«Разработка технологического процесса изготовления цифрового устройства «Автомат освещения на микроконтроллере PIC16F628A»
Заказать уникальную дипломную работу- 90 90 страниц
- 5 + 5 источников
- Добавлена 18.07.2023
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
Введение 6
1 Анализ технического задания и технологий, необходимых для изготовления изделия 10
1.1 Анализ технического задания на проектирование 10
1.2 Задачи дипломного проектирования 11
1.3 Сравнительный анализ микроконтроллеров 11
1.4 Анализ технологий для решения поставленной задачи 13
1.4.1 Управление светильниками с помощью программных сценариев 13
1.4.2 Технология передачи информации по ИК-каналу связи 14
1.4.3 Обзор технологий проектирования устройства и его печатной платы 15
1.4.4 Обзор технологий изготовления печатной платы 16
1.4.5 Технология записи кода в память PIC-контроллеров 16
1.4.6 Технология сборки и регулировки устройства 16
1.5 Выводы по разделу 17
2 Выбор и обоснование электрических схем и элементной базы 19
2.1 Требования к разрабатываемому устройству. 19
2.2 Описание электрической структурной схемы 20
2.3 Описание электрической функциональной схемы 21
2.4 Описание электрической принципиальной схемы 23
2.4.1 Описание узлов электрической принципиальной схемы 23
2.5 Выбор и обоснование технических параметров элементной базы 24
2.6 Выводы по разделу 25
3 Конструкторская часть 27
3.1 Выбор материала, технологии изготовления печатной платы 27
3.1.1 Выбор технологии изготовления печатной платы. 27
3.1.2 Выбор материалов для изготовления печатной платы 27
3.1.3 Требования к материалам для сборки электронного узла на печатной плате 28
3.2 Расчет параметров устройства 28
3.2.1 Расчет суммарной мощности, потребляемой элементами схемы 28
3.2.2 Расчет надежности элементов печатной платы с учетом пайки 28
3.3 Моделирование схемы принципиальной 28
3.4 Создание печатной платы 29
3.4.1 Расчеты параметров печатной платы 29
3.4.2 Трассировка печатных проводников 30
3.4.3 Разработка сборочного чертежа печатного узла устройства 30
3.4.4 Разработка спецификации на сборочный чертеж печатной платы 32
3.4.5 Разработка алгоритма ремонта, диагностики, технического обслуживания устройства и поиска неисправностей 32
3.4.6 Выбор и обоснование технического обслуживания устройства 34
3.4.7 Подбор испытательного и измерительного оборудования 35
3.5 Стандартизация 36
3.6 Выводы по разделу 36
4 Технологическая часть 38
4.1 Анализ и расчет технологичности конструкции 38
4.2 Разработка технологического процесса изготовления устройства 39
4.2.1 Выбор технологии изготовления печатной платы 39
4.2.1.1 Анализ исходных данных 39
4.2.1.2 Описание типового технологического процесса изготовления печатной платы 41
4.2.2 Описание технологии сборки и монтажа печатного узла 42
4.2.3 Определение и выбор средств технологического оснащения 44
4.2.4 Определение профессии и квалификации исполнителей 44
4.2.5 Разработка маршрутных карт 45
4.3 Выводы по разделу 45
5 Технико-экономическое обоснование 46
5.1 Обоснование выбора аналога для сравнения 47
5.2 Обоснование выбора критериев для сравнения 48
5.3 Расчет стоимости оборудования, программного обеспечения, материалов, комплектующих 49
5.4 Расчет затрат на электроэнергию и амортизацию оборудования 51
5.5 Определение трудоемкости и расчет заработной платы 52
5.6 Расчет начислений на заработную плату 53
5.7 Расчет общей себестоимости проекта 53
5.8 Определение цены продукции 54
5.9 Расчет экономического эффекта 55
5.10 Выводы по разделу 55
6 Требования безопасности и охрана труда 57
6.1 Вопросы техники безопасности при работе с устройством 57
6.1.1 Пожарная безопасность 57
6.2 Защита окружающей природной среды при изготовлении, эксплуатации и утилизации изделия 59
6.2.1 Защита окружающей среды 59
6.2.2 Методы утилизации 61
6.3 Выводы по разделу 62
7 Заключение 63
Приложение А (обязательное) Список ссылочных нормативных документов и использованных источников 65
Приложение Б (обязательное) Схемы 67
Приложение В (обязательное) Перечень документации, разработанной на дипломном проектировании 68
