Введение

Целью выполнения настоящего курсового проекта является разработка конструкции блока ИК-управления, который предназначен для управления десятью установленными в нем электромагнитными реле, которые, в свою очередь, могут включать и выключать различные электроприборы. Блок крепится к стене на открытом месте, так как осуществление управлением работой блока осуществляется с помощью ИК-команд, подаваемых с пульта дистанционного управления.

В курсовом проекте рассматриваются следующие вопросы: выбор метода конструирования, компоновка блока, выбор способа охлаждения, выбор конструкционных материалов; а так же производятся следующие расчеты: массогабаритный расчет блока, расчет вибропрочности блока.

В графической части КП приведены:

- схема электрическая принципиальная АПИД.408885.125Э3;

- чертёж печатной платы АПИЗ.758765.125;

- сборочный чертеж модуля АПИД.301411.125СБ;

- структурная схема блока АПИД.408885.125Э1.

- сборочный чертеж блока АПИД.408885.125CБ.

В качестве исходных данных выдается готовая схема электрическая принципиальная, ее описание с указанием номиналов пассивных элементов и типами активных.

1 Техническое задание на разработку конструкции блока ик-управления

1.1 Наименование, назначение и область применения изделия

Наименование: «Блок ИК-управления».

Обозначение - БИУ (далее в тексте также изделие, блок).

Изделие предназначено для управления включением десяти различных электроприборов.

1.2 Основание и исходные данные для выполнения проекта

Задание на выполнение проекта, в которое входят основные требования к изделию, выдано на кафедре КиТ РЭС АПИ НГТУ.

1.3 Цели и задачи проекта

Основная цель проекта заключается в разработке конструкции изделия БИУ для серийного производства.

Основными задачами разработки являются:

- разработка модуля управления;

- разработка конструкции блока БИУ.

1.4 Источники разработки

Основным источником является разработка Ю. Святова, «Блок ИК управления реле» (журнал “Радио” №7 - 2013г.).

1.5 Технические требования

1.5.1 Состав изделия

Состав изделия: блок БИУ, комплект жгутов.

1.5.2 Показатели назначения

Выполняемые функции: управление десятью электромагнитными реле, которые, в свою очередь, могут включать и выключать различные электроприборы.

Основные параметры:

• потребляемая мощность блока не превышает 4Вт;

• режим работы блока: непрерывный, долговременный;

• время готовности к работе после включения питания не более 1 с.

1.5.3 Требования к электропитанию

Питание БИУ осуществляется от источника питания напряжением 16В.

1.5.4 Требования к конструкции

Конструкция блока - стационарного типа.

Требования к блоку и составным частям:

- габаритные размеры корпуса блока БИУ не более 130х120х45 мм;

- БИУ следует выполнить в пластмассовом корпусе;

- Индикаторы следует расположить на лицевой поверхности;

- масса блока не более 0,4 кг;

- включение блока производится после подачи питания;

- изделие по защищенности от проникновения пыли и воды должно иметь исполнение корпуса соответствующего нормативам IP54 по ГОСТ 14254-96;

-изделие должно быть вибропрочным в соответствии с требованиями группы V5 по ГОСТ 12997-84;

- плату модуля следует защитить от климатических воздействий.

1.5.5 Условия эксплуатации

1.5.5.1 Климатические условия эксплуатации блока

Изделие при эксплуатации должно быть стойким к внешним климатическим факторам в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1- Климатические условия эксплуатации блока

Климатический фактор (КФ)	Характеристика КФ	Предельное значение КФ	Примечание
Атмосферное пониженное давление давление	Рабочее миним., мм рт. ст.	650	устойчивость
Повышенная температура среды	Рабочая, °С Предельная, °С	+50 +60	устойчивость стойкость
Пониженная температура среды	Рабочая, °С Предельная, °С	Минус 10 Минус 50	устойчивость стойкость
Относительная влажность при температуре окруж. среды не выше +25 °С	Рабочая, % Предельная, %	80 98	устойчивость стойкость

1.5.5.2 Воздействие механических нагрузок

Допустимое воздействие механических нагрузок:

- вибрации в диапазоне частот (1…80) Гц при максимальном ускорении 3g.

