Xreferat.com » Рефераты по коммуникации и связи » Конструирование и технология изготовления генератора "воющего" шума

Конструирование и технология изготовления генератора "воющего" шума

Федеральное агентство по образованию РФ

Рязанский государственный радиотехнический университет

Кафедра ТРЭА


Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине «Конструирование узлов и проектирование технологических процессов»

на тему: Конструирование и технология изготовления генератора «воющего» шума


Выполнил: ст. гр. 549

Кулебякина Н.Ю.

Проверил:

Сускин В.В.


Рязань 2009

Федеральное агентство по образованию РФ

Рязанский государственный радиотехнический университет

Кафедра ТРЭА


Задание

на курсовой проект по дисциплине

«Конструирование узлов и проектирование технологических процессов»

студенту Кулебякиной Н.Ю. группы 549

1. Тема проекта: Конструирование и технология изготовления генератора «воющего» шума.

2. Срок сдачи законченного проекта: 15 ноября 2009 г.

3. Исходные данные.

3.1. Схема электрическая принципиальная генератора «воющего» шума.

3.2. Условия эксплуатации

Устройство должно сохранять работоспособность при:

- температуре окружающей среды от плюс 1 до плюс 40°С;

  • атмосферном давлении (84-107)кПа, (630-800) мм рт.ст.;

  • относительной влажности воздуха (45-80)%;

  • вибрационных нагрузках, соответствующих лабораторным условиям

эксплуатации.

3.3. Класс точности третий.

4. Требования по надежности устройства.

4.1. Средняя наработка на отказ не менее 5000ч.

5. Производство устройства.

Годовой объем выпуска-100 000.

6. Выполнить

6.1. Расчет конструкции, надежности, теплового режима, вибропрочности устройства и его элементов.

6.2. Конструкцию устройства.

6.3. Маршрутную технологию изготовления печатного узла.

6.4. Комплект конструкторской документации.


Дата выдачи задания 10.09.2009

Срок выполнения работы 15.11.2009

Подпись руководителя Сускин В.В.

Подпись студента Кулебякина Н.Ю.


СОДЕРЖАНИЕ


1 Введение

1.1 Краткое описание принципиальной схемы и назначения устройства

2 Конструирование устройства

2.1 Выбор элементной базы и технологии изготовления, сборки и монтажа

2.1.1 Выбор электрорадиоэлементов

2.1.2 Выбор технологии изготовления, сборки и монтажа

2.2 Конструирование печатного узла

2.2.1 Расчет конструкции печатной платы

2.2.2 Создание библиотеки компонентов

2.2.3 Формирование схемы электрической принципиальной

2.2.4 Компоновка печатного узла

2.3 Конструирование деталей (корпуса)

3 Технология изготовления сборки и монтажа

3.1 Анализ конструкции на технологичность

3.2 Проектирование конструкции технологической оснастки

3.2.1 Штамп

3.2.2 Прессформа

3.3 Разработка технологического процесса изготовления, сборки и монтажа

3.4 Инженерные расчеты

3.4.1 Расчет надежности

3.4.2 Расчет теплового режима

3.4.3 Расчёт механической прочности

Заключение

Библиографический список


1 ВВЕДЕНИЕ


В мире сейчас существует огромное количество самых разных устройств, так называемого шумового воздействия. Данный генератор «воющего» шума находит свое применение в:

  • медицине, в качестве кнопки вызова медицинского персонала;

  • быту, как переносной звонок, предупреждающий о появлении гостей на дачном участке;

  • в качестве игрового устройства;

  • в каждом из видов электронных средств, где имеется система, устройство или элемент, выполняющие одну и ту же функцию: обеспечение сигнала оповещения.

В настоящее время существует большое количество как отечественных, так и зарубежных аналогов данного устройства. В данном курсовом проекте разрабатывается генератор «воющего» шума, чьи преимущества состоят в следующем:

  • генератор прост в обращении, что делает его доступным для детей и людей пожилого возраста;

  • прибор имеет автономный источник питания и не зависит от сети;

  • легкое изменение параметров звучания;

  • благодаря применению защелок, возможна быстрая сборка устройства и замена источника питания, не требующие дополнительных приспособлений;

  • удобен для транспортировки.

С целью повышения конкурентоспособности данного изделия возникает необходимость в повышении технологичности, снижении себестоимости, а так же уменьшении габаритных размеров.

