Прогреватель двигателя

Содержание

Введение…………………………………………………………………………….

1.1  Краткие сведения об изделии………………………………………

1.2  Устройство и принцип работы изделия…….…………………….…

1.3  Описание типоразмеров элементов………………………………….

1.4  Технологический процесс изготовления печатной платы…............

1.5  Технологический процесс сборки печатной платы……...................

1.6  Требование безопасности…………………………............................

1.7  Расчет показателей технологичности……………………………….

1.8  Расчет надежности………………………………….........................

1.9  Выводы………………………………………………………………..

1.10 Литература…………………………………………………………….

2 Графическая часть………………………….…………………………………...

2.1  Схема электрическая принципиальная……………………………...

2.2  Сборочный чертеж печатной платы…………………………………

3 Технологическая документация………………………………………………..

3.1  Перечень элементов…………………………………………………

Введение

В регионах с суровым климатом зимой очень часто приходит­ся прогревать двигатель автомобиля перед запуском, что сопря­жено с определенными неудобствами и затратами времени. Хо­рошо еще, если к гаражу подведено сетевое напряжение и дви­гатель оснащен электрическим прогревателем. А как быть, если вы приехали на работу, машина весь день простояла на морозе, а вечером нужно возвращаться домой? Об одном из решений этой задачи описывается в курсовом проекте.

.

1.1 Краткие сведения об изделии

Предлагаемое в курсовом проекте электронное устройство — для краткости называемое прогревателем двигателя — позволяет автоматически поддерживать двигатель автомобиля теплым в зимнее время. Прогреватель периодически запускает двигатель на некоторое время и останавливает. Дли­тельность работы и паузы можно регу­лировать раздельно. Автопрогреватель разработан для эксплуатации на авто­мобиле ВАЗ-2106, но может быть уста­новлен и на другие модели.

Устройство питается от бортовой се­ти автомобиля. Оно собрано на микро­схемах структуры КМОП и отличается сравнительно малым собственным по­треблением энергии. В журнале "Ра­дио" был опубликован подобный про­греватель, но он ориентирован на работу с дизельным двигателем.

1.2 Устройство и принцип работы изделия

Прогреватель за 5 с до очередного за­пуска подает прерывистый звуковой сиг­нал Если первая попытка запуска оказа­лась неудачной, устройство предприни­мает вторую. В тех случаях, когда и при повторной попытке двигатель не запус­тился, оно блокируется и подает звуко­вой сигнал. Определить, в каком режиме находится прогреватель, позволяет ин­дикатор, состоящий из трех светодио­дов. Для контроля времени работы дви­гателя предусмотрен двуразрядный све­тодиодный семиэлементный индикатор. Если двигатель не запустился и устрой­ство заблокировалось, запуск можно вы­полнить вручную, нажав на кнопку "Пуск".

Прогреватель состоит из трех основ­ных блоков — автоматики, индикации и релейного. Схема блока автоматики показана на рис. 1. На микросхеме DD1 выполнен тактирующий генератор с кварцевым резонатором ZQ1, а на счетчиках DD2 1, DD2.2 и DD4 1 — тай­меры паузы и работы соответственно.

Узел совпадения для таймера рабо­ты реализован на элементе DD6 2 а для таймера паузы — на DD6 1.

На элементах DD7 1, DD7.4 собран RS-триггер, выполняющий роль пере­ключателя таймеров и включателя за­жигания автомобиля Узел запуска вы­полнен на счетчике DD5 и транзисторе VT5, узел звуковой сигнализации — на элементах DD3.1, DD3.2 и пьезоизлуча­теле НА1 Устройство блокировки со­стоит из счетчика DD4.2 и транзистора VT2. Датчик "двигатель работает” вы­полнен на транзисторах VT1, VT3. Эле­мент DD3.3 выполняет функцию инвер­тора минутных импульсов для блока ин­дикации Мощные транзисторы VT4 VT5 управляют работой реле.

При включении устройства счетчики устанавливаются в нулевое состояние, a RS триггер — в состояние, при кото­ром на выходе элемента DD7 4 присут­ствует низкий уровень Предположим, что нужно установить время работы двигателя 7 мин, а время паузы — 48 мин Для этого необходимо замкнуть контакты 1, 2, 4 выключателя SA2 (1 +2+4) и 16, 32 - SA1 (16+32).

