6.Описание конструкции расчета. Описание конструкции блока.

Блок электронного «сторожа» выполнен в виде модуля второго конструктивного уровня – блока, оригинальной конструкции. Корпус блока выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда. Габаритные окончательные размеры 1159584. Корпус состоит из основания и верхней крышки. Основание и верхняя крышка выполнены из материала прессовочного ДСВ-2Р-2-2М по ГОСТ 17478-72. Толщина стенок 1,5 мм.

На верхней части корпуса спереди устанавливается динамическая головка, для которой просверлены отверстия для прохождения звуковых импульсов, крепится четырьмя винтами (М2,5 ГОСТ 17475-80) с гайками (М2,5 ГОСТ 5915-70) и гайками (ГОСТ 11371-78). На тыльной стороне крышки крепится кнопка (КМД-1) включения устройства с помощью резьбового соединения, для крепления выключателя сверлится отверстие диаметром 8мм. На левой боковой стороне просверлено отверстие диаметром 4 мм для коммутации устройства с источником питания и датчиком вибрации.

Основание имеет прямоугольную форму. К основанию плата присоединяется четырьмя винтами ГОСТ 17473-80. Присоединение платы к основанию осуществляется с помощью втулок (ОСТ 1 11230-73), закрепленных с помощью винтов (ГОСТ 17475-80) к основанию. Присоединение верхней крышки к основанию осуществляется при помощи винтов(ГОСТ 17475-80), которые ввинчиваются в резьбовые втулки. Резьбовые втулки выполнены со стенками верхней крышки за единое целое литьем и имеют резьбовые отверстия в соответствие винта (ГОСТ 17475-80).

Основание печатной платы выполнено из стеклотекстолита фольгированного СФ-2Н-50Г-1,5 ГОСТ 10316-78.

Выбор типа электрического монтажа.

В проектируемом устройстве применяются два типа монтажа - печатный и объемный. Печатный монтаж применяется для соединения между собой радиоэлементов, входящих в модуль диагностического прибора. Объемный монтаж необходим для соединения между собой платы, кнопки включения, динамической головки и проводов соединения устройств между собой.

Выбор способов защиты устройства от внешних воздействий.

Из требований по условиям эксплуатации, записанным в техническом задании, следует, что нет необходимости в применении специальных способов защиты устройства от климатических факторов, вибрации и помехонесущих полей. Корпус устройства осуществляет частичную герметизацию.

Выбор конструктивных элементов электрического монтажа

В конструкции устройства применяется печатный и объемный монтаж. Электрические соединения осуществляются пайкой. Для пайки элементов применяют припой ПОС61 ГОСТ 21931-76, флюс ФКСп ОСТ 4.ГО.033.200.

Двусторонняя печатная плата изготавливается комбинированным позитивным методом. Материал для изготовления печатной платы - стеклотекстолит фольгированный СФ-2Н-50Г-1,5 ГОСТ 10316-78.

Для объемного монтажа применяют провод МПО-0,35 ТУ16-505339-79 с сечением жилы 0,35 мм² с изоляцией в оплетке из капроновой нити. Для связки проводов между собой используется нить х/б «И» в 6 сложений «Особопрочная» глянцевая ГОСТ 6309-87, это делается для того чтобы провода не путались с внутренними устройствами, а на выходе из блока были сгруппированы в единый кабель.

Корпус устройства может быть любого цвета. Окраска производится путем добавления к массе полистирола соответствующего красителя при прессовании корпуса. Для защиты от атмосферных воздействий печатные платы покрываются бесцветным лаком УР-231.

На печатной плате маркировка элементов электрической схемы (резисторов, транзисторов, ИС и т.д.) осуществляется травлением.

Расчет теплового режима.

Целью расчета является определение нагретой зоны модуля и среды вблизи поверхности ЭРЭ.

Конструкцию РЭА заменяем ее физической тепловой моделью, в которой нагретая зона представляется в виде параллелепипеда, имеющего средне поверхностную температуру t_o и рассеиваемую тепловую мощность Р_о. В зависимости от ориентации модулей 1-го уровня различают три группы конструкций по характеру теплообмена в них. На рисунке 2 приведены зависимость между перепадом температур t_k и выделяемой тепловой мощностью для блоков различных конструкций.