1.5.6 Требования к безопасности

Устройство должно обеспечивать безопасную работу пользователей, не требуя проведения инструктажей и специальных подготовок по технике безопасности, при любых, в том числе ошибочных действиях пользователя, не связанных со вскрытием корпуса устройства.

1.6 Хранение и транспортирование

1.6.1 Изделие должно соответствовать требованиям п.1.5.2 и быть прочным после воздействия нагрузок при транспортировании в упакованном виде. Транспортирование железнодорожным, водным, воздушным и автомобильным транспортом допускается без ограничения скорости и расстояния при размещении блока в упаковке в кузове транспортного средства способом, исключающем перемещение упаковки.

1.6.2 Хранение изделия в упаковке следует производить при температуре окружающего воздуха от плюс 5º С до плюс 40º С и относительной влажностью до 80 % при плюс 25º С.

1.7 Требования по технологичности

Изделие должно разрабатываться с учетом серийного производства, изготавливаться с максимальным использованием унифицированного оборудования и по прогрессивным технологиям.

1.8 Требования охраны окружающей среды

Изделие при испытаниях, транспортировании, хранении и эксплуатации не должно наносить вреда окружающей среде, здоровью и генетическому фонду человека.

2 Анализ технического задания

Для блока в ТЗ задан непрерывный, долговременный режим работы (п. п. 1.5.2 Технического задания), следовательно, тепловые режимы его деталей и узлов необходимо рассчитывать для рабочих условий, при этом за температуру окружающей среды следует принимать повышенную рабочую температуру +50⁰ С (таблица 1).

Время готовности к работе блока после включения питания не более 1 секунды (п. п. 1.5.2 Технического задания). Наличие этого периода работы обусловлено необходимостью завершения всех переходных процессов в схеме, прогрева ЭРЭ и выхода их на рабочий режим. Так как в схеме использованы ЭРЭ с высокими показателями к времени готовности, поэтому применять какие-либо меры по повышению времени готовности нет необходимости.

С целью обеспечения ремонтопригодности изделия, учитывая условия применения, целесообразно выбрать разъемный вариант конструкции блока.

Для обеспечения необходимого уровня влагозащиты достаточно использовать корпусированную элементную базу.

Для удовлетворения требованию ТЗ по массе при разработке блока необходимо придерживаться следующего:

- при выборе элементной базы предпочтение отдавать той, что имеет меньшую массу при сравнимых функциональных и эксплуатационных параметрах и не худшей надёжности;

- из материалов необходимо выбирать те, что при малой плотности имеют достаточно высокую механическую прочность.

Материалы конструкции блока, кроме указанных выше параметров, также должны быть доступными, легкообрабатываемыми и недорогостоящими, исходя из этого, элементы конструкции блока выполним из пластмассы.

Согласно условиям эксплуатации блок должен сохранять работоспособность в широком диапазоне температур (от -10 до + 50 ºС). Это должно учитываться при выборе элементной базы, кроме того, необходимо обеспечить нормальный тепловой режим блока путём рационального размещения источников тепла.

Кроме того, важнейшим фактором в настоящее время являются стоимость материалов и радиоэлементов и их распространённость в производстве. Поэтому при разработке блока, по возможности, следует избегать дорогих и редко применяемых в производстве материалов.

Для защиты элементов блока от внешних воздействий целесообразно использовать покрытие функциональных ячеек лаком. Лаком следует покрыть и некоторые конструктивные элементы блока, подверженные коррозии. Такое решение проблемы защиты блока от внешних воздействий оказывает лучшее влияние на материальные показатели, по сравнению с герметизацией всего блока.

3 Конструкторский анализ схемы электрической принципиальной