Минутные импульсы с выхода М счетчика DD1 поступают на вход CN счетчиков таймеров паузы DD2 и рабо­ты DD4 1, но поскольку при включении устройства счетчики установились в ну­левое состояние, на выходе элемента DD7.1 присутствует высокий уровень, а на выходе DD7.4 — низкий Счетчик DD2 начинает подсчет входных импуль­сов, и как только поступит сорок вось­мой импульс, на всех входах элемента DD6 1 установится высокий уровень, а на выходе — низкий.

Этот низкий уровень переключит RS - триггер, и на выходе элемента DD7 4 по­явится высокий уровень, который откро­ет транзистор VT4, сработает реле вклю­чения зажигания Кроме того, откроется транзистор VT1 и низкий уровень с его коллектора, поступив на вход R счетчика секундных импульсов DD5, разрешит его работу. В течение 5 с на выходах 1—5 счетчика будет присутствовать высокий уровень. Через диоды VD1—VD5 он по­ступит на нижний по схеме вход элемента DD3 2 и разрешит подачу звукового сиг­нала, оповещающего о готовности уст­ройства к запуску двигателя.

При поступлении на вход CN счетчика DD5 шестого секундного импульса на его выходе 6 появится высокий уровень, который откроет транзистор VT5, срабо­тает реле включения стартера. Стартер включится, но так как высокий уровень на выходе 6 счетчика DD5 присутствует лишь 1 с, стартер будет работать только секунду В большинстве случаев этого достаточно, чтобы запустить двигатель.

Как только двигатель будет запущен, то на контакт 6 разъема Х1.2 поступят та хоимпупьсы, которые, пройдя цепи за­держки R24C10 и ограничения напряже­ния VD13R22R23, откроют транзистор VT3. Вслед за этим закроется транзистор VT1 и высоким уровнем на входе R счет чик DD5 будет обнулен. Двигатель, рабо­тая, прогревается.

Одновременно высокий уровень с вы­хода элемента DD7 4 поступит на вход R счетчика DD2, тем самым блокировав ра­боту таймера паузы, а низкии уровень с выхода элемента DD7.1 разрешит рабо­ту счетчика DD4 1 — он считает минутные импульсы таймера работы двигателя.

В случае, если двигатель не запустил­ся, тахоимпульсы отсутствуют, транзис­тор VT3 остается закрытым, a VT1 — от­крытым и счетчик DD5 продолжает под­счет секундных импульсов Начинается повторный процесс запуска, как указано выше.

Если и после второй попытки двигатель не запустился, то на вход CN счетчи­ка DD4.2 придет второй импульс от узла запуска - с выхода 9 счетчика DD5 — и на выходе 2 счетчика DD4.2 появится высо­кий уровень, Он откроет транзистор VT2, который вместе с диодом VD12 зашунтирует базовую цепь транзистора VT4 и тем самым отключит зажигание автомобиля.

Одновременно закроется транзистор VT1, вследствие чего узел запуска двига­теля блокируется. Также блокируется по входу R счетчик DD1, вырабатывающий минутные импульсы. Теперь минутные импульсы не поступают ни на один из тай­меров Через диод VD8 приходит сигнал разрешения работы звуковой сигнализа­ции Этот же сигнал через разъем Х1 1 проходит на блок индикации, где включа­ет светодиод красного свечения, сигна­лизирующий о блокировании устройства

Схема блока индикации представлена на рис. 2 В момент включения устрой­ства счетчики—дешифраторы DD1, DD2 устанавливаются в нулевое состояние импульсом с цепи C2R2 и цифровой ин­дикатор HG1 в обоих разрядах высвечи­вает нули, В младшем разряде с часто­той 1 Гц начинает мигать децимальная тока. Светодиоды HL1—HL3 погашены. Индикатор HG1 отображает пройденное время в минутах Как только таймер пау­зы отработает свою выдержку и включит­ся "зеленый" светодиод HL3 "Зажига­ние", счетчики DD1, DD2 вновь переклю­чатся в нулевое состояние. Обнуление индикатора будет происходить при каж дом переключении RS триггера в блоке автоматики Импульсы обнуления посту­пают от диодного элемента ИЛИ VD9VD10 блока автоматики через кон­такт 2 разъема ХЗ.

На рис. 3 изображена схема релей­ного блока. Прогреватель подключают к одноименным выводам замка зажига­ния. Расцветка и обозначение проводов указаны в соответствии с электричес­кой схемой автомобиля ВАЗ-2106 [2].

В блоке автоматики возможна заме­на стабилизатора напряжения 7809 на КР142ЕН8А, микросхем серии К561 — на однотипные серии КР1561, а также на импортные: К561ЛЕ5 — на CD4001, К561ЛА8 - на CD4012, К561ЛА9 — на CD4023, К561ИЕ8 — на CD4017. Транзи­стор VT1 должен иметь коэффициент передачи тока базы не менее 400. Тран­зисторы КТ817Г можно заменить на КТ815, КТ819 с любой буквой.

