Зміст (стр. 3 )

Список команд управління:

•CLOCK - вхід в режим установки поточного часу

•ALARM - вхід в режим встановлення часу будильника

•ALARM DISABLE - вимкнення будильника

•TIMER - включення індикації значення таймера

•TIMER CLEAR - очищення таймера

•LIST - включення циклічної зміни параметрів

•LOCK - заборона зміни параметрів

•0кнопки для введення числових значень параметрів

•ENTER - введення відредагованого параметра

•ESCAPE - відмова від редагування параметра

•BACKSPACE - повернення на один символ при редагуванні

4.3.2 Опис мікросхеми SFH-506 інфрочервоного приймача

В якості ІЧ приймача використана інтегральна мікросхема SFH-506 фірми Siemens. Ця мікросхема дуже чутлива до перешкод по ланцюгу живлення, тому застосований RC фільтр R15 C7.

Фотоприймач SFH 506 виробництва фірми Siemens призначений для прийому команд дистанційного керування в інфрачервоному діапазоні. Він являє собою фотодіод, поєднаний з інтегральною мікросхемою. Мікросхема виконує функції автоматичного регулювання рівня, посилення прийнятих ІК фотодіодів команд. Що забезпечує високу чутливість. мікросхема забезпечує і приведення рівня вихідного сигналу до рівнів ТТЛ і КМОП мікросхем. Фотодіод і мікросхема мають внутрішній екран. Корпус фотоприймача виконаний з чорної пластмаси, що представляє собою світлофільтр високої прозорості для ІК випромінювання з довжиною хвилі 950 нм. Це забезпечує захист від зовнішніх засвічень інших спектральних діапазонів. Випускаються фотоприймачі з шістьма частотами несучої. Це додатково підвищує стійкість фотоприймача до зовнішнього засвічення, що не попадають у заданий частотний діапазон несучої. Фотоприймач живиться від джерела живлення +5 В і має мале енергоспоживання.

5 Конструювання і розрахунок друкованої плати

Вибір параметрів, розрахунок, конструювання друкованої плати зроблені у відповідності до вимог к конструюванню РД .

Підставою плати служить пластина стандартного розміру, виготовлена з ізоляційного матеріалу. На неї наноситься друкований монтаж – система друкованих провідників, що забезпечує можливість електричного з’єднання деталей елементів схеми, що згодом будуть установлені на друковану плату, отримано деталь – плата, що складається з підстави з друкованим монтажем. Крім того, нерідко наносять друковані елементи – шари металу або діелектрика виконуючі функції конденсаторів, котушок індуктивності, рознімань та ін.

З огляду на можливість виконання всіх комутаційних з’єднань техніко-економічні показники, вартість основного матеріалу, приймаємо плату друковану з двобічним монтажем, з металізацією отворів.

Відповідно до розробленої принципової схеми вибираємо третій клас точності. Тому що це клас точності використовується для друкованих плат з мікрозборками і мікросхемами, що мають штиреві і пленарні виводи, а також з без вивідними ІЕТ при середній і високій насиченості поверхні друкованої плати ІЕТ.

Матеріал підстави вибираємо х обліком фізико-механічних і електричних параметрів друкованих плат і УПК під час і після впливу механічних навантажень, кліматичних факторів і агресивних хімічних середовищ у процесі експлуатації. Таким чином, для 3-ого класу точності варто застосувати матеріал склотекстоліт СФ-2-50-1,5 ГОСТ

Для забезпечення стабільності електричних, механічних та інших параметрів друкованих плати і ЦПК застосовуємо як металеві, так і неметалеві покриття. Конструктивні металеві покриття виби

раємо відповідно до вимог ГОСТ 9.303 і інших НТД. Товщину покриття приймаємо 0,5 мм.

Конструктивні неметалічні покриття (захисні маски) призначені для захисту:

- друкованих провідників і поверхні підстави друкованої плати від впливу припою;

- елементів провідного малюнка від замикання ИЕТ і інших конструкційних елементів.

Як захист від замикання в даній схемі будемо використовувати ізольований провід, що служить як перемичка.

Розміри, формування, а також місця кріплення друкованих плати і ЦПК вибираємо в залежності від настановних розмірів, елементної бази, експлуатаційних характеристик, пайки, контролю і техніко-економічних показників. Число типорозмірів друкованих плати в одному виробі варто обмежувати.

Габаритні розміри плати повинні бути кратними:

- 2,5 мм при довжині до 100 мм;

- 5 мм при довжині до 350 мм;

- 10 мм при довжині більш 350 мм.