Приложение Г (обязательное) Алгоритмы работы программы 69
Приложение Д (обязательное) Маршрутные карты 72
Приложение Е (обязательное) Расчеты в таблицах 73
Приложение Ж (обязательное) Алгоритм поиска неисправности 78
Данные для расчетаи результат представлены в таблице 5.3.Таблица 5.3– Стоимость программного обеспеченияНаименование программного обеспеченияЗакупочная цена (руб.)Количество (шт.)Стоимость (руб.)КОМПАС-3D v21 Home, ф. Аскон149011490Итого1490Расчет стоимости основных материалов, затраченных на создание устройства, оформлен в табличном виде таблице 5.4.Таблица 5.4- Затраты на основные материалы и сырьеМатериалЕдиница измеренияРасход на изделиеЦена за единицу, руб.Стоимость, руб.Стеклотекстолит СТЭФкг0,07528521,38Фоторезист ФП-383кг0,02190038Защитное покрытиекг0,021402,8Паяльная пастакг0,02170034Припой ПОС-61кг0,02390,78Флюс ОК-5кг0,015005Спиртл0,1808Общая стоимость сырья и материалов109,96Транспортно-заготовительные расходы (10%)11Итого120,95Таблица 5.5 – Затраты на покупные изделияЭлементФирмаизготовительКол.Стоимость,руб.Итог,руб.Микросхема PIC16F628-04/SOMicrochip113401340Микросхема TSOP1738Vishay1170170Микросхема LM7805AUTC16998Транзистор IRLU024NInfineon19898Конденсатор 0,1 мкФEPCOS42392Конденсатор 100 мкФ 10 ВVishay13333Конденсатор 220 мкФ 25 ВHitano11010Резистор 4,7 кОмYAGEO2612Резистор 10 кОмYAGEO3618Резистор 470 ОмYAGEO2612Резистор 43 ОмYAGEO166Резистор 1,3 кОмYAGEO166Резистор 10 ОмYAGEO166Резистор 240 ОмYAGEO166Индикатор ЖК WH1602D-PGH-CTLiteon1850850Светодиод ИК L-34F3CKingbright12020Диодный мост 2W10MHottech15454Реле CX380D5Crydom148904890Кнопка SWT-20-7Jianli13939КлеммникDG301-5.0Degson12626Разъем питания DS-261BDragon City17373Сумма7859Транспортно-заготовительные расходы (10 %)785,9Итого8644,9Расчет затрат на электроэнергию и амортизацию оборудованияЗатраты на электроэнергию рассчитываются по следующей формуле:Е = W × t × T,(5.1)гдеW – мощность, потребляемая оборудованием, кВт/час;t – время работы оборудования, часов;Т – тариф электроэнергии, руб.Таблица 5.6 - Расчет затрат электроэнергииОборудованиеВремяэксплуатации(час)Кол.Мощность(кВт/час)Тариф наэлектроэнергию(руб./кВт/ч)Затраты наэлектроэнергию(руб.)ЭВМ12010,84,81461,76Паяльная станция2411,24,81138,53600,29Амортизация рассчитывается по следующей формуле:(5.2)где S – первоначальная стоимость оборудования, руб.;qam – процент амортизации в год.Процент амортизации для группы основных средств «Вычислительная техника и периферийные устройства» в среднем принимается 30 % в год.Определение трудоемкости и расчет заработной платыТрудоемкость работы характеризуется перечнем основных этапов и видов работ, которые были выполнены в проекте. Этапы представлены в таблице5.7, там же произведен расчет заработной платы.Оплата труда рассчитывается исходя из часовой тарифной ставки и затрат времени на работу по формуле:(5.3)где Ст1 - часовая тарифная ставка;Фвр – фонд фактического времени, затраченного на операцию, час (в таблице это трудоемкость).Таблица 5.7– Расчет заработной платыВиды работ (операции)Часовая тарифная ставка руб./чТрудоемкость, ч.ЗП, рубСоставление плана работ2004,0800Разработка чертежа печатной платы3004,01200Разработка 3D-моделей элементов2508,03600Разработка спецификации3004,01200Разработка сборочного чертежа5003,01500Проектирование печатной платы5002,51250Разработка схемы электрической структурной3002,0600Разработка схемы электрической функциональной3002,5750Разработка схемы электрической принципиальной5001,5750Моделирование схемы4008,03200Трассировка печатных проводников2001,5300Разработка перечня элементов3002,0600Разработка пояснительной записки80045,536400Выполнение расчетов6004,02400Разработка алгоритма программы5003,01500Разработка технологических маршрутных карт50016,08000Вспомогательные работы10010,01000Итого (эффективный фонд времени)121,5Заработная плата (рублей)65050Расчет начислений на заработную платуНачисления на заработную плату, в зависимости от категории плательщика, указанных в ФЗ № 212-ФЗ, рассчитываются по следующим ставкам (таблица 7).Таблица 5.8 - Начисления на заработную платуНачисления на заработную платуПроцент, %Сумма, руб.