Вместо диодов КД522Б подойдут КД521А— КД521В. Программные пере­ключатели ВДМ-1-4 (SA1, SA2) возмож­но заменить на NHDS-4, предназначен­ные для поверхностного монтажа. Разъ­емы использованы импортные, с фикса­цией; штыревая колодка на плату се­рии WF, а гнездовая на кабель — HU.

Резисторы R7—R10 и R11—R14 уста­новлены на плате "стоймя". Верхние вы­воды каждой из групп навесным провод­ником соединяют между собой и с плю­совым проводом питания (9 В), для чего предусмотрены два отверстия в плате и монтажные площадки. Не исключено применение двух резисторных сборок НР1-4-4М 100 к (или импортных 5А104). Оксидные конденсаторы — импортные, аналоги отечественных К50-35; осталь­ные — К10-17Б. Кнопка SB1 в блоке ин­дикации — миниатюрная из серии TS.

Реле К1, К2 — автомобильные, 90.3747, с крепежным фланцем. Из импортных реле подходят ETR-AD1-1-D012-3. Номера выводов указанных отечествен­ных и импортных реле совпадают. Сле­дует обратить внимание на то, что реле некоторых зарубежных производителей содержат встроенный диод, шунтирую­щий обмотку, поэтому необходимо со­блюдать полярность их подключения. Как показывает практика, по ряду пока­зателей, таких, в частности, как герме­тичность и износостойкость, импортные реле предпочтительнее отечественных.

Через соединительные провода, обо­значенные на схеме релейного блока числами 15, 50, 30, 30/1 и знаком общего провода, протекает значительный ток, поэтому их сечение не должно быть ме­нее 1,5 мм2.

Прогреватель собран на двух печатных платах из фольгированного с обеих сто­рон стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертежи плат представлены на рис. 4 и 5. Печатные проводники сторон каждой пла­ты соединены в соответствующих точках пропайкой выводов деталей с обеих сто­рон. Стабилизатор напряжения DA1 на плате блока автоматики установлен на теплоотвод с полезной площадью около 10 см2. На этой же плате в отверстия кон­тактных площадок, обозначенных буква­ми А и Б, надо впаять по отрезку жесткого провода, к концам которых припаивают звукоизлучатель НА1. Оксидные конден­саторы С9 на плате блока автоматики и СЗ на плате блока индикации припаяны та­ким образом, чтобы их можно было на вы­водах пригнуть боком к плате.

После сборки обе платы складывают вместе сторонами деталей наружу и скрепляют четырьмя винтами, устано­вив на них в промежуток между платами четыре пластмассовые втулки высотой 5...7 мм. Этими же винтами образовав­шаяся "этажерка" прикреплена к крышке подходящей пластмассовой коробки.

В крышке прорезано окно и просверлены отверстия для органов управления и ин­дикации. Детали релейного блока смон­тированы на дне коробки.

Для соединения прогревателя с сис­темой электрооборудования автомобиля удобно предусмотреть шестиконтактный разъем, который позволит легко отклю­чать устройство, когда оно становится ненужным.

После сборки и проверки на отсутст­вие замыканий необходимо испытать уст­ройство еще до установки в автомобиль. Для этого устанавливают соединитель­ные межплатные кабели, переключателя­ми SA1, SA2 выбирают малые выдержки времени — 2 мин для работы и 8 мин для паузы — и подают напряжение питания. На табло цифрового индикатора появля­ются нули, а точка в младшем разряде должна мигать каждую секунду, все све­тодиоды погашены. Отсчет каждой мину­ты отображается увеличением показаний на табло. Через 7 мин паузы индикатор покажет 07, а в конце восьмой минуты отобразятся два нуля — произойдет обну­ление и начнется отсчет времени работы.

По окончании паузы в течение 5 с про­звучит прерывистый сигнал, затем вклю­чится "зеленый" светодиод "Зажигание" и сработает реле К1. Далее на 1 с вклю­чится желтый светодиод "Стартер" и сра­ботает реле К2. После этого необходимо на контакт 6 разъема Х1.2 подать напря­жение 12 В и не отключать его до тех пор, пока светит "зеленый" светодиод.

По истечении 2 мин (времени работы двигателя) индикатор вновь обнулится, погаснет "зеленый” светодиод, реле К1 отпустит якорь. Теперь напряжение с контакта 6 разъема Х1.2 можно снять.