З умови міцності плати співвідношення сторін повинне бути не більш 1:3. Розмір друкованої плати складає 100 мм на 125 мм, що цілком відповідає цим вимогам.

Основним кроком координатної сітки вибираємо крок 1,25 мм. Зображення друкованої плати лініями координатної сітки з основним кроком 1,5 мм, нумеруючи арабськими цифрами лінії координатної сітки шрифтом 3,5 мм.

У вузлах координатної сітки розташовуються контактні, і монтажні отвори креслимо у виді однакових окружностей d=1,5 мм. Їхні

дійсні розміри записуємо в таблицю отворів, користуючись умовними знаками для позначення однакових отворів.

На друкованій платі (заготівлі) повинен розташовуватися елемент, що орієнтує, що забезпечує її однозначне положення в прямокутній системі координат. Як орієнтуючий елемент умовимося використовувати один з фіксуючих отворів.

Товщину друкованої плати вибираємо в залежності від конструктивних особливостей в механічних навантажень експлуатації, що впливають на них у процесі.

Товщину плати за ГОСТ вибираємо з ряду:

- 0,8 мм;

- 1,0 мм;

- 1,5 мм;

- 2,0 мм;

- 3 мм.

Вибираємо 1,5 мм. Сторони прямокутної друкованої плати повинні бути рівнобіжні лініям координатної сітки.

Місце розташування маркірування на кресленні позначаємо за ГОСТ 2.314.

Маркіровані символи, виконані за провідникового матеріалу не повинні зменшувати мінімально припустимої відстані між сусідніми елементами провідного малюнка. Допускається часткове однобічне торкання контуру символу сусіднього елемента провідного малюнка.

Позначення друкованої плати наносимо шрифтом у розмір не менше 1 мм.

Припустиме токове навантаження на елементи провідного малюнка вибираємо за умови припустимого перевищення температури друкованого провідника над температурою навколишнього середовища. Для мідного друкованого провідника товщиною 35 мкм, шириною 1 мм при перегріві на 20 градусів навантажувальна здатність по струму складає приблизно 3А.

Значення припустимого токового навантаження варто зменшувати:

- на 15% для друкованих провідників, розташованих на відстані, рівному або меншому їхньої довжини;

- на 40% для друкованих провідників з гальванічно обложеної міді на тонкомерній фользі;

- у 2 рази для друкованих провідників з хімічно обложеної міді по адитивній технології.

Виходячи з цього і з огляду на параметри пристрою, приймаємо товщину друкованого провідника рівної 0,7 мм.

Значення припустимої робочої напруги між елементами провідного малюнка, розташованими в одному або шарі в сусідніх шарах друкованої плати, вибираємо за ГОСТ 23751.

Мінімально припустима відстанню між сусідніми елементами провідного малюнка, розташованими в одному або шарі в сусідніх шарах, установлюємо відповідно до робочої напруги. Тому що напруга схеми 3,3 В, приймаємо мінімальну відстань між двома провідниками відповідно до розрахованого вище параметрам 0,7 мм.

5.1 Розрахунок провідного малюнка плати

Елементи провідного малюнка необхідно розміщати з урахування м забезпечення необхідної електричної міцності ізоляції.

Ширина друкованого провідника визначається в залежності від електричних, конструктивних і технологічних вимог.

Нейменше номінальне значення ширини друкованого провідника (t), мм, розраховуємо за формулою 6.1

t = t+ |Dt|, (5.1)

де t- мінімально припустима ширина друкованого провідника = 5мм;

Dt - нижнє граничне відхилення розмірів елементів конструкції (ширини друкованого провідника) = -0,09 мм.

t = 0.5 + |- 0.09| = 0.41 мм

Друковані провідники шириною більш 3 мм, розташовані на друкованій платі з боку пайки і на внутрішніх шарах МПП, рекомендується виконувати з вирізами за правилами виконання екранів.

У схемі в зв’язку з неможливістю реалізації трасування друкованими провідниками застосовуємо об’ємні перемички.

Друковані провідники варто розташовувати рівномірно на можливо більшій відстані від інших елементів провідного малюнка по наступним напрямках:

- паралельно лініям координатної або сітки під кутам до них;

- у взаємно перпендикулярних напрямках на провідних шарах;

- по осі, перпендикулярної дотичний до контуру круглої або близький до неї форми контактної або площадки однієї зі сторін чотирикутної форми (багатокутної) контактної площадки.

