Расчет конструктивно-технологических параметров проектируемого электронного средства
Компоновочный расчет печатной платы
В зависимости от характера изделия (деталь, прибор, система) выполняется компоновка различных ее элементов. Основной задачей, при компоновке ЭС, является расположение в пространстве различных элементов или изделий ЭС, выбор форм, основных геометрических размеров, ориентировочное определение веса.
Задача компоновки ЭС, чаще всего, решается с использованием готовых элементов (деталей), с заданными формами, размером и весом, которые должны быть расположены в пространстве или на плоскости с учетом электрических, магнитных, механических, тепловых и др. видов связи.
Методы компоновки элементов ЭС можно разбить на две группы: аналитические и модельные. К первым относятся численные и номографические, основой которых является представление геометрических или обобщенных геометрических параметров и операций с ними в виде чисел. Ко вторым относятся аппликационные, модельные, графические и натурные методы, основой которых является та или иная физическая модель элемента, например, в виде геометрически подобного тела или обобщенной геометрической модели.
Все методы основываются на рассмотрении общих аналитических зависимостей. При аналитической компоновке используются численные значениями различных компоновочных характеристик: геометрические размеры элементов, их объем, вес, энергопотребление и т.п. зная соответствующие компоновочные характеристики элементов изделия и законы их суммирования, можно вычислить компоновочные характеристики всего электронного средства и его частей.
Для определения размеров печатной платы и габаритных размеров корпуса электронного средства выполняются компоновочные расчеты. Рассчитываются установочные площади типоразмеров элементов, устанавливаемых на печатные платы. Установочные габаритные размеры ИЭТ платы рекомендуется сводить в таблицу.
Таблица 7.1.1 – Установочные габаритные размеры ИЭТ.
Элемент |
Кол-во, шт. |
Установочные размеры, занимаемые одним ЭРЭ, мм |
Установочная площадь, мм2 |
Площадь, занимаемая всеми ЭРЭ, мм2 |
1. Конденсатор К50-35-16В-22мкФ |
5 |
5*5*11 |
25 |
125 |
2. Конденсатор К50-35-250В-470мкФ |
1 |
30*30*30 |
900 |
900 |
3. Конденсатор К50-35-400В-100мкФ |
1 |
25*25*25 |
625 |
625 |
4. Конденсатор К50-35-250В-220мкФ |
1 |
22*22*30 |
484 |
484 |
5. Конденсатор К50-35-25В-22мкФ |
1 |
5*5*11 |
25 |
25 |
6. Конденсатор К53-30-6,3В-150мкФ |
4 |
4*4*9 |
16 |
64 |
7. Резистор МЛТ-0,25-120 кОм±10% |
4 |
7*3*3 |
21 |
84 |
8. Резистор МЛТ-0,25-110 кОм±10% |
1 |
7*3*3 |
21 |
21 |
9. Резистор С1-4-1-1 кОм±5% |
1 |
11*4,5*4,5 |
49,5 |
49,5 |
10. Резистор CF-25-0,25-20 кОм±10% |
1 |
6*2,3*2,3 |
13,8 |
13,8 |
11. Резистор CF-100-0,25-510 кОм±5% |
1 |
6*2,3*2,3 |
13,8 |
13,8 |
12. Резистор CF-100-1-470 кОм±5% |
3 |
11*4,5*4,5 |
49,5 |
148,5 |
13. Резистор CF-25-0,25-27 кОм±10% |
1 |
6*2,3*2,3 |
13,8 |
13,8 |
14. Резистор CF-25-0,25-3,6 кОм±10% |
2 |
6*2,3*2,3 |
13,8 |
27,6 |
15. Резистор CF-25-0,25-2,7 кОм±10% |
1 |
6*2,3*2,3 |
13,8 |
13,8 |
16. Резистор CF-25-0,25-4,3 кОм±10% |
1 |
6*2,3*2,3 |
13,8 |
13,8 |
17. Резистор CF-25-0,25-6,8 кОм±10% |
2 |
6*2,3*2,3 |
13,8 |
27,6 |
18. Резистор CF-25-0,25-1,1 кОм±5% |
1 |
6*2,3*2,3 |
13,8 |
13,8 |
19. Резистор CF-25-0,25-8,2 кОм±10% |
1 |
6*2,3*2,3 |
13,8 |
13,8 |
20. Резистор CF-25-0,25-3,9 кОм±10% |
1 |
6*2,3*2,3 |
13,8 |
13,8 |
21. Резистор CF-25-0,25-5,6 кОм±10% |
1 |
6*2,3*2,3 |
13,8 |
13,8 |
22. Диод КД522Б |
2 |
3,8*1,9*1,9 |
7,22 |
14,44 |
23. Транзистор КТ503Б |
2 |
5,2*5,2*5,2 |
27,1 |
54,2 |
24. Транзистор КП303Е |
1 |
5,8*5,8*2,3 |
33,7 |
33,7 |
25. Светодиод АЛ307ГМ |
1 |
5,6*6,2*11,1 |
34,7 |
34,7 |
26. Микросхема K561ЛА7 |
1 |
19,5*6,6*5 |
128,7 |
128,7 |
27. Микросхема K561КП1 |
1 |
22,1*7,6*5,1 |
168 |
168 |
KP1158EH5B |
1 |
6,8*2,4*7,2 |
16,4 |
16,4 |
AD822 |
1 |
5,15*3,20*1,1 |
16,5 |
16,5 |
KP1006ВИ1 |
1 |
6,2*2*1,7 |
12,4 |
12,4 |
KP1158EH9B |
1 |
10,7*4,8*16,5 |
513,6 |
513,6 |
KP142EH5A |
1 |
10*4,5*17 |
45 |
45 |
Сервопривод SG90 |
1 |
22*12*22,5 |
264 |
264 |
Всего: |
|
|
|
4007,04 |
Суммарную площадь, занимаемую всеми ИЭТ, рассчитывается по формуле
где 𝑆𝑣𝑖 − значение установочной площади i-го элемента;
𝑛 − количество элементов.
Подставив значения из таблицы, получается 𝑆𝐶 = 4007,04 мм2.
Приблизительная площадь печатной платы с учетом способа монтажа (двухсторонним) рассчитывается по формуле
где 𝑘З − коэффициент заполнения платы печатной, 𝑘З = 0,5;
𝑚 − количество сторон монтажа, 𝑚 = 2.
Отсюда SПП = 4007,04.
Согласно ГОСТ 10317-79 «Платы печатные. Основные размеры» было выбрано соотношение сторон 60х70 мм.