4 Конструкторские расчеты

4.1 Объемно – компоновочный расчет

Прежде, чем проводить расчет компоновочных параметров, определим размер печатной платы устройства. Площадь печатной платы рассчитаем, исходя из площади установочной поверхности элементов. Площади установочных поверхностей приведены в таблице 2.

Таблица 2

Площади установочной поверхности элементов

Элементы	Площадь одного элемента,мм2	Количество элементов	Общая площадь,мм2
Резисторы R1-R4, R14, R15, R19-R22, R26, R31-R37 Конденсаторы С1, С2, С4, С10 Конденсаторы С3,С7,С8 Конденсаторы С5,С6 Конденсатор С9 Транзисторы VT1, VT2 Микросхема DD1 Микросхема DD2 Микросхема DD3 Микросхема DD4 Стабилизатор напряжения DA1 Индикатор HG1 Диоды	58,75 81 160,95 129,5 356,25 89,49 225 240 240 225 52,25 285,75 55	18 4 3 2 1 2 1 1 1 1 1 1 2	1057,5 324 482,85 259 356,25 178,98 225 240 240 225 52,25 285,75 110

Общую площадь печатной платы найдем, используя следующую формулу:

S=S_R+S_C+S_VT+S_MC+S_D+S_HG; (1)

где S_R – площадь, необходимая для установки резисторов на ПП;

S_C - площадь, необходимая для установки конденсаторов на ПП;

S_VT - площадь, необходимая для установки транзистора на ПП;

S_MC - площадь, необходимая для установки микросхем на ПП;

S_D - площадь, необходимая для установки диодов на ПП;

S_HG – площадь, необходимая для установки индикатора на ПП.

Общая площадь, занимаемая ЭРЭ на печатной плате:

S=4125,99 мм².

С учетом рекомендуемого значения коэффициента заполнения площади ПП для бытовой РЭА, равного 0,6 , получим значение площади ПП:

S_пп=S/0,6=4125,99 /0,6=6876,65мм². (2)

Рассмотрено несколько вариантов соотношения сторон ПП и был выбран следующий: 80 X 90 мм по ГОСТ10317-79.

Объемы печатных плат :

V₁=80·90·19=136800 мм³;

V₂=608011=52800 мм³;

V_общ=V₁+V₂=136800+52800=189600 мм³.

Для выбора рациональной компоновки блока используют три параметра:

1) приведенная площадь наружной поверхности;

2) коэффициент приведенных площадей;

3) коэффициент заполнения объема.

Рассмотрим два варианта компоновки блока (рис.1 а, б).

Полный объем первого варианта:

V₁=1207090=756000 мм³;

Полный объем второго варианта:

V₂= 1004090=360000 мм³;

Приведенные площади наружной поверхности:

S_пр1=S_пп/V₁=6300/756000=0,0083мм ^-1; (3) S_пр2=S₂/V₂=9000/360000=0,025мм ^-1 ; (4)

Для определения корпуса наиболее оптимального по площади наружной поверхности, воспользуемся следующим соотношением:

К_пр=S_пр1/S_пр2=0,0083/0,025=0,332  1. (5)

Так как соотношение К_пр  1, то из двух вариантов первый вариант компоновки наиболее оптимален по площади наружной поверхности.

Коэффициент заполнения объема:

К_з.о.=V_п / V · 100%; (6)

-для первого варианта: К_з.о.1=25 %;

-для второго варианта: К_з.о.2=52 %.

Коэффициент заполнения объема больше у второго варианта компоновки, значит, у него объем используется более эффективно.

В качестве исходной компоновки блока выбираем второй вариант, т.к. у него элементы более доступны (легче осуществлять ремонт) и коэффициент заполнения больше.