Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 2

1 РАСШИРЕННОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 3

2 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ, ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ОЦЕНКА ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ5

2.1Сравнительный анализ аналогов 5

2.2 Анализ работы электрической схемы 5

2.3 Оценка элементной базы 73 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ТАХОМЕТРА 11

3.1 Предварительная разработка конструкции устройства 11

3.2 Выбор типа электрического монтажа 14

3.3 Выбор способов защиты устройства от внешних воздействий 14

4 КОНСТРУКТОРСКИЕ РАСЧЕТЫ 15

4.1Расчет печатного монтажа 15

4.2 Конструктивно-технологический расчет 16

4.3 Расчет теплового режима 22

4.4 Расчет электрических параметров печатной платы 24

5 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ УСТРОЙСТВА 26

5.1 Описание конструкции блока 26

5.2 Выбор типа электрического монтажа 26

5.3 Выбор способов защиты устройства от внешних воздействий 26

5.4 Выбор конструктивных элементов электрического монтажа 27

5.5 Выбор способов маркировки деталей и сборочных единиц 27

Заключение 28

Список литературы 29

Приложение 1 31

Введение

Задачей курсового проекта является развитие и закрепление навыков самостоятельной работы при решении конкретной задачи, овладение ме­тодикой расчета и конструирования изделий ЭАВТ.

Цель данной конструкторской разработки состоит в проектировании радиоэлектронного устройства, позволяющего отслеживать изменение количества оборотов двигателя в цифровой форме, используя нормативно-конструкторскую документацию при разработке изделия, а также ознакомиться с порядком по­строения и оформления необходимой конструкторской документации.

1. Расширенное техническое задание

   1. Назначение изделия.

Тахометр позволяет производить контроль количества оборотов коленчатого вала двигателей, как в цифровой, так и визуальной форме, обеспечивает минимальный потребляемый ток, приемлемую точность и простоту наладки прибора.

2. Состав изделия:

Устройство состоит следующих составных частей:

• модуля прибора, печатная плата, на которой собраны основные узлы;

• модуль цифровой индикации;

• модуль светодиодной индикации.

3. Технические требования

Напряжение питания постоянное 9-15 В

1.4 Условия эксплуатации:

Температура окружающей среды, С	-30 … +60
Относительная влажность окружающего воздуха	не более 80%
Атмосферное давление, кПа	86,7 - 106,7 (650 – 800 мм рт. ст.)

По степени защиты от влаги изделие относиться к приборам обычного исполнения (ГОСТ 14087-80).

5. Требование по надежности

Наработка на отказ, тыс. часов	5-10
Долговечность, лет	8
Интенсивность отказов, ч-1	10-6 – 10-8
Гарантийный срок, год	1

1. Конструкторские требования

• использовать интегральную и дискретную элементную базу;

• форма и размеры конструкции определить в процессе проектирования;

• использовать печатный и объемный монтаж;

• органы коммутации вынести на панель;

• цвет корпуса любой (подбирается на заказ);

• устройство выполнить в пластмассовом корпусе;

• органы управления и индикации вывести на лицевую панель.

1. Ориентировочная номенклатура конструкторской документации

• тахометр, схема электрическая принципиальная – А2;

• тахометр, спецификация – А4;

• тахометр, сборочный чертеж – А2;

• перечень элементов схемы электрической принципиальной – А4;

• плата, сборочный чертеж печатной платы – А2;

• плата, спецификация – А4;

• плата, компоновочный чертеж – А2.

2. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ, ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ОЦЕНКА ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ

   1. Сравнительный анализ аналогов

Был проведен литературный поиск аналогов разрабатываемого устройства. Данный тахометр превосходит аналог «Цифровой тахометр» по возможностям: таким как передача данных на ЭВМ, измерения напряжения бортовой сети автомобиля (при установке дополнительного переключателя), возможность визуального воспроизведения информации на светодиодах более простую наладку. С экономической точки зрения разрабатываемый тахометр имеет более низкую стоимость.

2. Анализ работы электрической схемы

Принципиальная схема устройства изображена на чертеже УИТС.411142.021 ЭЗ. Сигнал с дат­чика оборотов В1 попадает на фор­мирователь импульсов, собранный на элементах DD6.1; DD6.2, R2, R3. Элементы С4, Rl, VD14, VD15 ог­раничивают сигнал датчика на уровне 9 В. Сформированный сиг­нал поступает на вход счетчика, со­бранного на элементах DD1, DD2. Дешифраторы на ИМС DD3, DD4 преобразуют двоично-десятичный код счетчиков в код семисегментного индикатора, а также обеспечива­ют промежуточную память, исклю­чая тем самым мерцание цифр во время счета. Работой устройства управляет генератор на элементах DD6.3, R5...R7, С7, VD16.

Стабильность подачи напряжения питания обеспечивает микросхема КР142ЕН8А (DA1). После подачи питания короткий импульс "записи" осуществляет за­пись в ИМС DD3, DD4 случайной информации. Дальше производится сброс счетчиков DD1, DD2 коротким импульсом "сброса" длительностью = 1 мкс, образованным цепочкой С8, R8, и подсчет импульсов с датчика оборотов за период 0,3 с.

За 0,03с до истечения этого време­ни происходит запись в DD3, DD4 содержимого счетчиков DD1, DD2 с одновременной индикацией на инди­каторе HG1 текущего числа оборотов двигателя. Операция обеспечивается коротким импульсом (=1 мкс), обра­зованным цепочкой С9, R9.

Визуальное восприятие числа обо­ротов дает устройство, выполненное на ИМС DD5. Чем выше обороты, тем выше столбик горящих светодиодов. Зеленая зона — нормальное число оборотов, желтая — критичес­кое, красная — предел. В качестве DD5 применена поликомпараторная ИМС К1003ПП1. Высота стол­бика светящихся светодиодов зависит от напряжения на выводе 17 DD5, ко­торое зависит от частоты оборотов. Преобразование частота-напряжение обеспечивают элементы VT1, R10...R13, С5, С6.

Настройка. В точку А подается сиг­нал частотой 100 Гц. Подстраивая ре­зистор R3, добиваются на выходе DD6.2 появления устойчивого сигна­ла. Подстройкой резистора R5 доби­ваются показания индикатора 3,0, что соответствует 3000 об/мин.

Далее по нижеприведенной форму­ле определяют минимальные и мак­симальные обороты, т.е. их эквива­лентные частоты.

, где N — частота импульсов зажи­гания (точка А);

n — частота оборотов вала дви­гателя.

Подавая частоту, соответствую­щую максимальным оборотам, ре­зистором R11 добиваются зажигания VD13. Теперь, подавая частоту минимальных оборотов, контроли­руют зажигание светодиода VD2. Если он не зажигается, подбирают R10. На этом настройка считается законченной.

Элементы VD* и R* обеспечивают на выводе 17 DD5 изменение напря­жения в пределах 0...6В при изме­нениях напряжения в бортовой сети автомобиля. От VD* зависит диапазон изменений напряжения таб.1. При настройке с помо­щью R добиваются правильности показаний DD5.

Таблица 1

Напря- жение в сети, В	9,0	9,5	10,0	10,5	11,0	11,5	12,0	12,5	13,0	13,5	14,0	14,5	15,0
Напря- жение На выводе 17 DD5, В	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5	5,5	6
Свече- ние свето- диода	-	VD2	VD3	VD4	VD5	VD6	VD7	VD8	VD9	VD10	VD11	VD12	VD13