Целью курсового проекта является разработка устройства против телефонных пиратов.
Наиболее распространенным способом телефонного пиратства является подключение «пирата» к линии с использованием радиотелефона.
Был проведен сравнительный анализ разрабатываемого устройства с имеющимися на данный момент аналогами, в результате были выявлены достоинства проектируемого устройства, такие как отсутствие необходимости соблюдения полярности при подключении устройства к линии, наличие режима временного отключения защиты.
В качестве ТЗ выдана схема электрическая принципиальная.
В процессе конструирования использована интегральная и дискретная элементная база. Анализируя схему, проведем оценку элементной базы.
В разрабатываемом устройстве применяются микросхемы серии К561, главной особенностью которых является очень малое потребление тока в статическом режиме. М\с этой серии упакованы в корпуса 238.16-1 и 201.14-1, вариант установки 8а. микросхемы серии 1561 лучше защищены от перегрузок как по входу, так и по выходу, упакованы в корпус 201.14-1. Микросхема К1157ЕН501А - мощный стабилизатор напряжения, корпус КТ – 26, вариант установки II b. КР293КП1Б - коммутатор сигналов постоянного и переменного тока, тип корпуса 201.14-1, вариант установки на печатную плату VIII a.
Резисторы КИМ – высокомегаомные, предназначены для работы в цепях с малыми токами. Значительно меняют свое сопротивление при изменении подаваемого на них напряжения. В схеме используются резисторы с номиналами мощностей: 0,125 Вт.
Конденсаторы серии К50 - алюминиево-оксидно-электролитические конденсаторы общего назначения. Характеризуются очень большой удельной емкостью, большими потерями, значительными токами утечки.
К76П – конденсатор предназначен для работы в цепях постоянного, переменного и пульсирующего тока.
БМТ-2 – бумажный малогабаритный теплостойкий, используется в качестве проходного конденсатора.
МБМ ОС МБМ – бумажные металлизированные малогабаритные, предназначены для формирования мощных импульсов тока разряда в нагрузке, обладают максимальной энергоемкостью. Конденсаторы изготавливаются в металлических герметизированных корпусах и имеют длительные сроки эксплуатации и хранения.
Элементы типа КС156А, 2С524А, 2С536А – стабилитроны кремниевые сплавные, выполняются в металлическом герметичном корпусе с гибкими выводами.
КД522А – кремниевые эпитаксиально-планарные импульсные диоды.
Д9Б – германиевый точечный диод.
КД105Б – диффузионный кремниевый диод.
Все эти элементы за исключением конденсаторов серии К50 устанавливаются на ПП по варианту 2а, конденсаторы К50 устанавливаются по варианту 2в.
Транзисторы КТ315А и КТ361Б являются кремниевыми транзисторами малой мощности, выпускаются в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Установка по варианту 2в.
Реле РЭС – 55А является брызгозащищенным, одностабильным, двухпозиционным, герконовым. Обеспечивает коммутацию цепей постоянного и переменного тока. Реле устанавливается на ПП по варианту 9 б, ОСТ4.010.030-81.
Световая индикация обеспечивается арсенидогаллиевым светодиодом АЛ307А.
Анализируя условия эксплуатации и технические условия на использование элементной базы, можно сделать вывод, что устройство можно эксплуатировать в диапазоне рабочих температур -25...+65 0 С, при влажности - не более 98% и при атмосферном давлении - не более 104 кПа. Все используемые элементы соответствуют заданным в техническом задании условиям эксплуатации и режимам работы. Установка элементов на ПП, с конструктивной точки зрения, удовлетворяет заданным требованиям.
Для трассировки ПП необходимо выполнить ряд расчетов. Размеры ПП определяются исходя из площади навесных элементов.
Рассмотрено несколько вариантов соотношения сторон ПП, в результате, с учетом возможностей трассировки, монтажных зон и расстояний между элементами, был выбран размер платы 130*170 по ГОСТ 10317-79.
ДПП выполнена комбинированным позитивным методом из стеклотекстолита по 4 классу точности (наличие м\с и проводников, проходящих м\у ножками м\с). ПП изготовлена в безрамочном исполнении, на ПП 4 отверстия для ее крепления, проводники расположены на обеих сторонах ПП, на стороне установки навесных элементов – вертикально, на стороне пайки – горизонтально.
Проведены геометрические расчеты ПП, были рассчитаны диаметры КП.
Были подсчитаны минимальная ширина проводников питания и заземления.
Трассировка выполнена в соответствии с требованиями автоматизированного проектирования.
На ПП имеется зона расположения технологической оснастки – 2мм, ее не рекомендуется занимать.
М\с установлены рядами, ключи направлены в одну сторону. Вынесены маски элементов: м\с, транзистора, реле.
Соединение проводников, расположенных на разных сторонах платы осуществляется при помощи переходных металлизированных отверстий, диаметр кт., в соотв. с толщиной ПП 1,5 мм составляет 0,8 мм.
В техническом требовании обозначены способы маркировки на ПП (клеймо).
Выполнена компоновка элементов. Позиции на чертеже вынесены в соотв. со спецификацией (документом на сборочную единицу).
Элементы установлены в соотв. с ОСТ4.010.030-81.
Отверстия предназначены для соединения ПП с элементами лицевой панели и телефонным гнездом.
Исходя из известных габаритных размеров всех элементов устройства были разработаны два варианта возможной компоновки этих элементов (в столбец и в ряд)
При выборе рациональной компоновки учитывались приведенная площадь наружной поверхности, коэффициент приведенных площадей, коэффициент заполнения объема. Исходя из того что соотношение коэффициентов приведенных площадей меньше единицы, но коэффициент заполняемости больше во втором случае, был сделан вывод, что второй блок (расположение элементов в ряд) более оптимален.
В проектируемом устройстве используется два вида монтажа – объемный и печатный. Связь между элементами ПП осущ. печатным монтажом с помощью пайки припоем ПОС-61 с флюсом ФКСп, связь ПП с органами индикации и телефонной розеткой – объемным монтажом – проводом МПО с полихлорвиниловой изоляцией. Провода увязываются в жгут нитью х\б глянцевой. Места пайки проводов изолированы полихлорвиниловой трубкой длиной 15 мм.
Корпус устройства имеет форму прямоугольного параллелепипеда и изготовлен из ударопрочного полистирола УПМ-0612Л. Корпус состоит из основания и верхней крышки. Основание и верхняя крышка устройства соединяются с помощью винтов, которые ввинчиваются в резьбовые втулки, выполненных за единое целое с основанием корпуса. В корпусе прибора размещен печатный узел. Плата крепится ко дну корпуса. Плата устанавливается на резьбовые втулки, выполненные за единое целое с основанием корпуса и крепится винтами.
Устройство не содержит теплонагруженных элементов, поэтому для блока характерно естественное охлаждение, на боковой части корпуса для этого имеется группа отверстий.
Устройство необходимо предохранять от пыли, воды и мех. воздействий. Для этого применяется частичная герметизация устройства с помощью пластмассового корпуса. Герметизация индикатора и питающего провода осуществляется резиновыми втулками.
Т.о. в курсовом проекте проведен сравнительный анализ аналогов, расчет объемно-компоновочных, геометрических. На основании расчетов, в соотв. с ТЗ, разработана конструкция прибора, кт. обеспечивает ремонтопригодность и простоту эксплуатации. Разработана конструкторская документация в соотв. с требованиями существующих стандартов.