Работу устройства блокировки, защи­щающего прогреватель от неконтролиру­емого непрерывного перезапуска двигателя, проверяют так же, как и при первом запуске, с той только разницей, что на вход "Тахоимпульсы" напряжения не по­дают При этом последуют запуск двига­теля, первое включение желтого свето­диода, затем второе, после чего устрой­ство блокируется — включится красный светодиод, погаснет зеленый, включится звуковая сигнализация и перестанет ми­гать точка на табло.

Затем надо нажать на кнопку "Пуск", и через 5 с процесс запуска повторится, поскольку в режиме "Блокировка" RS - триггер все еще находится в единичном состоянии и на выходе элемента DD7.4 в блоке автоматики присутствует высо­кий уровень, который включит зажигание.

После этой проверки автопрогрева - тель можно монтировать на автомобиль, предварительно установив нужные зна­чения выдержки обоих таймеров

Число разъемов, использованных в устройстве (12 комплектов), можно уменьшить вдвое, если на межплатные кабели установить гнездовую колодку только на одном конце, а другой — при­паять к контактам плат. Вместо двух пар разъемов Х4 и Х6 вполне достаточно од­ной. Требуется только в релейном блоке выводы 85 обоих реле соединить не с контактами 2 этих разъемов, а с контак­том 1 разъема Х2, вывод 86 реле К2 под­ключить к контакту 2 разъема Х4. После соответствующих переключений в блоке автоматики разъем Х6 станет ненужным

Прогреватель можно упростить, если отказаться от узла индикации и от зву­кового оповещения.

Поскольку максимальное время вы­держки таймера паузы равно 120 мин, а в устройстве применен двухразрядный цифровой индикатор, то по прошествии 99 мин индикатор обнулится и в дальней­шем будет продолжать отображать еди­ницы и десятки минут, а сотню уже необ­ходимо подразумевать. Возможно, конеч­но, применение трехразрядного индика­тора, но это удорожит прибор и увеличит его потребляемый ток и габариты. Надо сказать, что за четырехгодичную эксплуа­тацию прогревателя необходимости уста­навливать время более 96 мин не было.

В таком случае рациональнее ис­пользовать децимальную точку в стар­шем разряде индикатора, для чего не­обходимо установить дополнительный транзистор и резистор в блок индика­ции так, как показано на рис, 6

В тех случаях, когда для запуска дви­гателя импульса продолжительностью 1с не хватает, то ее можно увеличить до 2с, дополнив узел автозапуска двумя дополнительными диодами, см рис. 7.

Если при запуске двигателя прогрева­телем ’желтый" светодиод ("Стартер”) включается и слишком быстро гаснет, то это означает, что не хватит времени для запуска двигателя Причина — слиш­ком мала постоянная времени цепи R24C10 узла автозапуска Следует либо подобрать резистор R24 большего со­противления, либо конденсатор СЮ большей емкости.

Необходимо помнить, что микросхе­мы структуры КМОП очень чувствитель­ны к наводкам по цепям питания, поэто­му необходимо установить блокировоч­ные конденсаторы емкостью 0,01 — 0 068 мкФ из расчета один конденсатор на одну-две микросхемы. На схемах эти конденсаторы не показаны Припаивать их лучше всего непосредственно к вы­водам питания микросхем со стороны, противоположной деталям.

Несколько слов о технике безопасно­сти и правилах эксплуатации прогрева­теля Для стоянки автомобиля следует выбрать горизонтальный участок Перед выходом из салона останавливают дви­гатель, рукоятку воздушной заслонки ставят в положение, соответствующее запуску холодного двигателя (для кар­бюраторного двигателя), затягивают ручной тормоз, закрывают жалюзи ради­атора, коробку передач оставляют в ней­тральном положении и включают прогре­ватель. Убедившись, что он работает, табло показывает нули, а в младшем раз­ряде мигает точка, все светодиоды вы­ключены — можно оставить автомобиль

Поскольку при эксплуатации прогре­вателя двигатель находится в состоя­нии полной готовности к запуску, необ­ходимо оснастить автомобиль эффек­тивной противоугонной защитой.

1.3 Описание типоразмеров элементов

Микросхема ALTERA EPM3064ALC44-10

Микросхема представляет собой программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС), содержащая 1250 вентилей. Тип корпуса - PLCC44

Таблица 1.3.1

Рисунок 1.3.1

Микросхема 74HC14

Микросхема представляет собой набор из шести триггеров Шмитта-инверторов. Тип корпуса DIP14.

