СОДЕРЖАНИЕ

Введение 2

1. План-проспект дипломного проекта 3

2. Анализ исходных данных и технических требований к

разрабатываемой конструкции 5

3. Патентный поиск 11

4. Обзор научно-технической литературы.........................................................12

5. Разработка вопросов технологии 13

Заключение 23

Введение

Целью дипломного проектирования является создание электронного блока управления антиблокировочной системы. Дипломное проектирование выполняется на основе исходных данных, результатов выполнения научно-исследовательских работ, научного прогнозирования, экономических исследований, анализа передовых достижений и технического уровня отечественной и зарубежной техники, а также изучения патентной документации и маркетинговых исследований.

При дипломном проектировании нужно представлять вопросы, на которые должен найти ответы будущий конструктор РЭС. Эти вопросы сводятся к следующему:

- понравится ли проект заказчику;

- в интересах ли заказчика вложить капитал в этот проект;

- будет ли проект принят к осуществлению;

- оптимальным ли образом в проекте используются доступные материалы и комплектующие изделия;

- можно ли достаточно экономично реализовать проект в рамках имеющихся ресурсов;

- можно ли распространить изделие по существующим каналам;

- каковы требования к внешнему виду, эксплуатационным характеристикам, надежности и пр.;

- в какой мере изделие будет согласовано с другими изделиями или будет конкурировать с ними.

Целью преддипломной практики является сбор и анализ литературы и материалов по теме дипломного проекта, выявление существующих аналогов разрабатываемого устройства.

1. План-проспект дипломного проекта

Тема дипломного проекта – РАЗРАБОТКА БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ АНТИБЛОКИРОВОЧНОЙ СИСТЕМЫ ГРУЗОВИКА.

В ходе выполнения дипломного проекта предполагаю решить следующие задачи:

• разработать техническое задание;

• выполнить анализ исходных данных и технических требований к разрабатываемой конструкции;

• разработать конструкцию блока управления, выполнить расчеты конструктивных параметров изделия, оформить комплект конструкторской документации;

• разработать технологический процесс сборки печатной платы блока управления, оформить комплект технологической документации;

• выполнить технико-экономические расчеты;

• рассмотреть вопросы охраны труда и безопасности жизнедеятельности.

В соответствии с поставленными задачами пояснительная записка к дипломному проекту будет содержать следующие разделы:

Введение

В данном разделе укажу актуальность, а также необходимость разработки выбранной темы дипломного проекта.

Раздел 1. Разработка технического задания

В данном разделе рассмотрю следующие вопросы: основание для разработки, источники разработки, технические требования, экономические показатели.

Раздел 2. Анализ исходных данных и технических требований к разрабатываемой конструкции

Здесь будет проанализирована структурная схема, назначение отдельных час­тей, блоков и элементов.

Раздел 3. Разработка конструкции блока управления

Данный раздел будет содержать следующие подразделы:

1. Выбор и обоснование элементной базы, унифицированных узлов и мате­риалов конструкции

2. Выбор и обоснование компоновочной схемы, метода и принципа конст­руирования

1. Выбор средств теплозащиты, герметизации и виброзащиты

3. Мероприятия по защите от коррозии, влаги, электрического удара, элек­тромагнитных полей и механических нагрузок

2. Обоснование выбора средств автоматизированного проектирования

3. Расчет конструктивных параметров изделия

1. Расчет массы изделия

2. Расчет элементов печатного монтажа

3. Оценка теплового режима

4. Полный расчет надежности

3.7 Анализ и учет требований эргономики и технической эстетики Раздел 4. Разработка вопросов технологии изготовления

Этот раздел будет со­держать следующие подразделы:

1. Оценка технологичности конструкции

2. Разработка технологической схемы сборки

3. Разработка маршрутной операционной технологии

Раздел 5. Экономическая часть

Выполню технико-экономическое обоснование дипломного проекта. Будет рассчитана технологическая себестоимость и отпускная цена блока.

Раздел 6. Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

Рассмотрю вопрос обеспечения вибробезопасных условий труда при испытании и эксплуатации блока управления.

Заключение

Приведу основные результаты дипломного проектирования.

Перечень графического материала:

Схема электрическая структурная (1 лист формата А1).

