(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
(4.10)
(4.11)
(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
bП0
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
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:
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).
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.
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
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
Найменування елемента
Тип елемента
Кількість, шт.
Маса, г
1
2
3
4
Діоди
1N4007
7
7*0,24 = 1.68
1N4148
2*0,24 = 0,48
Стабілізатор
78L05
Конденсатори
- електролітичні
ECR
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
ATTINY2313
Кварцовий резонатор
KX-3Н
HC 49U
Світлодіоди
GNL-014SRD, GNL-3014
2*0,15=0,3
Перемикачі
SWD 1–4
Кнопки
PS580L/N
Транзистори
2N3904A
2*0,35=0,7
BSS295
Роз’єми
PLS-6
PLS-8
STB 1–12
5
Батарея
Крона
Σ
59,01
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11