Пенсионный фонд (ПФ):– страховая часть1610408– накопительная часть63903Фонд социального страхования (ФСС)2,91886,45Федеральный фонд обязательного медицинскогострахования (ФФОМС5,13317,55Итого19515Расчет общей себестоимости проектаНа основании полученных расчетов затрат, определям себестоимость проекта. Статьи затрат сведены в таблицу 5.9.Таблица 5.9– Смета затратНаименование статей затратСумма, руб.Стоимость оборудования21190,19Стоимость программного обеспечения1490Стоимость материалов120,95Стоимость комплектующих8644,9Стоимость электроэнергии600,29Заработная плата65050Начисления на заработную плату19515Дополнительные услуги-Итого116611,33Определение цены продукцииНаконец определяем цену устройства (товара) на основании подобных разработок на рынке, учитывая собственные издержки.Определим величину закладываемой прибыли в размере 25 % к полной себестоимости. Величину налога на добавленную стоимость (НДС) определяем как 18 % от продажной цены разработки за вычетом уже уплаченного НДС по приобретенным материалам и комплектующим (табл. 5.10).Таблица 5.10– Определение возможной рыночной ценыНаименование статьи калькуляцииСумма, руб.Полная себестоимость116611,33Закладываемая прибыль (25 %)29152,83Итого, продажная цена без НДС145764,16НДС, за вычетом уплаченного НДС по приобретенным материалам и комплектующим (18 %)26237,55Итого, продажная цена с НДС172001,71Расчет экономического эффектаЭкономическим эффектом (выгодой) является предполагаемая прибыль от реализации созданной разработки: «Разработка технологического процесса изготовления цифрового устройства «Автомат освещения на микроконтроллере PIC16F628A»:Предполагаемая прибыль = Доход – Затраты.Выводыпо разделуВ разделе технико-экономического обоснования проведен анализ необходимости и актуальности разработки устройства «Автомат освещенияДП 09.02.01 ЭВМ477 03 2023».В этом разделе проведено технико-экономическое обоснование разработки устройства микропроцессорного управления освещением и его изготовления, выбиран аналог системы, приведены его основные параметры, выполнены расчеты.Использование современных элементов поверхностного монтажа при создании устройства позволило добиться ряда существенных достоинств по сравнению с уже существующими устройствами: значительно меньшие массу и объем аппаратуры, снизить потребляемую мощность и увеличить надежность. Компоновка элементов изделия позволяет избежать использования принудительного охлаждения. Применение сменных плат позволяет уменьшить габаритные размеры и обеспечивает возможность использовать устройство для проектирования других модификаций. Эти достоинства расширяют возможности применения этих устройств и создают новый уровень возможностей энергосберегающей техники.Система проста в установке и не требует специальной квалификации или навыков для настройки. Хотя, конечно, должна устанавливаться профессиональным электриком.Таким образом, простота в эксплуатации, большой функционал, доступная цена позволят разработанномуустройству составить конкуренцию другим аналогичным устройствам на рынке.Требования безопасности и охрана трудаВопросы техники безопасности при работе с устройствомКонструкция изделия должна быть безопасной в нормальном и аварийном режиме работы. Ошибочные действия оператора при управленииустройством не должны приводить к его отказу и возникновению аварийных ситуаций.Требования безопасности изделия включают:– требования электробезопасности;– требования пожаробезопасности. Конструкция изделия должна исключать возможность попадания опасного электрического напряжения на наружные металлические части.Конструкция изделия должна обеспечивать монтаж и безопасное обслуживание в условиях эксплуатации. Должны быть предусмотрены меры, исключающие возможность ошибок при установке изделия на позиции.Основные требования по безопасности должны быть представлены в виде надписей, размещаемых в легкодоступных для наблюдения местах. Цвет надписей – красный.При эксплуатации (а также при изготовлении и испытаниях) изделия, содержащего интегральные микросхемы и полупроводниковые приборы, следует принимать меры по защите от статического электричества в соответствии с требованиями ОСТ 11.073.062.