Рисунок 1.3.2

Таблица 1.3.2

Микросхема 74HC595

Микросхема представляет собой 8-разрядный сдвиговый регистр. Тип корпуса DIP16.

Рисунок 1.3.3

Таблица 1.3.3

Микросхема LM1117DT-3,3V

Микросхема представляет собой интегральный стабилизатор напряжения 3,3V.

Рисунок 1.3.4

Микросхема DA56-11GWA

Представляет собой семисегметный светодиодный индикатор.

Рисунок 1.3.5

Светодиод L-934SG

Рисунок 1.3.6

Конденсаторы KВ-22мкФ-10%, К50-68-6,3В-10мкФ-10%

Рисунок 1.3.7

Конденсаторы К10-73-1б-Н74-220пФ, К10-73-1б-Н90-0,1мкФ

Рисунок 1.3.8

Резисторы С2-33М-0,Ом ±10% -1-В-А, С2-33М-0,кОм ±10% -1-В-А, С2-33М-0,125 1 кОм ±10% -1-В-А, С2-33М-0,Ом ±10% -1-В-А

Таблица 1.3.4

Рисунок 1.3.9

Панелька PLCC44

Рисунок 1.3.10

1.4 Технологический процесс изготовления печатной платы

При производстве односторонних печатных плат (ОПП) предпочтение отдаётся субтрактивному (химическому) методу получения рисунка. Другие методы получения рисунка для ОПП являются нерентабельными ввиду простоты, данной по заданию схемы.

Все этапы производства этого типа печатных плат хорошо автоматизируются, процент брака таких печатных плат невысок по сравнению с Двусторонними ПП и Многослойными ПП и их себестоимость невысока.

Основными этапами технологического процесса изготовления печатной платы фотохимическим методом являются:

Сверление отверстий в заготовке фольгированного диэлектрика

Металлизация всей поверхности и стенок заготовки

Нанесение пленочного фоторезиста

Получение защитного рисунка в пленочном фоторезисте (экспонирование, проявление)

Травление медной фольги в окнах фоторезиста

Удаление защитного рисунка фоторезиста

Для получения изображений используется пленочный фоторезист толщиной 15-50 мкм. Толщина фоторезиста в случае метода «тентинг» диктуется требованиями целостности защитных завесок над отверстиями на операциях проявления и травления, проводимых разбрызгиванием проявляющих и травящих растворов под давлением 1,6-2 атм. и более. Фоторезисты толщиной менее 45-50 мкм на этих операциях над отверстиями разрушаются.

Подготовка поверхностей заготовок под наслаивание пленочного фоторезиста с целью удаления заусенцев сверленых отверстий и наростов гальванической меди производится механической зачисткой абразивными кругами с последующей химической обработкой в растворе персульфата аммония или механической зачисткой водной пемзовой суспензией. Такие варианты подготовки обеспечивают необходимую адгезию пленочного фоторезиста к медной поверхности подложки и химическую стойкость защитных изображений на операциях проявления и травления. Кроме того, механическая зачистка пемзой дает матовую однородную поверхность с низким отражением света, обеспечивающая более однородное экспонирование фоторезиста.

Фоторезист наслаивается по специально подобранному режиму: при низкой скорости наслаивания 0,5 м/мин, при температуре нагрева валков 115 °С ± 5 °С, на подогретые до температуры 60 ÷ 80 °С заготовки. При экспонировании изображения используются установки с точечным источником света, обеспечивающим высоко коллимированный интенсивный световой поток на рабочую поверхность с автоматическим дозированием и контролем световой энергии.

Субтрактивный метод получения рисунка проводников ПП основан на травлении медной фольги по защитной маске. Из-за процессов бокового подтравливания меди под краями маски поперечное сечение проводников имеет форму трапеции, расположенной большим основанием на поверхности диэлектрика. Величина бокового подтравливания и, соответственно, разброс ширины создаваемых проводящих дорожек зависит от толщины слоя металла: при травлении фольги толщиной 5 мкм интервал разброса ширины проводников порядка 7 мкм, при травлении фольги толщиной 20 мкм разброс составляет 30 мкм, а при травлении фольги толщиной 35 мкм разброс составляет около 50 мкм. Искажения ширины медных проводников по отношению к размерам ширины их изображений в фоторезисте и на фотошаблоне смещаются в сторону заужения. Следовательно, при субтрактивной технологии размеры проводников на фотошаблоне необходимо увеличивать на величину заужения. Из этого следует, что субтрактивная технология имеет ограничения по разрешению, которые определяются толщиной фольги и процессами травления. Минимально воспроизводимая ширина проводников и зазоров составляет порядка:

·  50 мкм при толщине фольги 5-9 мкм;

·  мкм при толщине проводниковмкм;

·  мкм при толщине проводников 50 мкм.

