курсовой проект / Вариант отпугивателя грызунов

1. Схема электрическая принципиальная

Рисунок 1 – Вариант отпугивателя грызунов

2. Описание схемы

1. +5 В – С5(1)R6(1)R10(1)VT2(к)VT4(к)VD1(1)DD1(1,14)

DD2(14)DD3(14)DD4(1,14)

2. -5 В, – C3(1)C4(1)C5(2)VT3(к)VT5(к)VT1(э)DD3(4,6,7,8,10)

DD1(7,8,12)DD2(7)DD4(7)

3. R10(2)4(2)VD1(2)R9(1)

4. R9(2)DD2(8)

5. VT4(б)VT5(б)DD3(9,12)

6. VT4(э)VT5(э)BA1(1)

7. VT2(э)VT3(э)BA1(2)

8. VT2(б)VT3(б)DD3(13)

9. DD3(11)DD2(11)R5(1)

10. R6(2)R4(1)C2(1)R3(1)

11. R5(2)DD1(13)C2(2)

12. R4(2)DD1(11)DD2(12,13)

13. R3(2)VT1(к)

14. VT1(б)R7(1)

15. R7(2)C3(2)R8(1)

16. R8(2)DD4(5,11,12)

17. DD1(3)DD2(9)

18. DD1(2)DD1(4)

19. DD1(6)DD4(8)

20. DD1(5)DD4(9)

21. DD4(6)DD4(10)

22. DD3(1)DD4(4)

23. DD2(10)DD3(9)

24. DD2(3)DD3(3)

25. R1(1)DD2(1,2,4)DD4(3)

26. R1(2)C1(1)DD1(9)

27. C1(2)R2(1)

28. R2(2)DD1(10)DD2(5,6)

3. Конструктивно-технологический расчет

1. Определяем значение диаметров монтажных отверстий:

Для этого необходимо рассчитать максимальное значение вывода ЭРЭ:

где D_выв –диаметр вывода ЭРЭ, устанавливаемого на печатную плату, мм;

d_нэ – допуск на диаметр вывода, принимаем d_нэ = ±0,1 мм.

Вычисляем по этой формуле значения выводов элементов схемы:

D_МС = 0,5 + 0,1 = 0,8 мм;

D_R = 0,6 + 0,1 = 0,7 мм;

D_С = 0,7 + 0,1 = 0,8 мм;

D_VT = 0,85 + 0,1 = 0,95 мм;

D_VD = 0,588 + 0,1 = 0,688 мм;

D_VT = 0,95 + 0,1 = 1,05 мм.

где ∆D – погрешность диметра сверла отверстия, обусловленная биением сверла и качеством заточки, ∆D = 0,025 мм;

D_св. – диаметр сверла, мм.

С учетом толщины металлизации отверстия, диметр сверла:

где D_отв=D_{выв max} – номинальное значение металлизированного отверстия;

Диаметров монтажных отверстий определяется по формуле:

где D_выв – максимальный диаметр вывода ЭРЭ, устанавливаемого на печатную плату, мм;

з – величина зазора (0,1 ÷ 0,15 мм), принимаем з = 0,12 мм.

Выбираем диаметры монтажных отверстий: 0,8 мм, 1 мм, 1,3 мм.

Вычисляем по этой формуле значения диаметров монтажных отверстий для всех элементов схемы:

2) Определим диаметр контактных площадок:

Минимальный диаметр контактных площадок для ДПП вычисляется:

где D_min – минимальный размер контактной площадки, определяется диаметром вписанной окружности, обеспечивающей гарантированный поясок фольги вокруг отверстия;

h_Г – толщина гальванической меди, h_Г = 0,05 мм;

h_Р – толщина слоя металлорезиста, h_Р = 0,015 мм;

D_1min – минимально допустимый диаметр контактной площадки, который зависит от максимального диаметра отверстия после сверления от заданной ширины гарантированного пояска фольги В_М, максимальных по значению допусков центров отверстий и центра контактной площадки σ_КП, σ_отв...

где B_M – расстояние от края отверстия до края контактной площадки, зависит от класса точности, B_M =0,05 мм;

D_{о max} – максимальный диаметр просверленного отверстия.

σ_отв. = 0,005;

σ_КП = 0,15.

