курсовой проект / ЭЛЕКТРОННЫЙ СЧЕТЧИК ВИТКОВ / конструкция(мой)

3 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ УСТРОЙСТВА СИГНАЛИЗАЦИИ

3.1 Предварительная разработка конструкции устройства

Для определения объема печатной платы найдем ее размеры. По данным таблицы 2 определим общую площадь всех ЭРЭ, устанавливаемых на печатной плате:

; (1)

где S_i – площадь i-го ЭРЭ, установленного на печатной плате, мм²;

i – количество ЭРЭ, устанавливаемых на печатной плате.

мм². 3769

С учетом рекомендуемого значения коэффициента заполнения площади печатной платы для бытовой РЭА найдем площадь печатной платы:

; (2)

где k – коэффициент заполнения печатной платы для бытовой РЭА, k=0,6.

мм².

Рассмотрим несколько возможных вариантов соотношения сторон печатной платы (60110, 7090, 8080). С учетом монтажной зоны, площади проводников, тепловых зон, мною были выбраны следующие размеры платы по ГОСТ 10317-79: 60110 мм.

Для определения объема печатной платы необходимо знать её высоту, которая определяется высотой самого высокого ЭРЭ, установленного на печатной плате. Для основного модуля она равна 15 мм (Конденсатор К50-16А).

Таким образом, найдем объем печатной платы по формуле:

; (3)

где А – ширина печатной платы, мм;

В – длина печатной платы, мм;

Н – высота самого высокого элемента на печатной плате, мм.

мм³.

Габаритные размеры корпуса блока определяются размещением радиоэлектронной аппаратуры внутри блока. Далее будут рассмотрены два варианта размещения аппаратуры в блоке, представленные на рисунках 1а и 1б. В первом варианте печатные платы основного модуля, модуля питания и индикации расположены горизонтально друг над другом, элементы питания размещены вертикально у задней стенки корпуса, элементы управления (кнопки) и индикации вынесены на лицевую панель корпуса. Габаритные размеры с учетом зазоров между модулями аппаратуры и стенками корпуса в этом случае 110х80х65 мм. Во втором варианте элементы питания расположены на дне корпуса, печатные платы – горизонтально друг над другом, элементы управления и индикации вынесены на лицевую панель корпуса. Габаритные размеры корпуса – 110х60х65 мм.

Для каждого варианта компоновки определим объем корпуса блока по формуле (3):

мм³.

мм³.

Площадь поверхности корпуса вычисляется по следующей формуле:

(4)

Для первого варианта компоновки:

мм².

Для второго варианта компоновки:

мм².

Приведенная площадь наружной поверхности:

. (5)

Для первого варианта компоновки приведенная площадь будет равна:

мм^-1.

Для второго варианта компоновки:

мм^-1.

Коэффициент приведенных площадей определяется соотношением:

; (6)

где S_пр.ш – приведенная площадь шара, мм^-1.

Приведенная площадь шара вычисляется по следующей формуле:

; (7)

где S_ш – площадь шара, мм²;

V_ш – объем шара, мм³;

d – диаметр шара, мм.

Диаметр шара может быть найден из формулы объема шара:

.

. (8)

Для первого варианта, принимая V₁ = V_ш, получим:

мм.

мм^-1.

.

Для второго варианта, принимая V₂ = V_ш, получим:

мм.

мм^-1.

.

Для определения наиболее оптимальной по площади наружной поверхности конструкции блока составим отношение:

.

Получили: 0,991<1, следовательно, первый вариант конструкции блока более оптимален по площади наружной поверхности.

Определим коэффициент заполнения объема:

; (9)

где V_а – объем размещаемой в блоке аппаратуры, мм³.

Объем размещаемой в блоке аппаратуры:

; (10)

где V_ПП – объем печатных плат, мм³;

V_ЭП – объем элементов питания, мм³;

V_ЭУ – объем элементов управления, мм^3;

V_ЭИ – объем элементов индикации, мм³.

мм³.

Для бытовой радиоэлектронной аппаратуры получим:

мм³.

Для первого варианта:

.

Для второго варианта:

.

Коэффициент заполнения объема для второго варианта больше, чем для первого – k_ЗО2 >k_ЗО1, следовательно, во втором случае объем блока используется более эффективно.

С учетом проведенных расчетов был выбран второй вариант конструкции блока, поскольку в этом случае внутренний объем блока используется наиболее эффективно, и сам блок имеет меньшие габаритные размеры.