Схема электрическая принципиальная (1 лист формата А1).

Сборочный чертеж изделия (1 лист формата А1).

Чертежи деталировки (1 лист формата А1).

Чертежи платы печатной (2 листа формата А1).

Плакат результатов дипломного проектирования (1 лист формата А1).

2 Анализ исходных данных и основных технических требований к разрабатываемой конструкции

1. Анализ схемы электрической принципиальной

При составлении ТЗ учитывалась необходимость создания системы с высокими показателями качества при хороших экономических показателях, что обеспечило бы конкурентоспособность с аналогичными изделиями иностранных фирм WABCO и Knorr Bremse. Что в конечной цели, позволило бы осуществить импортозамещение на автомобильных заводах Республики Беларусь.

Для анализа взята схема электрическая принципиальная электронного блока управления (ЭБУ) антиблокировочной системы (АBС) тормозов грузового автомобиля, выпускаемого ОАО «Экран» г. Борисов. ЭБУ содержит два параллельно работающих микропроцессора, которые вычисляют скорость машины по сигналам, полученным от датчиков скоростей колес. На основе полученных данных, в соответствии с алгоритмами АBС, подаются команды на электромагнитные клапаны и другие компоненты систем. Кроме того, при обнаружении дефектов/ошибок, их коды хранятся в энергонезависимой памяти.

Входные цепи датчиков скорости разработаны таким образом, что позволяют обрабатывать сигналы от четырех индуктивных датчиков. Также, благодаря цепям датчиков, микропроцессор имеется возможности выявлять:

• отсутствие (поломку) датчиков;

• размыкания или короткие замыкания цепей;

• замыкания на массу.

Для активизации электромагнитных клапанов управления давлением предусматривается четыре выходных каскада электронных ключей. Также, благодаря встроенным цепям диагностики выявляется:

• размыкания или короткие замыкания цепей;

• замыкания на массу или «+»;

• дефекты проводки.

Модуль блока питания обеспечивает постоянное напряжение 5 В, необходимое для функционирования ЭБУ. Нежелательные помехи системы электропитания отфильтровываются. Напряжение на выходные каскады блока управления подается через реле. Если значение напряжения находится вне допустимого предела, реле отключает питание с выходных каскадов. Оно также гарантирует защиту от обратной полярности.

2.2 Анализ условий эксплуатации

В соответствии требованиям по живучести и стойкости к внешним воздействиям пункта 3.4 технического задания разрабатываемый ЭБУ должен устойчиво работать в условиях климатических и механических воздействий, соответствующих ГОСТ 3940-84 и ГОСТ 30241.1, для условий эксплуатации «У» при нижнем значении рабочей температуре минус 40°С, по ГОСТ 15150.

ЭБУ должен быть работоспособен при:

– окружающей температуре от минус 40 до плюс 60 °С;

– относительной влажности воздуха до 98% при температуре (40+2)°;

– воздействия инея и росы, циклического изменения температуры, солнечного излучения, соляного тумана, среды зараженной плесневыми грибами.

Сборочные единицы ЭБУ должны выдерживать воздействие ударных нагрузок величиной до 10g до 10000 ударов, вибрационных нагрузок в

частотном диапазоне 10-50 Гц с ускорением 5g.

ЭБУ должен сохранять работоспособность при изменении напряжения в бортовой сети от 18 до 30,5 В и должен выдерживать перенапряжении в бортовой сети согласно ГОСТ 3 0241.1. ЭБУ не должен выходить из строя после воздействия статического электричества по Ш степени жесткости ОСТ 1.073.062 в течении не менее 10 мин и после пребывания электронного блока под напряжением 36 В в течении 10 мин.

2.3 Обоснование выбора САПР при проектировании устройства

Применение САПР позволяет: а) повысить качество и технико-экономический уровень проектируемых изде­лий; б) повысить производительность труда разработчи­ка аппаратуры, сократить сроки, трудоемкость и стои­мость проектирования.

Основной системой проектирования в радиоэлектронной промышленности явилась система P-CAD. В систему входят редакторы принципиальных схем и многослойных ПП, программы автоматического размещения компонентов на ПП и трассировки соединений, выдачи чертежей на принтер, плоттер, выдачи данных на сверлильные станки с ЧПУ, а также вспомогательные сервисные программы.