1.5 Технологический процесс сборки печатной платы

Рекомендуемый порядок сборки.

1. Подготовка элементов

1.1 Распаковать ЭРЭ и ИМС: резисторы; конденсаторы; микросхемы; диоды. Инструмент: нож, ножницы.

1.2 Проконтролировать ЭРЭ и ИМС на отсутствие видимы дефектов, визуально: резисторы, конденсаторы, микросхемы.

Инструмент: лупа.

1.3 Рихтовать выводы ЭРЭ: резисторы.

Инструмент: пинцет, плоскогубцы.

1.4 Зачистить выводы ЭРЭ: резисторы.

Инструмент, приспособление: нож, шлифовальная шкурка.

1.5 Флюсовать выводы ЭРЭ и ИМС: резисторы; конденсаторы; микросхемы; диоды.

Оборудование, инструмент: ванночка, пинцет.

1.6 Лудить выводы ЭРЭ и ИМС: резисторы; конденсаторы; микросхемы; диоды.

Оборудование, инструмент: ванночка (тигель), пинцет.

1.7 Формировать выводы ЭРЭ и ИМС: резисторы; конденсаторы; микросхемы; диоды.

1.8 Обрезать выводы ЭРЭ: резисторы, конденсаторы, диоды.

1.9 Уложить ЭРЭ и ИМС в тару: резисторы; конденсаторы; микросхемы; диоды.

Инструмент: пинцет.

1.10 Расконсервировать ПП.

Инструмент: ножницы.

1.11 Установить резисторы.

Инструмент: пинцет.

1.12 Установить диоды.

Инструмент: пинцет.

1.13 Установить микросхемы.

Инструмент: пинцет.

1.14 Установить конденсаторы.

Инструмент: пинцет.

2. Пайка

2.1 Нанести паяльную пасту на контактные площадки платы

Инструмент: шпатель.

2.2 Припаять стабилизатор DD2 LM1117DT-3.3V

Инструмент: паяльник.

2.3 Припаять ИС DD3 типа 74HC14, DD4, DD5 типа 74HC595

Инструмент: паяльник.

2.4 Припаять все резисторы

Инструмент: паяльник.

2.5 Припаять панельку PLCC44, правильно сориентировав ее по ключу

Инструмент: паяльник.

2.6 Припаять индикатор HL1

Инструмент: паяльник.

2.7 Припаять светодиоды

Инструмент: паяльник.

2.8 Припаять керамические и электролитические конденсаторы

Инструмент: паяльник.

3. Промывка

3.1 Промыть ПП.

Оборудование: Установка для промывки ПП.

4. Контроль

4.1 Проверить правильность установки ЭРЭ и ИМС (визуально)

4.2 Проверить качество пайки ЭРЭ и ИМС.

4.3 Проконтролировать функциональность ЭРЭ и ИМС.

Инструмент: отвертка, лупа.

5. Влагозащита

5.1 Обезжирить покрываемую поверхность.

5.2 Защитить отверстия липкой лентой.

5.3 Нанести защитный слой лака.

Инструмент: пульверизатор, лента.

6. Сушка

6.1 Просушить ПП.

Оборудование: технический фен.

7. Выходной контроль

7.1 Визуальный контроль ТЭЗ.

7.2 Контроль выходных параметров, путем сравнения с рабочим эталоном.

Оборудование: стенд для тестирования.

1.6 Требования безопасности

Специалисты по обслуживанию и ремонту СВТ должны знать правила техники безопасности, иметь квалификационную группу по электробезопастности не ниже третьей.

Перед началом работы следует убедиться в исправности электропроводки, выключателей, штепсельных розеток, при помощи которых оборудование включается в сеть, наличии заземления,  работоспособности СВТ.

Для снижения или предотвращения влияния опасных и вредных факторов необходимо соблюдать санитарные правила и нормы,  гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы.

При настройке и регулировании машины в процессе ремонта необходимо строго соблюдать и выполнять все требования «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭ) и «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТБ).

Недопустимо под напряжением проводить ремонт средств вычислительной техники и перифейного оборудования. Ремонт электроаппаратуры производится только специалистами-техниками с соблюдением необходимых технических требований.

Производить пайку разрешается паяльником с рабочим напряжением не более 36 В с исправленной изоляцией токоведущих частей от корпуса и заземленным жалом.