Пожарная безопасностьПожар может случиться при производстве изделия на производственном участке или на месте применения при егоэксплуатации. В результате стечения неблагоприятных обстоятельств потенциальная опасность пожара может стать реальностью и привести к несчастному случаю.Пожарная безопасность при разработке и изготовлении изделияПричины пожара могут быть электрического и неэлектрического характера. К причинам пожара электрического характера относятся:– искрение в электрических устройствах, приборах, станках;– нагрев проводов и обмоток электрических приборов токами коротких замыканий до высокой температуры, при которой может возникнуть воспламенение изоляции;– плохой контакт (в местах соединения проводов), на котором выделяется большое количество тепла вследствие большого переходного сопротивления;– электрическая дуга.Причинами пожаров неэлектрического характера могут быть:– нарушение режимов работы отопительных приборов или их неисправность;– неисправность технологического оборудования или нарушение технологического процесса, при которых происходит выделение горючих паров или газов в воздушную среду;– курение в пожароопасных помещениях;– неосторожное обращение с огнем;– самовоспламенение некоторых материалов.Мероприятия, снижающие вероятность пожараДля предотвращения пожара необходимо:– соблюдать технику безопасности при работе с электрооборудованием;– соблюдать противопожарные правила и нормы при установке отопления, вентиляции;– соблюдать правила внутреннего распорядка предприятия;– проводить регулярно технический осмотр и при необходимости ремонтироватьнеисправную аппаратуруи электропроводку.Необходимо обучать персонал пожарной безопасности, регулярно проводить инструктажив качестве организационных профилактических противопожарных мероприятий.Курение допускается только в специально отведенных местах.Любые манипуляции с открытым огнем, не предусмотренные производственным процессом, не допускаются.Категорически запрещается пользоваться самодельными электронагревательными приборами и аналогичными приборами, использующими топливо любого вида, если это не предусмотрено штатной инструкцией.Готовая продукция, транспортная упаковка и другое имущество должны находиться в специально отведенных для них местах.Коридоры, проходы, основные и запасные выходы, тамбуры, лестничные клетки должны постоянно содержаться в исправном состоянии, не загромождаться, а в темное время суток – освещаться.Защита окружающей природной среды при изготовлении, эксплуатации и утилизации изделияЗащита окружающей средыОсновными вопросами защиты окружающей природной среды при производстве и эксплуатации являются рациональное природопользование и ресурсосбережение. Вопросы ресурсосбережения относятся как к материальным ресурсам, так и к энергетическим. Необходимо свести затраты электроэнергии к минимуму, используя энергосберегающее производственное оборудование: станки, компьютеры, приборы.Изготовление электронных изделий влечет за собой увеличение количества различных токсичных химических веществ и вредных выбросов, загрязняющих среду рабочих мест, воздушное пространство и территорию предприятия.Изделие должно соответствовать требованиям нормативной документации по санитарным нормам и экологической безопасности при изготовлении, испытаниях, хранении, транспортировании, применениипо назначению и утилизации.Необходимо рационально использовать комплектующие, сырье и материалы на всех этапах жизненного цикла изделия. На этапе изготовления изделия необходимо организовать сбор, сортировку и утилизацию технологических отходов (материала и сырья), отбракованной продукции и устаревших изделий.Технология изготовления устройства включает в себя изготовление печатной платы, сборку печатногоузла (пайку), изготовление корпуса. Все эти процессы оказывают негативное влияние на окружающую среду:– при механической обработке в почву могут попадать куски текстолита, стружка и пыль;– приизготовления печатных плат используется различные растворители,травители (например хлорное железо);– при пайке радиоэлементов выделяются токсичные пары и газы.