Учитывая серийный тип производства, с точки зрения экономичности, основная часть элементарной базы устройства следует представить в DIP-исполнении, что позволит использовать для регулировки и настройки прибора достаточно простое оборудование и увеличить ремонтопригодность изделия.

Использование современных комплектующих позволяет повысить надежность, снизить габариты и массу разрабатываемого устройства.

В данном курсовом проекте выполняется следующее:

  1. Выбор элементной базы и технологии изготовления, сборки и монтажа.

  2. Расчет конструкции печатной платы и компоновки печатного узла.

  3. Расчёт конструкции генератора на технологичность и разрабатывается технологическая схема сборки печатного узла блока.

  4. Производятся расчёты теплового режима конструкции, вибропрочности, надёжности.

  5. Проектирование конструкции технологической оснастки.

Приводится разработанная конструкторская документация на изделие, чертежи печатных плат, электрической схемы, описание технологического процесса сборки печатного узла.


1.1 Краткое описание принципиальной схемы и назначения устройства


Разрабатываемое в данном проекте самовозбуждающееся устройство предназначено для генерации шумового воздействия, переключающегося с определенной частотой. При помощи переменных резисторов, выведенных на корпус, можно изменять параметры звучания. Включение осуществляется кнопкой PBS-10B.

Генератор должен быть конструктивно законченным изделием, соответствующим следующим эксплуатационным требованиям:

  • температура окружающей среды от плюс 1 до плюс 40°С;

  • атмосферное давление (84-107)кПа, (630-800) мм рт.ст.;

  • относительная влажность воздуха (45-80)%;

  • вибрационные нагрузки, соответствующие лабораторным условиям

эксплуатации.

Требования по надежности: средняя наработка на отказ не менее 5000 часов.

С целью снижения затрат времени и средств на разработку устройства, технологическую подготовку производства, изготовление, эксплуатацию и ремонт, генератор должен соответствовать требованиям технологичности.


2 КОНСТРУИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА


В настоящее время возрастает сложность РЭА, перед конструкторами встают новые задачи. Именно от конструкции РЭА в значительной степени зависит качество и эффективность использования аппаратуры, ее надежность и функциональные возможности, стоимость производства и эксплуатации.

Конструирование – это процесс выбора и отражения в технических документах структуры, размеров и формы, материалов и внутренних связей проектируемого устройства. [11]

Конструирование РЭА зависит от большого количества факторов, основными из которых являются: функциональное назначение аппаратуры, объект установки, условия эксплуатации, эксплуатационные требования, производственно-технологические требования, экономические показатели.


2.1 Выбор элементной базы и технологии изготовления,

сборки и монтажа


2.1.1 Выбор электрорадиоэлементов

При анализе принципиальной электрической схемы весь перечень элементов можно разбить на две группы:

1.Элементы, жестко регламентированные схемой (указаны их уникальные индексы). Такие как, транзисторы 2N2222, 2N2646.

2. Элементы, регламентированные по основному параметру (указано соответствующее номинальное значение этой величины). Предоставляется возможность самому подобрать тип данного элемента.

Таким образом, при выборе элементной базы будем придерживаться того, что:

1. Компоненты должны обладать указанными в схеме характеристиками;

2. Номенклатура используемых типов корпусов должна быть по возможности сужена для повышения технологичности конструкции печатного узла.

Необходимо применять в первую очередь стандартные и унифицированные элементы, а также другие изделия массового или серийного производства. Стандартные элементы выбираются по данным официальных справочников.

Выбор ЭРЭ производится путем сопоставления технических условий на них с условиями применения элементов в изделии. При выборе элементов следует придерживаться предельных значений параметров окружающей среды. [17]

При предельных температурах не должны происходить необратимые изменения параметров элементов, а также сами материалы ЭРЭ не должны разрушаться. Выбор ЭРЭ зависит также от принятого вида монтажа. [30]

Кроме того, тенденция развития современного приборостроения в России показывает, что как в новых разработках, так и в серийном производстве все шире используются электронные компоненты (электрорадиоизделия и детали аппаратуры) зарубежных производителей. Объективными причинами такого явления послужили резкое сокращение объемов выпуска отечественных ЭРЭ, практическая остановка большинства их производителей, а также отсутствие в последние годы новых разработок элементной базы. Все это на фоне бурного прогресса мировой электронной индустрии привело к отставанию отечественных ЭРЭ от зарубежных на 10-15 лет как по техническому уровню, так и по технико-экономическим показателям. В результате ряд групп современных электрорадиоизделий отечественной промышленностью практически не выпускаются, а те ЭРЭ, что выпускаются, порой значительно дороже зарубежных аналогов. Так, например, зарубежные конденсаторы с оксидным диэлектриком примерно втрое дешевле отечественных аналогов при выигрыше в массогабаритных параметрах. [19]

Все вышеизложенное, а также фактическое разрешение с ноября 1997г. импортной комплектации отечественной аппаратуры специального назначения, дали серьезный импульс отечественным предприятиям на использование импортных ЭРЭ.