Максимальный диаметр контактной площадки:

3) Определяем ширину проводников:

Минимальная ширина проводников на ДПП определяется выражением:

(13)

где t_1min – выбираем из таблицы в соответствии с классом точности, для 4 класса точности t_1min = 0,15 мм;

Δt – допуск на ширину проводников, Δt = ±0,05.

Максимальная ширина проводников на ДПП определяется:

4) Определим минимальное расстояние между элементами проводящего рисунка:

^{Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой определяется по формуле:}

^{где L}_э ^{– минимальное расстояние между элементами проводящего рисунка, L}_э ^{= 1,25;}

^D_max ^{– максимальный диаметр контактной площадки;}

^σ_d ^{– погрешность расположения проводника относительно координатной сетки, σ}_d ^{= 0,03.}

^{Минимальное расстояние между двумя контактными площадками:}

^{Для двух близко расположенных отверстий L}_э ^{= 2,5.}

^{Минимальное расстояние между двумя проводниками:}

^{5. Расчет электрических параметров ПП}

1) Определение сопротивления проводника:

где  – удельное сопротивление, Омм;

l – длина проводника, м;

h – толщина проводника, мм;

b – ширина проводника, мм.

.

Минимальная ширина печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:

где I_max – максимально допустимый ток, протекающий в проводнике, А;

i_доп – допустимая плотность тока, А/мм²;

h – толщина проводника, мм.

Минимальная ширина проводника, исходя из допустимого падения напряжения на нем:

где  – удельное сопротивление, Омм;

l – длина проводника, м;

U_доп – допустимое падение напряжения, В;

Значения минимальной ширины проводника для цепей питания и заземления (b_min1) и минимальной ширины проводника, исходя из допустимого падения напряжения на нем (b_min2) не должны быть меньше рассчитанных значений.

По 4 классу точности, согласно ГОСТ 23751-86, минимальное значение номинальной ширины проводника t = 0,15 мм.

Исходя из проведенного расчета:

b_min1 = 0,05 ≤ 0,15 мм,

b_min2 = 0,003 ≤ 0,15 мм.

Это означает, что результат удовлетворяет 4 классу точности ПП. При других размерах ПП будет работать нестабильно.

Расчет по переменному току не проводится из-за низкой частоты работы схемы, т. е. влиянием паразитных емкостей и индуктивности проводников можно пренебречь.

2) Определение допустимой токовой нагрузки

Зная, что одиночный проводник из медной фольги имеет постоянную ширину b=0,29 мм и толщину h=0,05 мм = 50 мкм, то можно определить по графику «Зависимости токовой нагрузки от ширины проводника» сечение проводника, а по сечению определить токовую нагрузку, получаем:

S=0,015 мм – сечение проводника.

I=1,7 А – токовая нагрузка при t=20ºС.

3) Емкость и индуктивность между печатными проводниками

Проводники имеют одинаковую ширину b₁= b₂= b=0,29 мм.

Зазор между проводниками а=0,9 мм.

Толщина проводника h=0,05 мм = 50 мкм.

Длина проводника l=0,15 м.

Диэлектрическая проницаемость воздуха ε_r=1,0006.

Определяем значение емкости:

Полученное значение необходимо уменьшать, для этого в схему вводят экраны.

Определяем значение индуктивности:

Список используемых источников

1. Д. Никишин. Мини-автомат световых эффектов на светодиодах. – Радио, 1997, № 7, с. 38-39.

2. Варламов Р. Г., Замятин В. Я., Капчинский Л. М. Справочная книга радиолюбителя-конструктора. Кн. 2. – М.: Радио и связь, 1993. – 336 с.

3. Акимов Н. Н., Ващуков Е. П., Прохоренко В. А., Ходоренок Ю. П. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА. Справочник. – Мн.: Беларусь, 1994. – 591 с.

4. Расчет электрических параметров печатных плат. Методические рекомендации к практической работе по курсу «Конструктивно-технологические особенности проектирования и изготовления модулей аппаратурной реализации САУ». 2000.

5. Разработка конструкции печатных плат. Методические указания к практической работе по курсу «Конструктивно-технологические особенности проектирования и изготовления модулей аппаратурной реализации САУ». Ротапринт СГТУ, Саратов, 1995.

6. Установка навесных ЭРЭ. ОСТ 4.010.030-81.

9