Відстані між двома друкованими провідниками, друкованим провідником і контактною площадкою, не захищеною маскою, рекомендується встановлювати:

- при розташуванні уздовж напрямку або під кутом до нього менше або дорівнює 30 градусів – не менш 0,5 мм;

- при розташуванні перпендикулярно до напрямку або пайки під кутом великим 30 градусів – не менш 0,7 мм.

Контактні площадки виконуємо прямокутної, круглої або близькій до них форми. Контактні площадки використовуються для збирання на себе елементів друкованого провідники. Вони розміщаються по окружності контактних отворів, а так само у місцях приєднання друкованих провідників для кращого електричного зв’язку.

Так як при виготовленні застосовується поверхневий монтаж, контактні площадки будуть мати прямокутну форму. Шириною 1,2 і довжиною 2,5 мм, для кріплення навісних елементів і шириною 1,2 і довжиною 7 мм, для підключення до інших блоків пристрою. Для перемичок застосовуємо круглі контактні площадки діаметром 2,2 мм.

5.2 Розрахунок відстані між елементами провідного малюнка

Відстань між сусідніми елементами провідного малюнка встановлюємо в залежності від електричних конструктивних і технологічних вимог.

Найменша номінальна відстань між сусідніми елементам провідного малюнка (S), мм, визначаємо за формулою:

S = S+ Dt+, (5.2)

де S - мінімально припустима відстань між сусідніми елементам провідного малюнка, обрана з розрахунку забезпечення електричної міцності ізоляції =0,25 мм;

Dt- верхнє граничне відхилення розмірів елементів конс-труктції(ширини елемента провідного малюнка) = 0,05 мм.

TI – позиційний допуск розташування елемента провідного малюнка щодо сусіднього = 0,08мм,

S = 0.25 + 0.05 + = 0.34 мм

Найменше номінальне значення відстані між елементами провідного малюнка рекомендується встановлювати в залежності від класу точності. Найменша номінальна відстань (L), мм, між центрами двох не металізованих отворів діаметром до 1,5 мм без контактних площадок розраховуємо за формулою:

L = + t+ S×(n-1) + TI, (5.3)

де D01 і D02 – діаметри зон навколо отворів, вільних від друкованих провідників =1,3 і 2 мм;

t - ширина провідника = 1 мм;

n – кількість отворів = 2 шт.

L = + 1+ 0,25×(2-1) + 0,08 = 3 мм

6 Розрахунок надійності модернізованого пристрою

При побудові складних систем керування виробничими об'єктами та технологічними процесами на одне з перших місць висувається вимога забезпечення необхідної надійності.

По результатам розрахунків необхідно зробити обгрунтований висновок про те, що рівень надійності достатній та економічно доцільний для якісного та ефективного функціонування засобів та систем, що проектуються.

Основним критерієм надійності є вірогідність безвідмовної дії, яка розраховується за формулою

Р=е - L t, (6.1)

де Р - вірогідність безвідмовної дії пристрою за деякий проміжок часу з початку роботи

t - час роботи пристрою, год

Інтенсивність відмов пристрою розраховується за формулою :

L = kн L i N, (6.2)

де kн - коефіцієнт навантаження елементу або групи елементів

Li - інтенсивності відмов одного елементу

N-кількість елементів одного типу в групі;

Коефіцієнт навантаження розраховується за формулою

kн=a1 a2 a3 Si, (6.3)

де а1, а2, а3 - коефіцієнт, що враховує температуру навколишнього середовища та залежить від навантаження та

номіналу

Si - коефіцієнт, що враховує чутливість схеми до даного елементу для систем автоматики.

Час безвідмовної дії пристрою розраховується за формулою

· Т =1/L, (6.4)

де Т - час безвідмовної дії пристрою, год

Таблиця 6.1 – Вхідні дані

Найменування елементу	Кількість	Інтенсивність видів	Коефіцієнт навантаження
Міні.	Серед.	Макс.
Конденсатори керамічні	20	0,063	0,1	0,213	0,6
Резистори мета лоплівкові	19	0,004	0,04	0,4	0,7
Мікросхеми	14	0,003	0,003	0,003	0,8
Діоди кремнієві	1	0,021	0,2	0,452	0,7
Кристали кварцеві високочастотні	2	0,025	0,03	0,6	0,8
Вимикачі швидкодіючі	65	0,09	0,4	8,4	0,7
Транзистори кремневі	1	0,27	0,5	1,44	0,7