После окончания работы необходимо обесточить все средства вычислительной техники и периферийное оборудование. В случае непрерывного производственного процесса необходимо оставить включенными только необходимое оборудование.

1.7 Расчет показателей технологичности

Технологичность – это совокупность свойств изделия, которые позволяют изготовить изделие с минимальными затратами денежных средств, труда и материалов в заданных производственных условиях.

Расчет комплексного показателя технологичности конструкции изделия.

Киимс - Коэффициент использования ИМС

Киимс = Нимс/(Ниимс+Нэрэ)

где, Нимс- кол-во интегральных микросхем

Нэрэ – кол-во других навесных элементов

Киимс = 6/(6+7)= 0,46;

Расчет коэффициента автоматизации и механизации.

Кам - Коффициент автоматизации и механизации.

Кам = Нам/Нм

Где, Нм - общее количество контактных соединений

Нам – количество соединений выполненных механизированным способом.

Кам= 142/200 = 0,7

Расчет коэффициента механизации подготовки к монтажу.

Кмп - коэффициент механизации подготовки к монтажу.

Кмп = (Нмп эрэ+ Нэрэ)/(Нэрэ+Нимс)

где, Нмп эрэ – количество навесных элементов, подготавливаемых к

монтажу механизированным способом,

Нэрэ – общее количество навесных элементов.

Кмп = (4+1)/(7+6)=0,38

Расчет коэффициента механизации и контроля настройки.

Кмкн = Нмкн/Нмк

где, Нмкн- количество операций контроля и наладки, которые могут быть

подготовлены механизированным или автоматизированным способом,

Нмк - общее количество операций контроля и наладки.

Кмкн = 12/12=1

Расчет коэффициента повторяемости ЭРЭ

Кпов = 1- (Нт эрэ+Нт имс)/(Нэрэ+Нимс).

где, Нт эрэ, Нт имс – количество типоразмеров ЭРЭ и ИМС.

Кпов = 1- (2+4)/13 = 0,54 .

Расчет коэффициента применяемости ЭРЭ

Кп эрэ = 1- (Нтор эрэ+Нтор имс)/(Нт эрэ + Нтимс)

Где Нтор эрэ, Нтор имс – количество типоразмеров оригинальных ИМС и ЭРЭ.

Кп эрэ = 1- 0/(2+4) = 1 .

Расчет коэффициента прогрессивности формообразования деталей.

Кф = Дпр/Д

где, Дпр – количество деталей изготовленных прогрессивным методом,

Д - общее количество деталей.

Кф = 13/13 =1

Расчет коэффициента технологичности изделия.

Ктех = (∑Кjφ1)/( ∑ φ1)

где, Кj – расчетный базовый показатель соответствующего класса блоков,

φ1 – коэффициент весовой значимости показателя,

i- порядковый номер показателя в представленной последовательности,

n – число базовых показателей определяемых на данной стадии разработки

изделия.

Ктех= (К1 φ1 + К2 φ2 + К3 φ3 + К4 φ4 + К5 φ5 + К6 φ6 + К7 φ7 )/

(φ1+ φ2+ φ3+ φ4+ φ5+ φ6+ φ7)=

=(0,46*1,0+0,7*1,0+0,38*0,75+1*0,5+0,54*0,31+1*0,187+1*0,11)/3,0=0,62

Уровень технологичности изделия определяется по отношению:

Ктех/Кн < 1

Ктех/Кн = 062/07 = 0,9

Согласно расчету уровня технологичности изделия, изделие технологично.

1.8 Расчет надежности

Таблица 1.8 Сводные данные

Порядковый номер	Наименование элемента	Схемное обозначение	Тип элемента	Интенсивность отказов в нормальном режиме	Коэффициент нагрузки	Температура	Поправочный коэффициент	Интенсивность отказов i-го элемента в рабочем режиме, ,.
С1,С4, С6…С11	Конденсаторы (7 шт.)	С	Керамические	0,15	0,5	30	0,17	0,260253	1,35	1,08	1,0
C2,C3,C5	Конденсаторы (3шт.)	С	Электролитические	0,035	0,5	30	0,17	0,02603	1,35	1,08	1,0
DD1...DD5, HL1	Микросхемы (6 шт.)	DD HL		0,1	0,5	30	0,6	0,52488	1,35	1,08	1,0
R1...R27	Резисторы (27 шт.)	R		0,03	0,5	30	0,64	0,7558272	1,35	1,08	1,0
D1...D4	Светодиоды (4 шт.)	D		0,02	0,5	30	1,8	0,209952	1,35	1,08	1,0

