3. Элементная база

Часть электрорадиокомпонентов, используемых в схеме излучателя, была задана, однако некоторые элементы необходимо было выбрать.

В частности, в излучателе применяются постоянные непроволочные резисторы общего применения типа – МЛТ-0,125 ряда Е-24, соответствующие требованиям, предъявляемым в данной схеме по точности и рассеиваемой мощности. Выбор резисторов этого типа обусловлен тем, что в данном устройстве не предъявляется повышенных требований к точности и надежности компонентов, поэтому можно использовать резисторы общего применения. Так же стоит отметить, что для уменьшения размеров печатной платы возможно использование чип-резисторов (SMD).

Конденсатор С4-оксидный К50-16. Конденсатор С6 тоже, причем его номинальное напряжение должно соответствовать напряжению источника питания. Конденсатор С3, С5- керамические типа КМ-5. Стоит отметить, что в схеме используются связки конденсаторов (С3-С4 и С5-С6), так как они являются источниками вторичного электропитания схемы, а также используются для фильтрации помех по цепи питания (оксидный конденсатор фильтрует низкие частоты, а керамический высокие). Остальные конденсаторы типа КМ-6 и К10-17Б.

В кодовом излучателе можно использовать практически любые ИК диоды, ограничения - лишь габаритные: высота деталей, устанавливаемых на печатную плату, не должна превышать 8 мм. В данном случае выберем ИК диод типа АЛ-307, который будет обеспечивать “дальнобойность” излучателя в пределах 5–8 метров.

VD1-маломощный, в данном случае применен кремниевый диод типа КД103, рассчитанные на ток до 0,2 А и обратное напряжение до 250 В. Данный диод используется в качестве защиты от неправильного подключения питания.

Выключатель питания движкового типа SA1 (ESP-2010) размещен в правой верхней части корпуса. Кнопка SB1 (ПКн-159 или близкая ей по габаритам) должна иметь привод длиной 6...8 мм - достаточный для его вывода сквозь отверстие в передней панели. "Двухступенчатый" запуск кодового излучателя - сначала выключателем SA1, а затем кнопкой SB1, связан с особенностью самовозбуждения кварцевых генераторов: медленным вхождением в рабочий режим из-за высокой добротности кварцевого резонатора.

4. Разработка печатной платы устройства

Печатная плата (ПП) должна обладать, по-возможности, минимальными размерами (т.к. ее необходимо будет вмонтировать в корпус) и, в тоже время, быть проста с точки зрения сборки. Габаритные размеры ПП составляют 115×45 мм. Габаритный чертеж платы приведён на рис.4.1. Из ГОСТ следует, что при длине печатной платы до 300 мм размеры печатной платы должны быть кратными 5 мм, а рекомендуемое соотношение сторон: 1:1; 2:1; 3:1; 3:2; 5:2. В данном случае соотношение сторон равно 1:2,5.

Рис. 4.1. – Габаритный чертеж

Печатная плата должна быть изготовлена из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,2...1,5 мм. Фольгу со стороны деталей не удаляют - ее используют в качестве общего "заземленного" проводника цепей устройства и в качестве экранировки. В местах пропуска монтажных проводников или выводов деталей через отверстия в плате в ней делают выборки-кружки диаметром 1,5–2 мм; Опорами печатной платы служат приклеенные к панели (корпусу) три полистироловых столбика высотой по 8,5 мм с запрессованными в них металлическими вкладышами-гайками (резьбы М3). Батарея питания во избежание последствий возможной разгерметизации должна быть установлена в специальном отсеке. Управляющая часть схемы слаботочная, поэтому выбран 2 класс плотности монтажа: ширина проводников и зазоров между ними – 0,3 мм, это обеспечивает плотность монтажа, требуемую для получения небольших габаритов печатной платы и выгодно с точки зрения производства для снижения цены.

Для трассировки ПП использовалась программа PCAD-2001. Она представляет собой систему проектирования печатных плат.

Программа состоит из модулей P-CAD Schematic, P-CAD PCB, P-CAD Library Executive, P-CAD Autorouters, которые предназначены для редактирования принципиальных схем, трассировки, управления библиотеками элементов. Для размещения элементов на ПП необходимо иметь их библиотеку. Часть элементов имелось в стандартных библиотеках, а часть была загружена из Интернета [3].

В первую очередь размещались силовые элементы схемы, в связи с тем, что излучающий диод будет находиться на передней части платы и все силовые элементы располагаются именно там.

По краям ПП была оставлена свободная технологическая зона шириной 3,35 мм для крепежных отверстий.

Шаг основной сетки должен быть кратным 2,5 мм, однако ГОСТ допускает использование сетки, с шагом кратным 0,625 мм. В данном случае, из-за необходимости выбора минимальных размеров печатной платы шаг сетки выбран именно таким и составляет 0,625 мм. При трассировке ширина печатных проводников и зазоров между ними была задана 0,25 мм, соединение печатных проводников допускается под углом 45⁰.

В результате трассировки получена двухсторонняя ПП с односторонним монтажом навесных элементов. Чертеж платы с печатными проводниками изображен на рис. 4.4 и рис. 4.5. Сборочный чертеж на рис. 4.2. Чертеж ПП с отверстиями на рис. 4.3.

Так как плата двухсторонняя, то при изготовлении необходимо использовать комбинированный метод. Метод заключается в том, что печатные проводники получают травлением фольги, а переходные отверстия металлизируются электрохимическим методом.

Так как устройство не предполагает серийного производства его комплектация и пайка осуществляется вручную

Рис.4.2. – Сборочный чертеж

Рис.4.3 – Чертеж отверстий печатной платы

Рис.4.4 – Сторона А печатной платы

Рис.4.5. – Сторона Б печатной платы