Однако, используя эффективные средства индивидуальной защиты и методы фильтрации воздуха и воды можно добиться безвредного с точки зрения экологии производства.Методы утилизацииПри утилизации следует учитывать следующие факторы: наличие в составе изделия ядовитого припоя (свинец и олово), химически активного электролита, полихлорвиниловой изоляции, выделяющей ядовитые газы при сжигании. Данные вредные вещества относятся к опасным. Например, свинец, накапливаясь в организме, оказывает канцерогенное влияние. Предельно-допустимая концентрация (ПДК) по ГОСТ 12.005-88 паров свинца и канифоли не должна превышать 0,005 мг/м3. С другой стороны, свинец и олово являются дорогими цветными металлами, запасы которых в месторождениях не безграничны, и разумным будет вернуть их в хозяйственный оборот, даже если мероприятия по утилизации не дадут сиюминутной выгоды. Очевидная выгода – в сбережении среды обитания.Это определяет метод, систему и технологию утилизации: сбор подобных радиотехнических конструкций на специальной площадке (полигоне) с последующим частичным демонтажом, выделением цветных и черных металлов с возвратом их как вторичного сырья на переработку.Стеклотекстолит, стекло и керамика не вовлекаются в биологический цикл, и будучи захороненными, останутся в непереработанном виде весьма долгое время. Их следует захоронить на специально отведенном полигоне с возможностью отдаленной во времени вторичной переработки, для облегчения которой компоненты по возможности следует предварительно рассортировать. Для обеспечения такого отношения к отходам необходимо введение в практику соответствующих правовых норм, а также экономических стимулов как для изготовителя изделия, так и для потребителей.Выводы по разделуЭтот раздел был посвящен требованиям безопасности и охрана труда, защите окружающей природной среды и экологичности проекта для людей.ЗаключениеПодведем основные результаты проделанной работы по проекту.Прежде всего в начале работы над дипломным проектом мы пронализировали техническое задание на проектирование и выяснили возможные пути реализации конструкции и технологии изготовления автомата освещения, на основе информации о его назначении и требованиях к его параметрам.Далее провели сравнительный анализ микроконтролеров,которые могли быть использованы в устройстве.Был проведен анализ существующих технологий для решения поставленной задачи, описаны основные функции устройства, выполнен анализ и выбор датчика освещенности, выбраны интерфейсы обмена информацией.После этого описаны структурная, функциональная и принципиальная схемы устройства, основные характеристики, режимы работы устройства. Разработан общий алгоритм работы устройства автоматического управления освещением, и его составные части: алгоритмы функционирования отдельных программных модулей системы.Выполнено конструирование изделия как печатного узла, в том числе проведено моделирование принципиальной схемы, выполнено проектирование печатной платы и создана 3D-модели сборочного узла,на основе которойоформлены сборочный чертежиспецификация. Подготовлен иллюстративный и демонстративный материал.Выполнена технологическая часть проекта: разработан технологический процесс изготовления устройства, выбраны средства технологического оснащения и разработаны маршрутные карты.Далее проведено технико-экономическое обоснование разработки устройства микропроцессорного управления освещением и его изготовления, выбраниприведены основные параметры аналога системы.Спроектированное устройство просто в установке и не требует специальной квалификации или навыков для настройки. Хотя, конечно, должна устанавливаться профессиональным электриком. Простота в эксплуатации, возможность расширения функционала, доступная цена позволят разработанному устройству составить конкуренцию другим аналогичным устройствам на рынке.Дополнительные области применения спроектированного устройства: пансионаты, санатории, общежития, детские сады, школы, музеи, библиотеки, торговые центры, спортивные залы, производственные и офисные помещения, учебные аудитории, пассажирские поезда и пр.