С учетом всего вышесказанного и руководствуясь схемой электрической принципиальной выберем следующие ЭРЭ:

1. В качестве постоянных резисторов выберем резисторы с корпусом С1-4 (R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10).


Рисунок 1. Постоянный резистор С1-4


Таблица 1. Характеристики резистора С1-4 [27]

Номинальная мощность, Вт

(при )

Диапазон номинальных сопротивлений

Ряд промежуточных значений, допуск

Диаметр,

мм

Длина,

мм

0,5 (70)

10Ом…

10МОм

Е24, Е48

+2; +5; + 10


5,5

13


2. Переменный резистор СП3-19 (R5, R6, R7).


Рисунок 2. Переменный резистор СП3-19


Таблица 2. Характеристики резистора СП3-24 [3]

Номинальная мощность, Вт

(при )

Диапазон номинальных сопротивлений

Ряд промежуточных значений, допуск

Функциональная характеристика

Ширина,

мм

Длина,

мм

Высота,

мм

0,25 (40)

680 Ом…

1 МОм

Е6

+20; + 30


А

14,5

56

18


3. Конденсатор с органическим диэлектриком К73-11 (С2).


Рисунок 3. Конденсатор К73-11


Таблица 3. Характеристики конденсатора К73-11 [5]

Номинальное напряжение, В

Диапазон номинальных емкостей, мкФ

Ряд промежуточных емкостей, допуск

Ширина,

мм

Длина,

мм

Высота,

мм

400

0,022…1

Е6

+5; +10; + 20


7…15

13…30

18


4. Полярный конденсатор К50-15 (С1).


Рисунок 4. Полярный конденсатор К50-15

Таблица 4. Характеристики полярного конденсатора К50-15 [7]

Номинальное напряжение, В

Диапазон номинальных емкостей, мкФ

Диаметр,

мм

Длина,

мм

Диаметр вывода,

мм

250

2,2

9,7

35

0,9


5. Импортный биполярный транзистор 2N2222 (VT3).

Отечественный аналог – КТ3117А.


Рисунок 5. Транзистор 2N2222


Таблица 5. Характеристики биполярного транзистора 2N2222 [22]

Материал

Проводимость

Uкэmax,

В

Iкэmax,

A

Pк,

Вт

Fгр,

МГц

Масса,

гр

Кремний

n-p-n

75

0,8

0,5

250

0,5


6. Импортный полевой транзистор 2N2646 (VT1, VT2).


Рисунок 6. Транзистор 2N2646


Таблица 6. Характеристики полевого транзистора 2N2646 [8]

Материал

Проводимость

Uкэmax,

В

Iкэmax,

A

Pк,

Вт

Fгр,

МГц

Масса,

гр

Кремний

n-p-n

75

0,5

0,5

50

0,5


Модель корпуса аналогична корпусу транзистора 2N2646.


7.Звукоизлучатель.

Выберем для нашей схемы модель ЗП-2.


Рисунок 7. Звукоизлучатель [1]


8.Выключатель.

Выберем кнопочный выключатель PBS-10B.


Рисунок 8. Выключатель [6]


2.1.2 Выбор технологии изготовления, сборки и монтажа

Увеличение плотности печатного монтажа, тенденция к автоматизации технологических процессов изготовления печатных плат, необходимость уменьшения трудоемкости и повышения процента выхода годных изделий существенно обострили вопрос технологичности и серийнопригодности печатных плат. При реализации схемотехнических решений минимально необходимые размеры элементов печатного монтажа и их взаимное расположение определяются в результате расчета электрической схемы.

