Рисунок 2.6 Микроконтроллер ATmega8L
Таблица 2.6
Параметры микроконтроллера
|
Ядро |
avr |
|
|
Разрядность |
8 |
|
|
Тактовая частота, МГц |
8 |
|
|
Объем EEPROM |
512x8 |
|
|
Объем RAM-памяти |
1k x 8 |
|
|
АЦП |
6x10b |
|
|
Напряжение питания, В |
2.7…5.5 |
|
|
Температурный диапазон, C |
-40…+85 |
|
|
Тип корпуса |
dip-28(0.300, 7.62мм) |
Таблица 2.8
Габаритные размеры микроконтроллера
|
D |
B1 |
E |
E1 |
B |
C |
|
|
34.5 |
1.14 |
7.6 |
7.11 |
0.38 |
0.2 |
5) КР293КП4В-МОП-реле содержит кристаллы инфракрасного AsGaAl-светодиода, фотовольтаического драйвера со схемой ускорения выключения и кристаллы МОП-транзисторов. Оптическая связь осуществляется посредством полусферического световода. Внутренние соединения выполнены золотой проволокой. Высокая стабильность сопротивления в открытом состоянии обеспечивается благодаря золотым покрытиям контактирующих поверхностей. Типовое значение тока переключения реле составляет 0.5 мА. Реле предназначено для коммутации постоянного напряжения. Поставляется в корпусах DIP6 и DIP6SMD.
Рисунок 2.7 Реле КР293КП4
Таблица 2.7
Параметры реле КР293КП4
|
Управление |
Пост.ток |
|
|
Управляющий ток,мА |
10 |
|
|
Управляющее напряжение,В |
1.1…1.6 |
|
|
Выходной каскад |
моп реле(2з) |
|
|
Контакты |
нр |
|
|
Коммутируемое пост.напряжение,В |
-400…400 |
|
|
Максимальный ток нагрузки,А |
0,12 |
|
|
Время включения макс.,мс |
1 |
|
|
Время выключения макс,,мс |
1 |
|
|
Сопротивление в открытом состоянии макс.,Ом |
18 |
|
|
Напряжение изоляции,кВ |
1,5 |
|
|
Рабочая температура, С |
-45…85 |
|
|
Корпус |
dip8 |
6) АЛС340А1 полупроводниковый знакосинтезирующий индикатор (1 разрядный матричный) АЛС340А1
Арсенид-фосфид-галлиевые индикаторы знаковые красного цвета свечения в пластмассовом корпусе, предназначенные для визуальной индикации в аппаратуре
Рисунок 2.8 Индикатор АЛС340А1
Таблица 2.8
Параметры АЛС340А1
|
Наименование параметров. режим измерения.единица измерения |
Буквенное обозначение |
Норма |
Температура °c |
||
|
He менее |
He более |
||||
|
Постоянное прямое напряжение на каждом элементе (1пр=10 мА). В |
Unp |
2.0 |
25±10 -60±3 |
||
|
Постоянное прямое напряжение на каждом элементе (1пр=3 мА), В |
Unp |
2.0 |
70±3 |
||
|
Средняя сила света индикатора (1пр=10 мА через элемент), мкд |
lv ср |
0,125 |
25±10 |
||
|
Сила света точки (1пр=10 мА через элемент), мкд |
lv ср |
0,06 |
25±10 |
||
|
Относительный разброс силы света между элементами |
lv max lv min |
4 |
25±10 |
7) Переключатель SA1 - EG1249
Рисунок 2.9 Переключатель SA1
Таблица 2.9
Параметры переключателя SA1
|
Контактная форма: |
SPDT |
|
|
Номинальный ток контактов: |
0,1 A при 12 В |
|
|
Номинальное напряжение |
30 VAC |
|
|
Тип выводов: |
Pin припоя |
|
|
Тип монтажа: |
сквозное отверстие |
|
|
Материал контакта: |
Медный сплав |
|
|
Диапазон рабочих температур: |
от -20 ° C до + 70 ° C |
|
|
Тип: |
слайдовый переключатель |
8) Переключатель SA2 - EG2308
Рисунок 2.10 Переключатель SA2
Таблица 2.10
Параметры переключателя SA2
|
Контактная форма: |