Последний раздел пояснителшьной записки посвящен безопасности и охране труда, защите окружающей природной среды и экологичности проекта для людей.Вопросы, разрабатанные в проекте, актуальны, обладают новизной, теоретическим и практическим значением.(обязательное)Список ссылочных нормативных документов и использованных источниковТаблица А.1 – Ссылочные нормативные документыОбозначение документа, на который дана ссылкаНазвание документа12ГОСТ 19.401-78Текст программы. Требования к содержанию и оформлениюГОСТ 2.105-95Общие требования к текстовым документамГОСТ 2.106-96Текстовые документыГОСТ 2.109-73Основные требования к чертежамГОСТ 3.1105-84 ЕСТД. Правила оформления документов общего назначения.ГОСТ 2.701-2008Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнениюГОСТ 2.702-2011Правила выполнения электрических схемГОСТ 2.710-81Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемахГОСТ 19.401-78Текст программы. Требования к содержанию и оформлениюГОСТ 2.105-95Общие требования к текстовым документамГОСТ 2.106-96Текстовые документыГОСТ 2.109-73Основные требования к чертежамСПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1. Шило В.П. «Популярные микросхемы ТТЛ», Москва Аргус», 1993.2. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры: Учебник для вузов / К.И. Билибин, А.И. Власов, Л.В. Журавлева и др.Под общ.ред. В.А. Шахнова. – М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э. Баумана, 2002.3. Воробьев Н.И. «Проектирование электронных устройств», Москва «Высшая школа», 1989.4. Надежность электрорадиоизделий. Справочник, – М.: Изд-во ОАО «Стандартэлектро», 2002.5. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры: Учебник для вузов / Под. общ. ред. В.А. Шахнова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.(обязательное)Схемы(обязательное)Перечень документации, разработанной на дипломном проектированииТаблица В.1 – Перечень документацииНаименование документаТребования к содержанию и оформлению документаШифр или код вида документаПлан работЧертеж детали (печатная плата)[4]–Спецификация[3]–Сборочный чертеж[4]СБДанные проектирования печатной платыТ8МСхема электрическая структурная[6], [7], [8]Э1Схема электрическая функциональная[6], [7], [8]Э2Схема электрическая принципиальная[6], [7], [8]Э3Перечень элементов[6], [7], [8]ПЭ3Пояснительная запискаМетодические указания к дипломной работе, [2]ПЗТекст программы (Приложение к ПЗ «Листинг программы»)[1]12Маршрутная карта изготовления печатной платы (Приложение к ПЗ)[5]Маршрутная карта сборки и монтажа печатного узла (Приложение к ПЗ)[5](обязательное)Алгоритмы работы программы(обязательное)Маршрутные карты1) ДП09.02.01ЭВМ476012023 01 МК Изготовление печатной платы с навесными и SMD-элеменетамина 4 листах;2) ДП09.02.01ЭВМ476012023 02 МК Изготовление печатной платы химическим позитивным методомна 7 листах.(обязательное)Расчеты в таблицахЕ.1 Расчёт суммарной мощности, потребляемой элементами схемы.Таблица Е.1– Максимальная потребляемая мощность схемыЭлементКол.Потребляемаямощность, ВтСуммарнаяпотребляемаямощность, ВтМикросхема PIC16F628-04/SO (DD2)10,80,8Микросхема TSOP1738 (DD1)10,010,01Резистор 4,7 кОм(R5)20,0030,01Резистор 10 кОм (R3)20,1250,25Резистор 10 кОм (R15)10,0020Резистор 43 Ом (R2)10,0250,03Индикатор ЖК WH1602D-PGH-CT (DD3)16,36,3Подсветка индикатора ЖК WH1602D11,841,84Светодиод ИК L-34F3C (VD1)10,0240,02Реле CX380D5 (U1)10,0450,05Всего, Вт9,3Е.2 Расчёт надёжности элементов печатной платы с учётом пайкиТаблица Е.2– Интенсивность отказов элементовНаименование и тип элементаi, ·10-6 (ч –1)NiKHKT, ·10-6 (ч –1)Микросхема PIC16F628-04/SO0,09511,01,00,1Микросхема TSOP17380,01911,01,00,02Микросхема LM7805A0,01911,01,00,02Транзистор IRLU024N0,510,21,00,1Конденсатор 0,1 мкФ0,1540,51,00,3Конденсатор 100 мкФ 10 В0,1510,51,00,08Конденсатор 220 мкФ 25 В0,1510,51,00,08Фоторезистор1,8010,51,00,9Резистор 4,7 кОм0,0320,51,00,03Резистор 10 кОм0,0330,51,00,05Резистор 470 Ом0,0320,51,00,03Резистор 43 