При разработке функционального узла с печатным монтажом должны учитывать следующие требования:

  • Максимальные размеры ПП имеют много ограничений. Это и габариты фотошаблонов, и возможности сверлильных станков;

  • метод изготовления печатных плат определяет основные конструкционные, технико-экономические и эксплуатационные характеристики функционального узла, а также выбор материала основания и количество металлизированных слоев печатных плат;

  • разработка и изготовление печатных плат с высокой плотностью монтажа связана с большими конструктивными и технологическими трудностями.

Габариты печатной платы определяются количеством ЭРЭ, установленных на ней, и их установочными размерами. [17]

При разработке конструкции печатной платы необходимо учитывать следующие требования:

  • печатные платы следует выполнять по возможности прямоугольной формы;

  • основной шаг координатной сетки 2.5 мм, дополнительные 1.25 и 0.625 мм.

В целях для лучшего теплоотвода применим конструкцию односторонней печатной платы с металлизацией отверстий. В сторону выбора односторонней печатной платы говорит и то, что максимальную площадь занимают переменные резисторы, динамик и выключатель, которые должны выводиться на корпус устройства, т. е. располагаться на одной стороне ПП. Односторонние ПП обеспечивают самую высокую точность выполнения проводящего рисунка и совмещения его с отверстиями и при этом являются наиболее дешевым классом печатных плат. Для повышения прочности крепления элементов выберем одностороннюю ПП с металлизацией отверстий.

Метод изготовления печатной платы выбран на основании ОСТ 4.ГО054.043 и ОСТ 4.ГО054.058. Односторонние печатные платы изготавливаются комбинированным позитивным методом, основанным на применении одностороннего фольгированного диэлектрика. Этот метод сочетает в себе субтрактивный и аддитивный методы, т.е. основан как на операции нанесения проводящего слоя, так и на операции травления излишней металлизации. Металлизацию отверстий проводят электрохимическим методом, а проводящий рисунок схемы получают травлением меди с пробельных мест.

Печатные платы третьего класса - наиболее распространенные, поскольку, с одной стороны, обеспечивают достаточно высокую плотность трассировки и монтажа, а с другой - для их производства достаточно рядового, хотя и специализированного, оборудования.

В качестве вида пайки выберем пайку двойной волной припоя. Данный метод применяется для пайки дип-элементов и чип-корпусов, изготовленных по толстопленочной технологии.


Рисунок 9. Схема пайки двойной волной припоя


Первая волна обладает узкой направленностью с высоким зивихрением, высокой скоростью струи и сопла, исключает появление газовых полостей. Вторая волна устраняет перемычки припоя, созданные первичной волной.


2.2 Конструирование печатного узла


При конструктивной компоновке изделия необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

  1. Элементы схемы должны располагаться таким образом, чтобы электрические связи между ними были наиболее короткими;

  2. Для исключения наводок цепей переменного напряжения на цепи выпрямленного напряжения эти цепи следует прокладывать в отдельных жгутах. Жгуты должны быть разнесены друг от друга. С этой целью трансформатор и дроссель следует располагать так, чтобы оси их катушек были взаимно перпендикулярны. Трансформаторы и дроссели должны быть по возможности удалены от усилительных элементов;

  3. Тяжёлые элементы должны быть установлены ближе к точкам крепления шасси;

  4. Элементы схемы должны располагаться так, чтобы полупроводниковые приборы, а также конденсаторы не подогревались другими элементами, выделяющими тепло;

  5. Все элементы должны быть установлены так, чтобы была обеспечена возможность их замены без демонтажа других деталей. [24]


2.2.1 Расчет конструкции печатной платы

Выберем в качестве материала печатной платы фольгированный стеклотекстолит FR-4 со следующими характеристиками:

-толщина материала 1 мм;

-толщина фольги 0,035мм.

Согласно классу точности 3 (ГОСТ 23751-86), отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий к толщине печатной платы равно 0,33:

По ГОСТ 10317-79 минимальный допустимый диаметр металлизированного отверстия равен 0,4мм.

Применение металлизированных КП обосновано тем, что их можно использовать в качестве переходных отверстий.

При расчете диаметра металлизированного отверстия следует предусматривать гарантированный зазор (не менее 0,1 мм) для заполнения металлизированного отверстия расплавленным припоем.


d = ds + |∆| + 0,1 (2.1)


d - диаметр отверстия;

ds - диаметр или диагональ вывода;

|∆| - модуль (абсолютное значение) нижнего значения допуска на отверстие. Согласно ГОСТ 23751-86, для отверстий с металлизацией и оплавлением диаметром до 1,0 мм включительно, величина |∆| принимается равной 0,13мм; для отверстий большего диаметра |∆| брать равным 0,15мм.