SPDT |
|
|
Номинальный ток контактов: |
0,1 A при 12 В |
|
|
Номинальное напряжение |
30 VAC |
|
|
Тип выводов: |
Pin припоя |
|
|
Тип монтажа: |
сквозное отверстие |
|
|
Материал контакта: |
Медный сплав |
|
|
Диапазон рабочих температур: |
от -20 ° C до + 70 ° C |
|
|
Тип: |
слайдовый переключатель |
9) Разъем SA1 - SA2:
Рисунок 2.11 Разъем SA1-SA2
Таблица 2.11
Параметры разъема SA1- SA2
|
Расчетный ток, А |
6 |
|
|
Расчетное напряжение изоляции при степени загрязнения 2, В |
160 |
|
|
Размер шага, мм |
2,5 |
|
|
Категория перенапряжения |
III/3 III/2 II/2 |
|
|
Расчетное напряжение изоляции, В |
50 160 160 |
|
|
Расчетное импульсное напряжение, кВ |
2,5 2,5 2,5 |
|
|
Информация по одобрению (UL/CUL) |
B C D |
|
|
Номинальное напряжение, В |
150 |
|
|
Номинальный ток, А |
6 |
|
|
Информация по одобрению(CSA) |
B C D |
|
|
Тип изоляционного материала |
LCP/IIIa |
|
|
Класс воспламеняемости согласно UL94 |
V0 |
|
|
Диаметр отверстий, мм |
1,1/0,6x0,6 |
10) Разъем цанговый XS1-XS2
Рисунок 2.12 Разъемы XS1-XS2
Так как схема устройства является высокочастотной, в качестве материала для основания печатной платы выберем фторопласт-4 фольгированный толщиной 1,5 мм, так как этот материал обладает высокими диэлектрическими свойствами и малыми потерями на ВЧ и СВЧ, которые не меняются в интервале температур от -60 до +200°С. Плюсом этого материала является то, что он совершенно не смачивается водой и не набухает, что важно в условиях дестабилизирующих факторов. Выбираем марку ФФ-4 - фторопласт-4, облицованный медной фольгой толщиной 0,035 мм. Вес листа 1х1 м - 4 кг.
3. Выбор и обоснование компоновочной схемы и метода конструирования
Воспользуемся модельным методом компоновки.
Любой прибор можно характеризовать такими параметрами: состав, форма, поверхности, размеры, материалы.
При проектировании корпуса за основу можно разработаем корпус.
Выберем ориентацию корпуса. Вариант, где в качестве основания выступает большая сторона, является наиболее устойчивым. Поэтому его и будем использовать.
Рисунок 3.1 Корпус прибора
Выберем ориентацию печатного модуля. Вольтметр состоит из 1й двусторонней платы, исходя из условий эксплуатации хорошего отвода тепла не требуется. Для этого лучше всего использовать вертикальную ориентацию
Крепление должно надежно удерживать печатный модуль в корпусе, так же оно должно давать возможность для его оперативной замены в случае неисправности. Именно винтовое крепление обладает такими необходимыми параметрами. В качестве винтов будем использовать винт М3х3.
Поскольку к разрабатываемой конструкции не предъявляется повышенных требований по устойчивости к механическим воздействиям, в разрабатываемой конструкции нет источников электромагнитных помех, отсутствует необходимость экранирования, поэтому целесообразно в качестве материала корпуса будет выбрать пластмассы.
Простая форма позволяет изготовить корпус литьем, ножки и все элементы крепления сваркой. В качестве материала можно выбрать поликорбанат марки STAREX TX-0510T.