Ом0,0310,51,00,02Резистор 1,3 кОм0,0310,51,00,02Резистор 10 Ом0,0310,51,00,02Резистор 240 Ом0,0310,51,00,02Индикатор ЖК WH1602D-PGH-CT0,8811,01,00,88Светодиод ИК L-34F3C0,12210,21,00,02Диодный мост 2W10M0,0410,21,00,01Реле CX380D50,0610,21,00,01Кнопка SWT-20-70,05310,51,00,03КлеммникDG301-5.00,0510,51,00,03Пьезокерамический резонатор ZQ10,510,51,00,25Разъем питания DS-261B0,06210,51,00,03Пайки печатного монтажа0,041621,01,06,48Суммарная интенсивность отказов элементов и компонентов с учетом условий эксплуатации устройства9,48Вероятности безотказной работы в течении 5000 часов0,95Расчетное значение средней наработки на отказ, часов105430,74Расчетное значения вероятности отказа Q (t)0,05Е.3 Расчет габаритных размеров печатной платы.Таблица Е.3– Площадь, занимаемая ЭРЭТип ЭРЭКол.Площадь, занимаемая одним ЭРЭ, мм2Площадь, занимаемая всеми ЭРЭ, мм2Микросхема PIC16F628-04/SO1142,79142,79Микросхема TSOP1738160,1760,17Микросхема LM7805A160,6960,69Транзистор IRLU024N149,5749,57Конденсатор 0,1 мкФ46,6626,66Конденсатор 100 мкФ 10 В192,492,4Конденсатор 220 мкФ 25 В1Фоторезистор125,5725,57Резистор 0805276,42173,28Индикатор ЖК WH1602D-PGH-CT12938,252938,25Светодиод ИК L-34F3C16,426,42Диодный мост 2W10M1112,36112,36Реле CX380D51119,35119,35Кнопка SWT-20-7351153КлеммникDG301-5.01201,5201,5Пьезокерамический резонатор ZQ1169,4669,46Разъем питания DS-261B1266,5266,5Крепежное отверстие 2,5 мм41,967,85Крепежное отверстие 3,2 мм62,5115,07Печатная плата (100 х 100) мм11000010000Зона запрета1594594Площадь, занимаемая ЭРЭ, мм24497,95Площадь, занимаемая крепежными отверстиями, мм222,92Коэффициент заполнения печатной платы0,51Е.4 Расчет параметров печатных проводников печатной платыОпределяем минимальную ширину печатного проводника по постоянному току:bmin = Imax / (jдоп · t);(Е.1)b2min = (Imax · r · l) / (Uдоп · t).(Е.2)d = dэ+ Ddно + r(Е.3)D = d + dBO + 2b + tBO + 2 dтр +[Td2 +TD2 + tНО2 ]0,5(Е.4)Таблица Е.4– Расчет минимальной ширины печатного проводникаПараметрДаноРасчетФормулаМаксимальный постоянный ток через проводник Imax, А3Допустимая плотность тока jдоп, А/мм248Толщина проводника t, мм0,35Удельное объемное сопротивление материала r, Ом · мм2/м0,0175Максимальная длина проводника l, м0,2Допостимое падение напряжения, В (5 % от Uпит)0,25Минимальная ширина проводника b, мм0,18(Е.1)Минимальная ширина проводника b2min, мм0,04(Е.2)Е.5 Расчет параметров контактных площадок для поверхностного монтажа:Таблица Е.5– Расчет диаметра отверстия и наименьшего номинального диаметра контактной площадкиПараметрДаноРасчетФормулаМаксимальный диаметр вывода ЭРЭdэ, мм0,6Нижнее предельное отклонение о тноминального диаметра монтажного отверстия Ddно, мм0,18Разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода r, мм (0,1…0,4 мм)0,3Диаметр отверстия d, мм1,081,08(Е.3)Верхнее предельное отклонение диаметра отверстия dво, 0Гарантийный поясок b, мм0,10Величина подтравливания проводника в отверстии dmp, мм0Верхнее предельное отклонение ширины проводника tво, мм0,25Нижнее предельное отклонение ширины проводника tно, мм-0,25Позиционный допуск расположения осей монтажных отверстий Td, мм0,08Позиционный допуск расположения осей центров КП TD, мм0,15Наименьший номинальный диаметр контактной площадки D, мм1,63(Е.4)(обязательное)Алгоритм поиска неисправностиЛист регистрации измененийИзм.Номера листов (страниц)Всеголистов(страниц)в докум.№докум.Входящий №сопрово-дительногодокум.и датаПодп.Датаизме-нен-ныхзаме-ненныхновыханнули-рованных
1. Шило В.П. «Популярные микросхемы ТТЛ», Москва Аргус», 1993.
2. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры: Учебник для вузов / К.И. Билибин, А.И. Власов, Л.В. Журавлева и др.Под общ.ред. В.А. Шахнова. – М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э. Баумана, 2002.
3. Воробьев Н.И. «Проектирование электронных устройств», Москва «Высшая школа», 1989.
4. Надежность электрорадиоизделий. Справочник, – М.: Изд-во ОАО «Стандартэлектро», 2002.
5. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры: Учебник для вузов / Под. общ. ред. В.А. Шахнова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.