Наименьший номинальный диаметр D контактной площадки (согласно ГОСТ 23751-86) рассчитывают по формуле:


D=(d+∆dв.о)+2b+∆tв.о+2∆dтр+(Td2+TD2+∆tп.о2) (2.2)


Где:

d – диаметр отверстия;

b — гарантийный поясок ( b=0.1)

∆dв.о— верхнее предельное отклонение диаметра отверстия ( при d≤1мм ∆dв.о =0 ; при d>1мм ∆dв.о =0,05мм);

∆tв.о — верхнее предельное отклонение диаметра контактной площадки ( с мегалитическим покрытием ∆tв.о =0,1);

∆dтр — значение подтравливания диэлектрика в отверстии (для ДПП ∆dтр=0);

∆tп.о— нижнее предельное отклонение диаметра контактной площадки ( с мегалитическим покрытием

∆tв.о =-0,1);

Td — Значение позиционного допуска расположения осей отверстий (При размер печатной платы по большей стороне, до 180мм включительно Td=0,03);

TD — Значение позиционного допуска расположения центров контактных площадок (При размер печатной платы по большей стороне, до 180мм включительно TD =0,15);

Таким образом для отверстий диаметром меньше 1мм включительно имеем:


D=(d+0)+2•0.1+0.1+2•0 +(0.032+0.152+0.12)=d+0.333 (2.3)


Для отверстий, диаметром большим 0,1мм имеем:


D=(d+0,05)+2•0.1+0.1+2•0+(0.032+0.152+0.12)=d+0.383 (2.4)


При использовании элементов с 2 осевыми выводами необходимо учитывать требования ГОСТ 10317-79– расстояние между выводами должно быть кратно 1,25 мм. Минимально возможное расстояние между выводами регламентирует ГОСТ 29137-91:


Рисунок 10. Расстояние между выводами


ly = L + 2l0 + 2R + d (2.5)


Согласно ГОСТ 29137-91 резисторы, конденсаторы и диоды в цилиндрических корпусах с двумя осевыми выводами разрешается устанавливать вертикально.


Рисунок 11. Вертикальное размещение элемента

При этом минимальное расстояние между выводами определяется по формуле:


(2.6)


Таблица 7. Установочные размеры для вертикально размещенных элементов

Шифр позиции ИЭТ

Диаметр корпуса D, мм

Установочный размер ly, мм

0401

До 3,0 включительно

2,5

0402

3,0..5,5

3,75

0403

5,5..8

5,0


Примем шаг трассировки для данного печатного узла равным 1,25 мм.

  1. Резистор С1-4 (R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10).

ds=0.6

|∆|=0.13

d=0.6+0.13+0.1=0,83

Согласно ГОСТ 10317-79, d=0,9мм

Используя формулу (2) получим D=0,9+0.333=1.233

Таким образом, D=1.3 мм.

Установим данный резистор вертикально:

Установочный размер возьмем из таблицы 1; для d=5,5 мм

=3,75 мм.

  1. Резистор СП3-24 (R5, R6, R7).

ds=1.3

|∆|=0.15

d=1.3+0.15+0.1=1.55

Согласно ГОСТ 10317-79, d=1,6мм

Используя формулу (3) получим D=1,6+0.383=1.983

Таким образом D=2 мм

Выводы элемента не формуются.

  1. Конденсатор К73-11 (С2).

ds=0.8

|∆|=0.15

d=0.8+0.15+0.1=1,05

Согласно ГОСТ 10317-79, d=1,1мм

Используя формулу (3) получим D=1,1+0.383=1.483

Таким образом D=1.5 мм

ly = L + 2l0 + 2R + d

ly =20+2•0,5+2•1+0,8=23,8

Учитывая требование, ГОСТ 10317-79 примем расстояние между выводами (а соответственно и центрами отверстий КП) равным 25 мм.

  1. Конденсатор К50-15 (С1).

ds=0.9

|∆|=0.15

d=0.9+0.15+0.1=1,15

Согласно ГОСТ 10317-79, d=1,2мм

Используя формулу (3) получим D=1,2+0.383=1.583

Таким образом D=1.6 мм

ly = L + 2l0 + 2R + d

ly =35+2•0,5+2•1+0,9=38,9

Учитывая требование, ГОСТ 10317-79 примем расстояние между выводами (а соответственно и центрами отверстий КП) равным 40 мм.