Определяем интенсивность отказов для элементов:

**N

Iд = 0,8 * 10- 6 * 1,31 * 1,08 * 1 * 0,5 = 0.00004 * 10-6 (1/ч)

Iт = 0,36 * 10-6 * 1,31 * 1,08 * 1 * 0,5 = 0.00002 * 10-6 (1/ч)

Iк = 0,15 * 10-6 * 1,31 * 1,08 * 1 * 0,5 = 0.0000001 * 10-6 (1/ч)

Iр = 0,55 * 10-6 * 1,31 * 1,08 * 1 * 0,5 = 0.00003 * 10-6 (1/ч)

Общая интенсивность отказов будет равна:

Iобщ = (0.00004 + 0.00002 + 0.0000001 + 0.00003) * 10-6 = 0.* 10-6

Время испытаний блока Post-карты:

t1 = 300ч t2 = 400ч t3 = 500ч t4 = 600ч

Расчет вероятности безотказной работы Post карты:

P(300) = 2,72-1,78*300*10-6 = 0,99822

P(400) = 2,72-1,78*400*10-6 = 0.99928

P(500) = 2,72-1,78*500*10-6 = 0.99910

P(600) = 2,72-1,78*600*10-6 = 0.99893

По полученным данным строим график:

 

1.9 Вывод

При работе над курсовым проектом мы:

·  Проанализировали большой объем справочной литературы;

·  Описали принципы работы Post карты;

·  Описали процессы изготовления и сборки печатной платы;

·  Выполнили расчет надежности;

·  Выполнили электрическую схему и сборочный чертеж в графическом режиме на листе А1;

·  Выполнил технологический цикл изготовления и испытания печатной платы;

·  Использованы основные понятия, правила и стандарт ГОСТ, применяемые при выполнении оформления различной технической документации.

В результате расчета надежности POST карты при испытании на протяжении 1000 часов, вероятность безотказной работы составляет 99,8%. А при испытаниях на протяжении 2500 часов вероятность безотказной работы составляет 99,56%. Данные показатели достаточны высоки и говорят о высокой степени надежности устройства.

1.10 Литература

1.  В Конструкторско-технологическое обеспечение производства ЭВМ., Высшая школа, 2001.-319 с.

2.  , , Цырельчук и технология производства ЭВМ.-М., Высшая школа, 1996.-263с.

3.  Конструктивно-технологическое проектирование аппаратуры: Учебник для вузов, Под ред. . М.: Изд-во: МГТУ им. Н.Э Бумана, 2002.-528 с

4.  Медведев платы. Конструкции и материалы. М., Высшая школа, 2002.-228 с.

5.  Автоматизированное проектирование узлов и блоков РЭС средствами современных САПР/Под ред. . М., Высшая школа, 2002.-350 с

6.  , Маничев теории и проектирования САПР / Учеб. для вузов по спец. «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» - М., Высшая школа, 1990.-335 с.

7.  Проектирование на ПЛИС. Клайв Максфилд, 2007 г., 408с

8.  Конструкторско-технологическое проектирование электронных вычислительных средств. В. В Умрихин, , Т. А Шарабакина, В. Н Ваханин., Курск, 2004 г.

9.  Конспекты лекций по предмету «Конструирование, производство и эксплуатация СВТ»

Дополнительная литература

1.  Разработка и оформление конструкторской документации РЭА: Справочное пособие / и др. М., Радио и связь, 1989.-340с.

2.  , , Терехова электрических схем по ЕСКД.-М., Из-во стандартов, 1992.-316 с

3.  , , Хмыль производства ЭВМ.-М., Высшая школа, 1994.-280 с.

2 Графическая часть

2.1 Схема электрическая принципиальная

2.2 Сборочный чертеж печатной платы

3 Технологическая документация

3.1 перечень элементов

Обозначение	Наименование	Примечание	Количество
ZQ1	Кварцевый резонатор	8Мгц	1
DD1	Микроконтроллер	КР1878ВЕ1	1
DD2, DD3	Дешифратор		2
DA1	Микросхема	КР1157ЕН5	1
DA2,DA3	Микросхема	КР142ЕН5А	2
VD1-VD4	Диод		4
HL1-HL4	Светодиод	АЛ341	4
HG1	Индикатор 8-ми сегментный	АЛС318А	1
VT1-VT7	Транзистор	КТ326	7
R1-R34	Резистор	МЛТ	34
С1,C5,C7, C9	Конденсатор керамический	КМ-5	4
C2,C8,C10	Конденсатор электролитический	Подстроечный 5…20пФ	3