Тепловой режим блока характеризуется набором температур отдельных его точек. Для расчета теплового режима работы блока необходимо определить:

1) условную поверхность нагретой зоны S_з, м², для воздушного охлаждения:

S_з=2(ab+(ah+bh)К_з.о); (91)

где a,b,h – геометрические размеры блока, м;

К_з.о– коэффициент заполнения объема;

а=10010^-3м;

b=8010^-3м;

h=68,510^-3м.

S_з=2(10010^-38010^-3+(10010^-368,510^-3+8010^-368,510^-3)57,4)=1,43 м².

2) удельную мощность нагретой зоны q₃, Вт/м², как количество теплоты, рассеиваемое с единицы площади:

q₃=Q/S_3; (92)

где Q – мощность, рассеиваемая блоком, Вт.

Q=I₁U₁= 40010^-312=4,8 Вт; (93)

где U₁– напряжения питания,В;

I₁ – потребляемый ток в цепи с напряжением U₁, А.

С учетом полученного значения Q удельная мощность нагретой зоны: q_з=4,8 /1,43= 3,36 Вт/м²,

следовательно прибор перегреться при такой удельной мощности перегреться не может, так как она слишком мала.

Определим температуру зоны. Для обеспечения нормального режима работы устройства температура зоны не должна превышать Т_з=50⁰С.Максимальная температура окружающей среды, при которой устройство должно функционировать равна Т_с=40⁰С. Тогда перепад температур t будет определяться по формуле:

t=Т_з-Т_с=50-40=10⁰С; (94)

Способ вентиляции разрабатываемого устройства, можно определить по графику тепловой нагрузки блоков различной конструкции (рисунок 2). Учитывая, что в проектируемом устройстве модуль расположен горизонтально, получим, что прибор относится к зоне 1, следовательно, устройство не нуждается в вентиляции.

По результатам расчета делаем вывод, что разрабатываемая конструкция блока устройства обеспечивает нормальный тепловой режим работы без обеспечения какой либо вентиляции и дополнительного охлаждения.

Заключение.

Таким образом, была разработана конструкция электронного «сторожа» для мотоцикла. Во время работы был проведен анализ существующих аналогов, технического задания, электрической схемы и элементной базы. Был проведен расчет основных компоновочных параметров сигнализации с соблюдением всех требований технического задания на курсовое проектирование.

Конструкция устройства обеспечивает ремонтопригодность и эксплуатационное обслуживание. Серийное производство деталей и сборочных единиц корпуса устройства снижает общую стоимость самого прибора. Исполнение схемы на современной элементной базе позволило разработать компактное и надежное устройство. Основные пути дальнейшего усовершенствования конструкции возможно при создании нового поколения элементной базы и новых методов формирования корпуса.

Список литературы:

1.Чуруксаев М. Электронный «сторож» для мотоцикла – Радио, 1998, №11.

2.Новаченко И. Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры. Справочник – М.: КУБК-а, 1995.

3.Аксенов А.И. и др. Элементы схем бытовой радиоаппаратуры. Диоды. Транзисторы: Справочник.–М.: Радио и связь, 1993.

4.Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: Справочник. / Акимов Н.Н., Ващуков Е.П. и д.р.–Мн.: Беларусь, 1994.

5.Ю.А.Мячин. 180 аналоговых микросхем. Справочник. – «Патриот», МП «Символ-Р» и редакция журнала «Радио», 1993.

6.Школа академика Власова: выпуск 1. Сборник методических трудов кафедры «Управление и информатика в технических системах». Балаковский институт техники, технологии и управления. Под ред. Власова В. В. – М.: «Буркин», 1998.

7.Оформление спецификаций. Методические указания к практической работе по курсу «Конструктивно-технологические особенности проектирования и изготовления модулей аппаратурной реализации САУ». Ротапринт СГТУ, Саратов, 1998.

8.Рациональный выбор несущих конструкций. «Методические указания к практической работе по курсу «Конструктивно-технологические особенности проектирования и изготовления модулей аппаратурной реализации САУ». Ротапринт СГТУ, Саратов, 1999.

9.Усатенко С. Т., Каченюк Т. К., Терехова М. В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. – М.: Издательство стандартов, - 1989.

10.Классификатор ЕСКД.