  1. Транзисторы 2N2222, 2N2646 .

ds=0.5

|∆|=0.13

d=0.5+0.13+0.1=0.73

Согласно ГОСТ 10317-79, d=0,8мм

Используя формулу (2) получим D=0.8+0.333=1.133

Таким образом D=1.2 мм

Выводы элемента не формуются.

6. Звукоизлучатель ЗП-2.

ds=1.2

|∆|=0.15

d=1.2+0.15+0.1=1.45

Согласно ГОСТ 10317-79, d=1,5мм

Используя формулу (3) получим D=1,5+0.383=1.883

Таким образом D=1,9 мм

Выводы элемента не формуются.

7. Выключатель PBS1-10B.

ds=0.9

|∆|=0.15

d=0.9+0.15+0.1=1,15

Согласно ГОСТ 10317-79, d=1,2мм

Используя формулу (3) получим D=1,2+0.383=1.583

Таким образом D=1.6 мм

Выводы элемента не формуются.

Расчет ширины проводников и зазоров

Приближенный анализ электрической схемы позволяет отнести её к слаботочным и низковольтным цепям. Таким образом, ширина печатных проводников и зазоров выбираются минимальными для данного класса точности, то есть 0,25мм.

Расчет площади платы

Рассчитаем площади, занимаемые элементами печатного узла:

Суммарная площадь, занимаемая элементами печатного узла:

Рассчитаем площадь платы, выбрав коэффициент использования 1,5:

Согласно действующему ГОСТ 10317-79 при длине стороны печатной платы до 100мм размеры каждой стороны должны быть кратны 2,5мм. В целях наиболее рационального использования площади платы выполним её в виде прямоугольника. Ближайшее значение площади, удовлетворяющее требованиям стандарта, равно 5044 мм2. Это соответствует размерам платы 63 х 80 мм2.

Очевидно, что изготовить печатный узел такого размера невозможно. Это объясняется тем, что площадь, занимаемая переходными отверстиями и контактными площадками, не учитывается при расчете коэффициента использования. При малых размерах платы она будет составлять значительную долю площади всей платы. Также для комфортной настройки громкости при помощи переменных резисторов расположим их на удобном расстоянии друг от друга.

Таким образом, мы вынуждены увеличить размеры печатной платы. При этом коэффициент использования будет меньше требуемого в задании.

Опытным путем был установлено, что минимальный размер платы, при котором возможно создать данный печатный узел, равен 88 х 102 мм2. Ко-эффициент использования при этом равен:


2.2.2 Создание библиотеки компонентов

При создании библиотеки компонентов печатного узла необходимо:

1.При помощи редактора Symbol Editor создать условное обозначение компонента согласно ГОСТ 2.728- 74, ГОСТ 2.730- 73. Установить атрибуты {RefDes}, {Type}, {Value} (для однозначной идентификации элемента на последующей электрической схеме) и точку привязки, относительно которой будет вращаться изображение на схеме. Проверить правильность создания условного обозначения (командой Utils/Validate).


Рисунок 12. Условное обозначение элемента С1-4 с атрибутами


2.При помощи редактора Pattern Editor создать посадочное место под компонент с учетом геометрических размеров корпуса и контактных площадок. Установить атрибуты {RefDes}, {Type}, {Value} (для однозначной идентификации элемента на последующей схеме компоновки печатного узла) и точку привязки. При необходимости указать точку нанесения клея. Проверить правильность создания посадочного места (командой Utils/Validate).

Рисунок 13. Посадочное место под элемент С1-4 с атрибутами


3. В менеджере библиотек Library Executive произвести соединение посадочного места с условным обозначением путём задания соответствия между контактными площадками первого и контактами второго с указанием их типов. Проверить правильность создания компонента (командой Utils/Validate).


Рисунок 14. Таблица соответствия для элемента С1-4


Согласование символов остальных компонентов с их посадочными местами и создание дополнительной текстовой информации, то есть упаковка компонента в корпус, представлены на рисунках 15-21.

Рисунок 15. Компонент СР3-24


Рисунок 16. Компонент К73-11


Рисунок 17. Компонент К50-15


Рисунок 18. Компонент 2N2222


Рисунок 19. Компонент 2N2646


Рисунок 20. Компонент PBS1-10B

Рисунок 21. Компонент ZP2


В результате проделанной работы получается файл *.lib, содержащий всю необходимую информацию об элементной базе печатного узла (рисунок 20).

