Конструирование электронного таймера

2.14 Выбор  транзисторов.  

Проанализировав имеющиеся в продаже  транзисторы были выбраны транзисторы с минимальной мощностью рассеивания и максимальным током коллектора. По стоимости, и характеристикам оптимальным является выбор DTА144ES, DTС144ES.

Остальные элементы были выбраны экспериментально. 

2.15 Выбор  материала для изготовления печатной  платы. 

Для изготовления печатных плат в радиотехнике широко применяют такие материалы как  гетинакс и стеклотекстолит. Материал для изготовления печатной платы  должен иметь следующие показатели:

• большую электрическую прочность;

• малые диэлектрические  потери;
• возможность штамповки;
• выдерживать кратковременные влияния температуры до +240 С⁰ в процессе пайки;
• иметь высокую влагостойкость;
• иметь небольшую стоимость;
• иметь стойкость к влиянию химических веществ, которые применяются при изготовлении печатной платы.

      Для изготовления плат общего назначения наиболее широко применяется фольгированный стеклотекстолит. Для изготовления печатных плат для УВВ может быть применен фольгированный стеклотекстолит марки СФ-2-50-2. 

2.16 Расчет  узлов принципиальной электрической  схемы.

Исходные  данные:

Мощность  – 600Вт

Ток потребления, мА - 50 

Расчет  выходного каскада:

Р_расч=1.1 х Р_вых  (1)

где,

Р_вых= мощность выходного напряжения.  

Р_расч=1.1 х 600

Р_расч=660 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Конструкторская часть.

 
3.1 Описание конструкции и компоновка  изделия. 

     Устройство  монтируется на двухсторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита размером 45х67 мм. Расположение элементов и чертёжи верхней и нижней стороны печатной платы приведены соответственно на «Приложении В.», и «Приложении Г.». На верхней стороне печатной платы устанавливаются все элементы, кроме кнопок SB1 – SB3, Звукоизлучатель BQ1 и индикатора VD1, которые устанавливаются на нижней стороне платы. Печатная плата помещена в пластмассовый корпус BOX-G027 промышленного изготовления. Чертёж доработки корпуса приведён в приложении Д. Корпус состоит из двух частей скрепленных через плату между собой стальными саморезами  для крепления в плате предусмотрены отверстия необходимого диаметра. 

 3.2 Расчет  печатной платы.

При расчете  печатной платы учитывалась площадь всех компонентов монтажной схемы, диаметров технологических отверстий в плате и контактных площадок.  
Минимальная площадь печатной платы определяется по формуле:  
                                        (1)

где

— суммарная площадь всех компонентов.

где

Максимальная  площадь печатной платы определяется по формуле, аналогичной формуле (1)

                                         (2) 

Площадь печатной платы представляет собой сумму площадей всех компонентов. Площадь каждого из компонентов находятся по формуле:

                                                         (3)

В — ширина (или диаметр) компонента (мм);

L — длина компонента (мм);

N— количество однотипных компонентов.

Расчет площади  транзисторов:

VT1, VT2;

B=4,

L=3,

N=3,

S=4*3*3,

S=36(мм²).

Расчет площади  диодов:

VD2;

B=3,

L=6,

N=1,

S=3*6*1,

S=18(мм²).

Расчет  площади стабилитронов:

VD3;

B=4,

L=7,

N=1,

S=4*7*1,

S=28(мм²). 
 

Расчет  площади индикаторов:

 VD1;

B=12,

L=15,

N=1,

S=12*15*1,

S=180(мм²). 

Расчет  площади резисторов:

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9,

B=3,

L=6,

N=9,

S=3*6*9,

S=162(мм²).

Расчет  площади конденсаторов:

C1, С2, C3, C4,

B=5,

L=12,

N=4,

S=5*12*4,

S=240(мм²).

C5,

B=5,

L=9,

N=1,

S=5*9*1,

S=45(мм²). 

C6,

B=5,

L=15,

N=1,

S=5*15*1,

S=75(мм²). 

Расчет  площади микроконтроллера:

DD1,

B=7,

L=15,

N=1,

S=7*15*1,

S=105(мм²).

Расчет  площади стабилизатора:

DA1,

B=12,

L=15,

N=1,

S=12*15*1,

S=180(мм²).

Расчет  площади кварцевого резонатора:

ZQ1,

B=4,

L=5,

N=1,

S=4*5*1,

S=20(мм²). 

Расчет  площади пьезокерамического излучателя:

BQ1,

B=5,

L=5,

N=1,

S=5*5*1,

S=25(мм²). 
 

Расчет  площади клемника 2 контакта:

XS1,

B=5,

L=10,

N=1,

S=5*10*1,

S=50(мм²).

Расчет  площади клемника 3 контакта:

XS2,

B=5,

L=15,

N=1,

S=5*15*1,

S=75(мм²).

Суммарная площадь всех установленных на печатной плате компонентов высчитывается методом сложения площади каждого из компонентов: 

=36+18+28+180+62+240+45+75+105+180+20+25+50+75, 

=1119(мм²).

Минимальная площадь  печатной платы определяется по формуле (1) и равна:                                          

S_max=2*1119,

S_max=2238(мм²).

Максимальная  площадь печатной платы определяется по формуле (2) и равна: 

S_max=3*1119,

S_max=3357(мм²). 
 

3.3 Расчет показателей  надежности: 

      За  основу расчета надежности взят принцип  определения показателя надежности системы по характеристикам надежности комплектующих элементов.

      При расчете делается два предположения. Первое, это то, что отказы элементов являются статистически независимыми, что дает относительно реально существующую систему оценки и второе, это то, что систему рассматриваем как последовательную, то есть отказ одного элемента схемы ведет к отказу всей системы.

      Расчет  надежности выполнен по методике, изложенной в [3].

      Исходными данными для расчета служат значения интенсивности отказа всех ЭРЭ и  элементов конструкции.

Среднее время наработки на отказ определим  по формуле:

,

где,

- количество наименований радиоэлементов и элементов конструкции прибора;

- величина интенсивности отказа j-го радиоэлемента, элемента конструкции  с учетом заданных для него  условий эксплуатации: коэффициент  электрической нагрузки, температуры,  влажности, технических нагрузок и т. др.

- количество радиоэлементов, элементов  конструкции j-го наименования.

- суммарное значение интенсивности отказов. 

Таблица№2-Значения интенсивности отказа элемента.