Поскольку в качестве материала корпуса используется поликорбанат, нет необходимости защищать корпус от коррозии.
Разрабатываемая устройство включает в себя дисплей и переключатели, поэтому при проектировании необходимо будет предусмотреть для них отверстия в лицевой стенке корпуса.
Так как вольтметр состоит из блоков, собранных в приборном корпусе, то метод конструирования выберем блочный. Блоки объединяются методом книжной компоновке, для конструктивной реализации которой используют гибкие кабели.
4. Выбор и обоснование способов и средств обеспечения теплового режима, герметизации, виброзащиты и электромагнитной совместимости
Для того, чтобы защитить изделие от вредного температурного и вредного воздействия повышенной влажности, будет применено покрытие готовой платы защитным лаком. Такое покрытие сможет предохранить детали от коррозии, старения, высыхания, разрушения, влаги. Достоинством таких покрытий является низкая стоимость и легкость получения. Мы будем использовать широко распространенный лак УР-231:
-лак имеет класс нагревостойкости Е по ГОСТ 8865, что соответствует температуре 120°С.
-наносится без предварительного грунтования по чёрным металлам, на оцинкованную и кадмированную сталь и алюминиевые сплавы.
-образует эластичное глянцевое прочное покрытие с хорошей адгезией и высокими физико-механическими свойствами, такими как твердость, прочность, стойкость к воздействию спирто-нефрасовой смеси.
-получаемая плёнка лака обладает высокими электроизоляционными свойствами - электрическая прочность, удельное объемное электрическое сопротивление, диэлектрическая проницаемость.
-лак имеет большой срок годности (жизнеспособности) после смешения компонентов,
-наносится различными методами,
-высыхает в естественных условиях и при горячей сушке.
Но в любом случае, для повышенной надежности необходимо чтобы все малогабаритные ЭРИ были жестко закреплены на печатной плате.
В связи с тем, что при работе вольтметра не выделяется много тепла (в частности, в блоке эквивалента нагрузки продолжительное время рассеивается мощность менее 15 Вт)
5. Расчёт конструктивно-технологических параметров проектируемого устройства
5.1 Компоновочный расчёт печатной платы
Таблица 5.1.1
Габаритные параметры элементов
|
Наименование ЭРЭ |
Количество |
Масса, г. |
Установочная площадь, мм2 |
Масса, г. с учетом количества |
Установочная площадь, мм2 с учетом количества |
|
|
R1…R4 |
4 |
2 |
78 |
8 |
312 |
|
|
R5…R13 |
9 |
0.15 |
64 |
1.35 |
576 |
|
|
C1…C4 |
4 |
2 |
28 |
8 |
112 |
|
|
VD1 |
1 |
1,6 |
6 |
1.6 |
6 |
|
|
VD2 |
1 |
1.4 |
5 |
1.4 |
5 |
|
|
L1 |
1 |
2 |
38.4 |
2 |
2 |
|
|
U1 |
1 |
4 |
66 |
4 |
264 |
|
|
HG1 |
1 |
6 |
198.9 |
6 |
198.9 |
|
|
DD1 |
1 |
8 |
225.3 |
8 |
225.3 |
|
|
SA1...SA2 |
2 |
0.1 |
21 |
0.2 |
42 |
|
|
XS1...XS2 |
2 |
0.12 |
25.8 |
0.24 |
51.6 |
|
|
ВСЕГО |
94.79 |
1824.8 |
Площадь с учетом коэффициента заполнения:
S = S'/Кз*m
где S' - суммарная установочная площадь элементов;
Кз - коэффициент заполнения (для стационарной наземной РЭА принимаем равным 0,5);
m - количество сторон монтажа.
S = 1824.8/0,5*2=1824.8
Далее по таблице предпочтительных размеров, по ГОСТ10317-79, выберем размер печатной платы равным 55х30 мм. Соответственно масса основания платы - 94.79 г.