Рисунок 22. Библиотека компонентов

2.2.3 Формирование схемы электрической принципиальной

Формирование принципиальной электрической схемы производится в редакторе Schematic. Процесс создания схемы можно разделить на несколько этапов:

1.Настройка среды редактора:

-установка формата рабочей области А4;

-установка миллиметрового шага сетки, кратного 2,5 (согласно ЕСКД);

-установка кириллического шрифта в качестве стандартного;

-установка ширины линий;

-создание шаблона штампа (согласно ЕСКД) в виде *.ttl-файла и его подключение к документу;

-подключение ранее созданной библиотеки компонентов;

2.Непосредственное создание схемы:

-размещение надписей, обозначений компонентов в рабочей области графического редактора и объединение выводов проводниками;

-редактирование положения элементов и надписей на схеме;

3.Проверка схемы средствами редактора (командой Utils/ERC..).

Результатом проделанной работы является *.sch-файл схемы электрической принципиальной, а также *.erc-файл протокола ошибок (см. Приложения). [9]

Текст протокола ошибок:

D:КурсачShema.erc:

ERC Report Options:

Single Node Nets: On

No Node Nets: On

Electrical Rules: On

Unconnected Pins: On

Unconnected Wires: On

Bus/Net Rules: On

Component Rules: On

Net Connectivity Rules: On

Hierarchy Rules: On

ERC Errors:

SINGLE NODE NETS:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

NO NODE NETS:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

ELECTRICAL RULES:

Warning 1 -- Net NET00000 has no input pins

Warning 2 -- Net NET00000 has no output pins

Warning 3 -- Net NET00001 has no input pins

Warning 4 -- Net NET00001 has no output pins

Warning 5 -- Net NET00005 has no input pins

Warning 6 -- Net NET00005 has no output pins

Warning 7 -- Net NET00003 has no input pins

Warning 8 -- Net NET00003 has no output pins

Warning 9 -- Net NET00013 has no input pins

Warning 10 -- Net NET00013 has no output pins

Warning 11 -- Net NET00004 has no input pins

Warning 12 -- Net NET00004 has no output pins

Warning 13 -- Net NET00007 has no input pins

Warning 14 -- Net NET00007 has no output pins

Warning 15 -- Net NET00008 has no input pins

Warning 16 -- Net NET00008 has no output pins

Warning 17 -- Net NET00009 has no input pins

Warning 18 -- Net NET00009 has no output pins

Warning 19 -- Net NET00010 has no input pins

Warning 20 -- Net NET00010 has no output pins

Warning 21 -- Net NET00006 has no input pins

Warning 22 -- Net NET00006 has no output pins

Warning 23 -- Net NET00018 has no input pins

Warning 24 -- Net NET00018 has no output pins

Warning 25 -- Net NET00019 has no input pins

Warning 26 -- Net NET00019 has no output pins

26 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

UNCONNECTED PINS:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

UNCONNECTED WIRES:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

BUS/NET RULES:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

COMPONENT RULES:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

NET CONNECTIVITY RULES:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

HIERARCHY RULES:

Hierarchy is simple.

Hierarchy is resolved.

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

ERC Summary:

Single Node:

Errors: 0

Warnings: 0

Ignored Errors: 0

No Node:

Errors: 0

Warnings: 0

Ignored Errors: 0

Electrical:

Errors: 0

Warnings: 26

Ignored Errors: 0

Unconnected Pin:

Errors: 0

Warnings: 0

Ignored Errors: 0

Unconnected Wire:

Errors: 0

Warnings: 0

Ignored Errors: 0

Bus/Net:

Errors: 0

Warnings: 0

Ignored Errors: 0

Component:

Errors: 0

Warnings: 0

Ignored Errors: 0

Net Connectivity:

Errors: 0

Warnings: 0

Ignored Errors: 0

Hierarchy:

Errors: 0

Warnings: 0

Ignored Errors: 0

Согласно протоколу, принципиальная электрическая схема выполнена правильно и мы в праве перейти к компоновке печатного узла.


2.2.4 Компоновка печатного узла

Перед непосредственной компоновкой создадим архивную библиотеку компонентов (командой Library/Archive library..)и список соединений (командой Utils/Generate Netlist..) в редакторе Schematic. Таким образом, мы освобождаем себя от необходимости ручного соединения компонентов в редакторе PCB.

