Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

(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

 

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

Тоді:

С_пар = К_п∙ 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 К_п - коефіцієнт пропорційності, пФ/см (в нашому випадку К_п=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:

С_пар = К_п∙ ε∙ L₁ =0,2^.5,5^.1,27=1,39 (пФ)

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

 

[мкГн]

(5.6)

 

де l_п – довжина максимальної області (довжина шини живлення); b_np = 0,35 мм – ширина провідника; t_np = 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.

 

 

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:

P_{роз АТ89С2051}= I^. U = 6,6.25 = 165 (мВт)

P_{роз АТTINY2313}= I^. U = 5,5.20 = 110 (мВт)

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

Розрахуємо температуру кристала:

 

Tкр. =Tокр..+ Pрас. × Rтепл. пл

(6.1)

 

T_{кр АТ89С2051.}= 40 + 0,165 ×110 = 58,15ºС

T_{кр АТTINY2313.}= 40 + 0,11 ×110 = 52,1ºС

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

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); δ_пп – товщина ДП (δ_ст = 1,5 мм); ρ_ст – щільність склотекстоліту (ρ_ст = 2050 кг/м³);

m_пп = 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 К_в, 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:

 

(7.7)

 

де ε - коефіцієнт загасання, ε = 0.06, f - частота вібрації (f = 50 Гц);

8. Визначимо динамічний прогин:

 

,

(7.8)

 

При  й

 (мм)

9. Визначимо еквівалентне  рівномірне розподілене динамічне навантаження:

 

,

(7.9)

де коефіцієнт С₁ розраховується за таким виразом:

10. Максимальний розподілений згинальний момент:

 

,

(7.10)

 

де коефіцієнт С₂ розраховується за таким виразом:

 (Н)

11. Визначимо припустиму напругу для ДП із склотекстоліту:

 

,

(7.11)

 

де s_T - границя витривалості матеріалу ДП (для склотекстоліту s_T = 105 МПа); [n_s] - припустимий запас міцності [n_s] = 2.

 МПа

12. Перевіримо виконання умови віброміцності для друкованої плати:

 

,

(7.12)

 

 МПа <  (МПа)

Остаточний розрахунок підтвердив, що ДП не потребує додаткових опор, амортизаторів або інших елементів, необхідних для зменшення перевантажень при вібраціях.