Проектирование печатной платы выполнялось в САПР на базе программных средств PCAD 2006.

P-CAD 2006, выполняет полный цикл проектирования печатных плат: от разработки принципиальных схем, с возможностью аналого-цифрового моделирования, до упаковки схемы на печатную плату с дальнейшей автоматической трассировкой и анализом целостности сигналов.

Чертежи выполнены в AutoCAD.

AutoCAD (фирма AUTODESK Inc., USA) — первая, получившая широкое распространение система автоматизированного проектирования (САПР) на персональных компьютерах, предназначенная для подготовки и оформления конструкторской документации.

2.4 Выбор и обоснование элементной базы, унифицированных узлов, установочных изделий и материалов конструкции

В настоящее время получили широкое распро­странение такие принципы конструирования, как моносхемный, схемно-узловой, каскадно-узловой, функционально-узловой и модульный.

Моносхемный принцип конструирования заключается в том, что полная принципиальная схема радиоэлектронного аппарата располагается на одной печатной плате.

Оперативная замена вышед­шего из строя элемента затруднена из-за сложности его об­наружения. ЭБУ, построенный по моносхемному принципу, должнен быть смонтирован из нескольких БИС, в которых предусмотрены меры увеличения надежности путем введения аппаратурной и информационной избыточности. Нахождение неисправностей при этом должно производиться программными методами.

Для разработки конструкции электронного блока управления антиблокировочной системы тормозов мы воспользуемся моносхемным методом. Вся электрическая схема будет выполнена на одной печатной плате. Это позволит уменьшить размеры блока, так как одно из требований, минимизация размеров блока.

Для электронного блока управления мною применены ЭРЭ для поверхностного монтажа (SMD компоненты). При выборе элементной базы, я использовал специализированные интегральные микросхемы иностранного производства, рассчитанные для применения в автомобильной электронике.

Электронный блок эксплуатируется на грузовом автомобиле, следовательно, к корпусу ЭБУ предъявляются различные требования. Основные из них следующие: корпус должен обладать достаточной механической прочностью; иметь минимальные размеры; конструкция его должна позволять легко и надежно выполнять соединение между блоком и исполнительными устройствами; быть герметичным и предотвращать проникновение влажности к радиоэлементам; обеспечивать минимальное тепловое сопротивление между платой и окружающей средой; защищать печатную плату от воздействий электромагнитного поля и радиоактивного излучения; иметь минимальную стоимость.

Чтобы корпус удовлетворял всем этим требованиям, изготовим корпус штамповкой из листа АМц.М 1,5 ГОСТ 21631-76. Для удобства эксплуатации и повышения ремонтопригодности, корпус изготовим из двух частей: основания, на которое крепится плата и крышки. Для крепления ЭБУ на автомобиле предусмотрим специальные ушки для крепления.

2.5 Выбор и обоснование способов и средств обеспечения

теплового режима, герметизации, виброзащиты и электромагнитной совместимости

Радиоэлементы РЭС функционируют в строго ограниченном диапа­зоне. Уход температуры за указанные пределы приводит к необратимым структур­ным из­менениям компонентов. Температура воздействует и на электронные схемы, изменяя параметры сигналов. Нормальным тепловым режимом РЭС называют такой, который обеспечивает изменение параметров и характеристик конструкции, ЭРЭ, материалов в пре­делах указанных в ТУ. Обеспечение нормального теплового режима зависит от правильного выбора схемотехнических решений и компонентов.

Высокая надежность и длительный срок службы разрабатываемого РЭС при окружающей температуре от минус 40 до плюс 60° С будут га­рантированы, если будут использованы ЭРЭ, рассчитанные для применения в автомобильной электронике. В частности, мною были использованы микросхемы с температурным диапазоном -40  +105С. Для удаления избытка теплоты используем естественное воздушное охлаж­де­ние корпуса блока.

Для виброзащиты применяю крепление платы с специализированным разъемом фирмы AMP по углам платы и покрытие собранной с компонентами платы защитным лаком.

Электромагнитная совместимость обеспечивается применением соответствующих схемотехнических решений, в частности установка на всех выводах разъема фильтрующих конденсаторов и соединение металлического корпуса блока с земельными полигонами платы через RC цепь.