Фрагмент списка соединений, касающийся непосредственно связи выводов компонентов:

(net "NET00000"

(node "R1" "1")

(node "VT1" "1")

)

(net "NET00001"

(node "R3" "2")

(node "VT1" "2")

)

(net "NET00005"

(node "R7" "2")

(node "R8" "2")

)

(net "NET00003"

(node "R5" "1")

(node "R9" "1")

)

(net "NET00013"

(node "VT3" "3")

(node "VT2" "1")

(node "R4" "1")

)

(net "NET00004"

(node "R7" "1")

(node "R7" "3")

(node "C1" "1")

(node "R9" "2")

(node "VT1" "3")

)

(net "NET00007"

(node "R10" "2")

(node "R6" "1")

)

(net "NET00008"

(node "R10" "1")

(node "C2" "2")

(node "VT2" "3")

(node "R8" "1")

)

(net "NET00009"

(node "R2" "2")

(node "VT2" "2")

)

(net "NET00010"

(node "U2" "1")

(node "U1" "1")

(node "R6" "2")

(node "R6" "3")

(node "R5" "2")

(node "R5" "3")

(node "R1" "2")

(node "R2" "1")

)

(net "NET00006"

(node "U2" "2")

(node "VT3" "2")

)

(net "NET00018"

(node "U1" "2")

(node "A" "1")

)

(net "NET00019"

(node "VT3" "1")

(node "C2" "1")

(node "C1" "2")

(node "R3" "1")

(node "R4" "2")

(node "A" "2")

Протокол ошибок создания архивной библиотеки:

Archive Library Log

Errors:

Total error messages: 0

Information:

Component 2N2646 copied from library D:КУРСАЧNATALIA.LIB to library D:КурсачA

rhiv.lib.

Component C1-4 copied from library D:КУРСАЧNATALIA.LIB to library D:КурсачAr

hiv.lib.

Component CP3-24 copied from library D:КУРСАЧNATALIA.LIB to library D:КурсачA

rhiv.lib.

Component 2N2222 copied from library D:КУРСАЧNATALIA.LIB to library D:КурсачA

rhiv.lib.

Component K50-15 copied from library D:КУРСАЧNATALIA.LIB to library D:КурсачA

rhiv.lib.

Component PBS1-10B copied from library D:КУРСАЧNATALIA.LIB to library D:Курсач

Arhiv.lib.

Component ZP2 copied from library D:КУРСАЧNATALIA.LIB to library D:КурсачArh

iv.lib.

Component K73-11 copied from library D:КУРСАЧNATALIA.LIB to library D:КурсачA

rhiv.lib.

Total informational messages: 8


Графический редактор P-CAD РСВ предназначен для разработки и конструирования узлов. Он позволяет задавать размеры ПП, ширину проводников и величину индивидуальных зазоров для разных проводников, размеры контактных площадок и диаметры переходных отверстий, экранные слои. Редактор позволяет выполнять маркировку элементов, их размещение, упаковку схемы на плату, ручную и полуавтоматическую трассировку проводников и формировать управляющие файлы для технологического оборудования.

1.Настройка среды редактора (схожа с настройкой среды редактора Schematic,поэтому остановимся на различиях):

-установка миллиметровых шагов сетки 2,5 (для последующего построения контуров платы) и 0,5 (для задания шага трассировки);

-подключение ранее созданной архивной библиотеки компонентов;

-подключение к документу списка соединений;

В результате в рабочей области появятся посадочные места компонентов, выводы которых соединены согласно принципиальной электрической схеме.


Рисунок 23. Результат подключения архивной библиотеки и списка соединений


2.Непосредственное создание схемы:

-создание контура платы в слое Board;

-создание монтажных отверстий на плоскости платы (аналогично контактным площадкам, но с заданием параметра Shape / Mounting Hole). Применим метод крепления платы в четырех точках, а диаметр монтажных отверстий зададим 1,2 мм, под винты с диаметром резьбы 1 мм.

3.Трассировка платы:

-задание правил трассировки (командой Options/Design Rules):

-минимальное расстояние между элементами шелкографии 0.0мм (команда DesignSilkscreenClearance);

- минимально допустимое расстояние между двумя отверстиями оставим по умолчанию 13.0 mil (команда DesignHoleToHoleClearance);

-минимально допустимое расстояние между краями печатного рисунка на верхней и нижней сторонах

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: