Контроллер CTR-chp7

 

 

 

 

3.2.3 Описание работы в САПР «КОМПАС» по выполнению компоновочных работ.

В данном дипломном  проекте при разработке:

• Схема электрическая структурная контейнера
• Чертеж общего вида контейнера
• Сборочных чертежей ПУ
• Рабочих чертежей деталей ПП;

Я предлагаю использовать систему автоматического проектирования «КОМПАС-V12»

 

КОМПАС-семейство систем автоматизированного проектирования с возможностями оформления проектной и конструкторской документации согласно стандартам серии ЕСКД и СПДС. Разрабатывается российской компанией «Аскон»

 

Система автоматизированного проектирования, САПР — автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности.

 

Возможности:

КОМПАС автоматически  генерирует ассоциативные виды трёхмерных моделей (в том числе разрезы, сечения, местные разрезы, местные  виды, виды по стрелке, виды с разрывом). Все они ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к  изменению изображения на чертеже.

 

Стандартные виды автоматически строятся в проекционной связи. Данные в основной надписи  чертежа (обозначение, наименование, масса) синхронизируются с данными из трёхмерной модели.

 

Существует большое  количество дополнительных библиотек  к системе КОМПАС, автоматизирующих различные специализированные задачи. Например, библиотека стандартных изделий позволяет добавлять уже готовые стандартные детали в трехмерные сборки (крепежные изделия, подшипники, элементы трубопроводов, шпонки, уплотнения), а также графические обозначения стандартных элементов на чертежи (обозначения отверстий), предоставляя возможность задания их параметров. Использование системы автоматического проектирования САПР «КОМПАС» значительно упростило мою работу.

 

 

3.3 Обоснование конструкции проектируемых деталей, входящих в изделие ПП.

 

3.3.1 Выбор материала и покрытий.

 

При выборе материала  изготовления деталей необходимо учитывать  следующие факторы:

1)Материал является  основой конструкции (способность  выполнять свои функции при  наличии механических и климатических ВВФ)

2) Материал определяет  технологические характеристики, так  как обрабатывается определенными  технологическими методами.

3)От свойств  материала зависит точность изготовления  детали.

4)Материал влияет  на габариты и массу прибора.

5)Материал оказывает  влияние на эксплуатационные  характеристики детали, ее надежность  и долговечность.

Для изготовления печатной платы выбираем материал из следующих марок:

Таблица 32- Выбор материала печатной платы.

Тип материала/Характеристики	СТ-1	СТЭФ-1	СТФ-1
Плотность, г/см3	1,60-1,85	1,60-,-1,90	1,90-2,9
Предел прочности, кг/см2	1000	2000	2000
Водопоглощение, %	4,5	1,0	0,3
Сопротивление раскалыванию, кН/м	83	166,6	300
Теплостойкость, °C	225	185	300
Объемное элект-е сопрот-е, Ом·см	5·1010	1·1013	>1013

 

Для изготовления печатных плат, используем стеклотекстолит фольгированный СТФ-1-35-1,5 ТУ16.503.161-83 фольга медная, толщиной 35 мкм, толщина стеклотекстолита  1,5 мм, покрытие фольгой двустороннее.  Стеклотекстолит марки СТФ-1 обладает лучшими электрическими и механическими параметрами, чем у предложенных марок стеклотекстолитов. Указанный материал, хорошо обрабатывается, обладает достаточной прочностью и устойчивостью к заданным механическим и климатическим воздействиям, позволяет сформировать печатные проводники с высокими проводящими свойствами.

Маска- PLASTIK CRAMOLIN.  

Лакокрасочные покрытия применяются  для защиты металлических и неметаллических  поверхностей, деталей и узлов  от воздействующих климатических факторов.

В соответствии с заданными  требованиями по климатическим воздействиям детали покрываем лаком УР-231 В2.2 ТУ6-21-14-90. Лак

УР-231 имеет следующие  характеристики:

- высокая электрическая  прочность – 34 МВ/м до воздействия влажности, 30 МВ/м после воздействия 98 %-ной влажности;

- тангенс угла диэлектрических  потерь – 0,02..0,08;

- диэлектрическая проницаемость  4,2;

- объемное удельное  сопротивление – до воздействия влаги 10¹³ Ом/м, после воздействия влаги 10⁸ Ом/м;

- диапазон рабочих температур  – минус 60 ...+80 .

 

3.3.2 Расчёт конструктивных элементов детали

Целью расчёта  является определение размеров контактных отверстий и контактных площадок, ширины проводников и расстояние между проводниками.

    3.3.3.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

─Тип платы – двусторонняя.

─Группа жёсткости платы - 3 ГОСТ 23752 - 79.

─Класс точности - 3.

─Размер печатной платы (ПП) - (110,5х85)мм.

─Наличие металлизации- есть.

─Число проводников в узком месте n=0.

 

Рисунок 61. Фрагмент топологии печатной платы.

 

3.3.2.2 Определение диаметра монтажных отверстий.

 

                            ,                               (24)

где -наибольший диаметр вывода элемента

    - технологический зазор между отверстиями и выводами.

    - нижнее предельное отклонение диаметра отверстия, выбирается по таблице 2 ГОСТ 23751-86

_{d1 =0.5+0.2+0.05=0.75 мм}

d2 =0.6+0.2+0.05=0.85 мм

d3 =0,8+0,2+0,05=1,05 мм

d4 =0,9+0,2+0,05=1,15 мм

d5 =1+0,2+1,1=2,3 мм

d6 =1,2+0,2+1,1=2,5 мм

d7 =1,3+0,2+1,1=2,6 мм

d8 =1,6+0,2+1,1=2,9 мм

Диаметр переходных отверстий выбираю равным 0,8 мм. Переходные отверстия имеют металлизацию. Чтобы обеспечить технологичность печатной платы на данном предприятие (ООО «Скоростные системы связи») выбирают минимальный диаметр переходного отверстия по соответствующему классу точности печатной платы.

Проверяю наличие  значения d в ряду типоразмеров в ГОСТ 23751-86.  Выбираю d1=0,8(мм);d2=0,9(мм); d3=1(мм); d4=1,2(мм); d5=2,4(мм); d6=2.5(мм); d7=2.6(мм); d8=1,9(мм).

 

3.3.2.3 Определяем ширину печатного проводника.

 

                            t = t_ма + |Δt_но|                                       (25)

где  t_ма -минимально допустимая ширина проводника  0.25

      Δt_но -нижнее предельное отклонение проводника. 0,05

_(мм)

 

3.3.2.4 Определение расстояния между проводящими элементами.

                            

                          

                                (26)

где -минимально допустимое значение расстояния выбираемое по рабочему напряжению 0,10

     -верхнее предельное значение отклонения ширины проводника. 0,05

_(мм)

3.3.2.5 Определение диаметра контактной площадки.

 

                                 (27)

где -верхнее предельное отклонение диаметра монтажного отверстия

      -поясок контактной площадки выбираемой по классу точности печатной платы.

       -коэффициент, учитывающий смещение момента отверстий и площадок относительно номинального значения.

_{D1=(0.8+0)+(0.45)+(0.1} ²_+0.2 ²_{+ 0.05} ²_{)=1.3 мм}

D2=(0,9+0)+(0,45)+(0,1 ²+0,2 ²+0,05 ²)=1,4 мм

D3=(1+0,05)+(0,45)+(0,1 ²+0,2 ²+0,05 ²)=1,55 мм

D4=(1,2+0,05)+(0,45)+(0,1 ²+0,2 ²+0,05 ²)=1,75 мм

D5=(2,4+0,05)+(0,45)+(0,1 ²+0,2 ²+0,05 ²)=2,95 мм

D6=(2,5+0,05)+(0,45)+(0,1 ²+0,2 ²+0,05 ²)=3,05 мм

D7=(2,6+0,05)+(0,45)+(0,1 ²+0,2 ²+0,05 ²)=3,15 мм

D8=(2,9+0,05)+(0,45)+(0,1 ²+0,2 ²+0,05 ²)=3,45 мм

 

3.3.3.6 Определение минимального расстояния между двумя монтажными отверстиями для прокладки n проводников (проверка узкого места).

Топология проводящего  рисунка не содержит узких мест.

3.3.3.7 Определение минимально допустимого зазора от края платы до проводника.

                              

,                              ( 28)

где Нпп- толщина печатной платы

      Y- допуск на размер стороны печатной платы, вдоль которой проложен проводник

 

 

3.3.2.8 Определение толщины печатной платы.

Толщина печатной платы определяется по двум критериям:

─по стороне большей стороны ПП

─по значению механических ВВФ при эксплуатации.

Длина большей стороны моей ПП 110,5мм. С учётом незначительной синусоидальной вибрации я выбираю толщину моей печатной платы 1,5мм.

3.3.2.7 Определение квалитета на габаритные размеры.

Предельные отклонения на несопрягаемые размеры контура  печатной платы не должны быть более 14-го квалитета по ГОСТ25347-82.

3.3.2.8 Определение минимального допустимого зазора между краем платы и проводниками.

Так как на топологии  проводящего рисунка моей платы  отсутствуют дорожки, проходящие близко к краю, то этот зазор я не рассчитываю.

3.3.2.9 Определение допуска на межцентровые расстояния крепёжных отверстий.

Так как, моя плата  относится к пятому классу точности, то допуск на межцентровое расстояние должен лежать в пределах -0,1…+0,1 (мм).

3.3.2.10 Определение допуска на монтажные и переходные отверстия при сверлении.

Так как, на моей плате имеются отверстия диаметром  свыше 0,8 мм, то допуск на это отверстие будет равен +0,12 мм.

3.3.2.11 Определение параметров шероховатостей обрабатываемых поверхностей ПП.

Шероховатость поверхности  монтажных, не металлизированных отверстий  и не металлизированных торцов ПП должна соответствовать Rz<80.

Вывод: Топология проводящего рисунка моей печатной платы в коррекции не нуждается, т.к. она не имеет ни узкого места, ни проводников, проходящих близко к краю платы.

3.3.3 Описание работы в САПР «P-CAD 2006» по трассировке печатной платы.

При трассировке  ПП предо мной возник вопрос какое программное обеспечение «САПР» будет более полно удовлетворять моей поставленной задаче.

Было анализировано  два программных продукта, это:

• «САПР» P-CAD
• «CAПР» К-CAD

Так как класс  точности моей печатной платы – пятый, а это значит на ней имеются безвыводные элементы, так же элементы с планарными выводами. К тому же еще она является двусторонней, то для трассировки я выбираю систему автоматического проектирования «САПР» P-CAD.

P-CAD — система автоматизированного проектирования электроники, производства компании Altium. Предназначена для проектирования многослойных печатных плат вычислительных и радиоэлектронных устройств. Всостав P-CAD входят два основных модуля — P-CAD Schematic, P-CAD PCB, и ряд других вспомогательных программ. P-CAD Schematic и P-CAD PCB — соответственно графические редакторы принципиальных электрических схем и ПП.

Для создания схемы  электрической принципиальной предназначен модуль P-CAD SCHEMATIC. Именно в нем с помощью встроенных средств создания графики создается:

• УГО компонентов
• Электрическая цепь
• И присваиваются все необходимые свойства для ЭРЭ.

 Для создания корпусов ЭРЭ, и последующим их размещением ЭРЭ на ПП, а так же создания топологии проводящего рисунка в P-CAD встроен модуль P-CAD PCB.

Все необходимые  параметры и опции так же можно  настроить из менеджера библиотек (P-CAD Library Executive).

 

 

3.4 Расчет показателей надежности изделия и анализ полученных результатов.

 

Целью данного  расчета является проверка будет ли выполняться заданная надежность изделия. Так же с точки зрения надежности можно оценить правильность выбора элементной базы.

Надёжность – это свойство изделия выполнять заданные функции в течении определённого времени, в заданных условиях эксплуатации при сохранении параметров.

Показатели надёжности делятся на качественные и количественные.

       К качественным  показателям надёжности  относятся:

─ Безотказность

─ Отказ

─ Сохраняемость