны обладать следующими свойствами:

- иметь малую стоимость;

- легко обрабатываться и быть легкими;

- обладать достаточной прочностью и жесткостью;

- сохранять физико-химические свойства в процессе эксплуатации.

Применение унифицированных материалов в конструкции, ограничение номенклатуры применяемых деталей позволяет уменьшить себестоимость разрабатываемого изделия, улучшить производственную и эксплуатационную технологичность. Изготовление деталей конструкции типовыми технологическими процессами также позволяет снизить затраты при серийном выпуске изделий в промышленности.

Материал для изготовления печатной платы должен иметь следующие показатели (в заданных условиях эксплуатации РЭС): большую электрическую прочность, малые диэлектрические потери, обладать химической стойкостью к действию химических растворов, используемых в техпроцессах изготовления платы. Для изготовления плат общего применения в РЭС наиболее широко используется стеклотекстолит. Фольгированный стеклотекстолит представляет собой слоистый прессованный материал, изготовленный на основе ткани из стеклянного волокна, пропитанной термореактивным связующим на основе эпоксидной смолы, и облицованный с одной стороны медной электролитической оксидированной или гальваностойкой фольгой (изготавливают листами толщиной: до 1 мм _ не менее 400?600 мм; от 1,5 и более _ не менее 600?700 мм). На основании вышеприведенного, для изготовления печатной платы может использоваться следующий материал: СФ 2-35-1,5 ГОСТ 10316-78 - стеклотекстолит фольгированный гальваностойкий предназначен для изготовления печатных плат с повышенными диэлектрическими свойствами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Во время прохождения преддипломной практики был проведен сбор и анализ материалов по теме дипломного проекта, было проанализировано техническое задание на дипломное проектирование, определено содержание пояснительной записки, составлен план-проспект дипломного проекта, проведен поиск научно-технической и патентной литературы по теме диплома, изучены нормативно-технические документы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Воробьева, Ж. С. «Техническое задание и общие подходы к его выполнению» : метод. пособие / Ж.С. Воробьева, Н. С. Образцов, Н. А. Смирнова. - Мн.: БГУИР, 2002.

2. Гурский, М. С. Лабораторный практикум по курсу «Испытания, контроль и сертификация радиоэлектронных средств» для студентов специальности «Проектирование и производство РЭС». В 2ч.Ч.1. - Мн. : БГУИР, 2000.

3. Диоды : Справочник / О. П. Григорьев [и др.]. - М. : Радио и связь, 1990

4. Основы конструирования радиоэлектроники: учеб пособие по курсу «Основы конструирования изделий радиоэлектроники для студентов специальностей Э.03.01.00 «Экономика и управление предприятием», Т.08.03.00 «Электронно-оптическое аппаратостроение» дневной и заочной форм обучения / Ж. С. Воробьева, Н. С. Образцов, И. Н. Цырельчук и др. - Мн. : БГУИР, 2001.

5. Конструирование радиоэлектронных устройств: учебно-метод. пособие по курсовому проектированию для студ. спец. 1-39 02 01 «Моделирование и компьютерное проектирование РЭС», 1-39 02 02 «Проектирование и производство РЭС», 1-38 02 03 «Техническое обеспечении безопасности» дневн. и заоч. форм обуч / Н.С. Образцов [и др.]. - Минск: БГУИР, 2007.

6. Проектирование и производство РЭС. Дипломное проектирование: Учеб. пособие / А.П. Достанко, В.М. Бондарик, С.В. Бордусов [и др.]; Под общ. ред. А.П. Достанко. - Мн.:БГУИР, 2006. - 220 с.

7. Каленкович, Н. И. Проектирование РЭС с учетом механических воздействий : учеб. пособие по курсу «Конструирование радиоэлектронных средств» для студентов специальности «Проектирование и производство радиоэлектронных средств». - Мн.: БГУИР, 1999.

8. Боровиков, С. М. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности / С. М. Боровиков. - Мн.: Дизайн ПРО, 1998.

9. Технология радиоэлектронных устройсв и автоматизация производства. Курсовое проектирование : учеб. пособие / Ануфриев Л. П [и др]. - Мн. : «Бестпринт», 2001. - 144 с.

10. Охрана труда: учеб. пособие для студентов учреждений, обеспечивающих получение высшего образования по специальностям в области радиоэлектроники и информатики / Т.Ф. Михнюк. - Минск: ИВЦ Минфина, 2007.

11. ГОСТ 20855-83 «Устройства преобразования сигналов аппаратуры передачи данных для коммутируемых и некоммутируемых каналов тональной частоты. Типы и основные параметры.»

12. СТБ ЕН 55022-2006 «Электромагнитная совместимость. Радиопомехи от ?оборудования информационных технологий»

13. ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды».

14. ГОСТ 21552-84 «Средства вычислительной техники. Общие технические требования».

15. ГОСТ 24750-81 «Средства технические вычислительной техники. Общие требования техникой эстетики»

16. ГОСТ 2.102-68. «Виды и комплектность конструкторских документов. Виды конструкторских документов. Комплектность конструкторских документов.

17. ГОСТ 12.2.007-75. «Изделия электротехнические. Общие требования безопасности».

18. ГОСТ 30668-2000 «Изделия электронной техники. Маркировка».

Размещено на Allbest.ur

...