3.2 Окончательная разработка конструкции экономичного таймера

Прибор экономичный таймер имеет форму прямоугольного параллелепипеда размером 1059090 мм, внутри которого расположена печатная плата размером 6060, на лицевой панели расположены галетный переключатель, малогабаритная кнопка, тумблер и светодиод, на боковой стенке – динамическая головка, на задней стенке – гнездо питания. Размеры блока определены в процессе проектирования устройства в соответствии с ГОСТ 10317-79.

Корпус устройства изготовлен из фенопласта черного цвета 02-010-02 ГОСТ 5689-79. Данный материал относится к типу фенопластов общего назначения, представляет собой композицию на основе наволочной смолы и органического наполнителя. Обладает повышенной механической прочностью, сравнительно высоким водопоглащением. Однако физико-механические свойства снижаются с повышением температуры. Рабочая температура от –50 до +110⁰С. Теплостойкость не менее +130⁰С.

Корпус состоит из двух частей: основания – кожуха и крышки. Толщина стенок основания и крышки – 2 мм. Их соединение осуществляется с помощью винтов и резьбовых втулок, выполненных за единое целое с основанием.

Кожух и крышка устройства соединяются с помощью винтов 3-10-Ц-ОСТ I 31550-80, которые ввинчиваются в резьбовые втулки. На дно основания корпуса устанавливается печатная плата на стойках высотой 5 мм и диаметром 5 мм, являющихся частью корпуса, с резьбовыми отверстиями диаметром 2 мм под винты 2-6-Ц-ОСТ I 31528-80 с шайбами 0,3-1,6-3,5-Ц-ОСТ I 340505-80. Динамическая головка крепится к боковой стороне корпуса четырьмя гайками 2-Ц-ОСТ I 33033-80, шайбами 0,3-2-5-Ц-ОСТ I 34505-80, винтами 1-6-Ц-ОСТ I 31550-80. Гнездо для подключения питания +9В на задней стенке корпуса крепится с помощью гайки 6-Ц-ОСТ I 33033-80 и шайбы 0,5-6,5-12-Ц-ОСТ I 34505-80. Галетный переключатель к лицевой панели крепится с помощью гайки 10-Ц-ОСТ I 33033-80 и шайбы 1,5-10-18-Ц-ОСТ I 34505-80. Кнопка «ПУСК» крепится к лицевой панели с помощью гайки 5-Ц-ОСТI 33033-80 и шайбы 0,5-5,5-10-Ц-ОСТ I 34505-80. Тумблер к лицевой панели крепится с помощью гайки 6-Ц-ОСТ I 33033-80 и шайбы 0,5-6,5-12-Ц-ОСТ I 34505-80. Светодиод (к лицевой панели) и ножки блока (к нижней стороне основания) клеятся клеем ВК-9 ОСТ 180215-84.

Связь между радиоэлементами на печатной плате осуществляется печатным монтажом, электрические соединения выполняются с помощью пайки припоем ПОС-61 ГОСТ 21931-76 с флюсом ФКСп ОСТ 4.ГО.033.200. Число слоев печатной платы – два (ДПП), метод изготовления печатной платы – комбинированный позитивный, материал для изготовления – стеклотекстолит СФ-2Н-50Г-1.5 ГОСТ 10316-78, размеры печатных плат 6060мм согласно ГОСТ 10317-79.

Окраска корпуса производится путем добавления к массе полистирола соответствующего красителя при литье корпуса. Для защиты от атмосферных воздействий печатная плата покрывается бесцветным лаком УР-231 по ОСТ 180365-82. На печатной плате маркировка элементов электрической схемы (резисторов, диодов, конденсаторов и микросхем) осуществляется травлением.

Соединение выводов печатной платы с галетным переключателем, динамической головкой, светодиодом, кнопкой и тумблером осуществляется объемным монтажом - проводом МПО 0,12 ТУ 16-505.339-79 с полихлорвиниловой изоляцией. Жгут вязать капроновой крученой нитью 3К ОСТ 17-330-84. Места пайки изолировать полихлорвиниловой трубкой 305ТВ-40-1 ГОСТ 19034-82 длиной 15 мм. Номера проводов маркируются на полихлорвиниловых трубках краской ТНПФ-01.

4 КОНСТРУКТОРСКИЕ РАСЧЕТЫ

4.1 Расчет печатного монтажа

В конструкции устройства используется двусторонняя печатная плата, изготовленная комбинированным позитивным методом по четвертому классу точности (ГОСТ 23751-86) из фольгированного стеклотекстолита СФ-2Н-50Г-1,5 ГОСТ 10316-78. Размер печатной платы 6060 мм в соответствии с ГОСТ 10317-79. Так как максимальный диаметр выводов навесных элементов, размещаемых на плате, равен 1,25 мм (резистор), выбирается толщина платы равная 1,5 мм [17].

Основные параметры печатной платы:

- расчетная толщина печатной платы H_Р, мм 1,5;

- толщина фольги h, мм 0,035;

- допустимая плотность тока i_доп, А/мм² 38;

- удельное сопротивление печатного

проводника , Оммм²/м 0,0175;

- максимальный постоянный ток I_max,мА 0,989;

- напряжения питания U, В 3,5;

- максимальная длина печатного проводника l, м 0,01;

- диаметры выводов ЭРЭ, применяемых в устройстве:

D_выв1=0,27 мм – для резонатора ZQ1;

D_выв2 = 0,5 мм – для микросхем DD1…DD6, конденсатора С1;

D_выв3= 0,6 мм – для резисторов R1…R6;

D_выв4 = 0,95 мм – для транзистора VT1;

D_выв5 = 1,25 мм – для конденсатора С2.

Основные конструктивные параметры печатных плат для четвертого класса точности по ГОСТ 23751-86:

- номинальное расстояние между проводниками S, мм 0,15;

- минимальное значение номинальной ширины проводника t, мм 0,15;

- допуск на ширину проводника без покрытия t, мм 0,03;

- допуск на расположение отверстий _d, мм 0,05;

- допуск на расположение контактных площадок _р, мм 0,15;

- допуск на отверстие d, мм +0,05; 0,1;

- допуск на расположение проводников на ДПП _l, мм 0,03;

- гарантийный поясок b_м, мм 0,05;

- отношение диаметра отверстия к толщине платы, ν 0,33.

Произведем расчет по постоянному току.

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

(21)

где J_max – максимальный постоянный ток, протекающий в проводнике, А;