Частотомер многофункциональный на однокристальном микроконтроллере АТ89С2051

2. Разработка пространственной конструкции и компоновка

2.1 Разработка пространственной конструкции частотомера

Для разработки пространственной конструкции необходимо знать состав, габаритные размеры и массу всех элементов. Определение габаритных размеров и массы элементов рекомендуется выполнять методом аналитической компоновки.

Определени

е площадь ПП находим по формуле (2.1):

, (2.1)

где:Si – установочная площадь i-го элемента, мм2;

Кs – коэффициент заполнения площади подложки;

N – число компоновочных элементов;

Кs=0,75 - так как элементы унифицированы и стандартизированы, и позволяют применить автоматизацию производства. Компоновка схемы позволяет применять автоматизированные станки и оборудование. Также применяются элементы третьего поколения и четвёртого поколения.

Подсчитываем площадь каждого элемента (Si) и заносим в таблицу 2.1

Таблица 2.1 – Установочные характеристики конструкционных узлов

По формуле (2.1) находим площадь ПП:

Определяем массу модуля:

МЭ=Smiэ×niэ+mпр+mпп (2.2)

где:miэ – масса одного элемента;

niэ – количество элементов;

mпр – масса припоя;

mпп – масса печатной платы;

Мэ=(22+20+5+70,2+16+12+16+7+20+22)+50+20=281(г).

Исходя из рекомендаций ГОСТ10317-79, определённой площади подложки Sn и условий компоновки (безопасность электромагнитного излучения и др.), определяем размеры сторон подложки:

а=95(мм); в=85(мм)

соответственно

S=а×в=95×85=8075(мм2)> Sn=5083(мм2).

2.2 Внешняя компоновка

Согласно схеме электрической принципиальной ГЮИК.411140.001Э3 и рисунку 2.1. На передней панели размещаются: кнопка "РЕЖИМ" (выбор режима) SB1 крайний слева сверху, под ней кнопка ">0<"(относительное изменение параметра) SB2, за кнопкой SB1 справа расположен ЖКИ индикатор HQ1. Эти элементы крепятся непосредственно на передней панели с помощью клея ВК-9 ОСТ 92 - 0949. Передняя и задняя панели прямоугольной формы.

На задней панели расположен соединитель XА1 – ХА3 с права соединитель питания, за ним соединитель "измерения частоты" и слева соединитель "измерения длительности".

Можно использовать готовый корпус Z-Va (польского производства).

2.3 Внутренняя компоновка

Конструкция состоит из одного модуля печатной платы (ПП), на котором размещен кроме устройств индикации, управления и соединения (рис. 2. 1). На заднем краю платы расположены соединители XА1 – ХА3. Возле них по обе стороны расположены стабилизаторы DA1, DA2. За ними с права в металлическом экране расположен задающий генератор. Возле него слева расположена схема формирователя на транзисторах VT1 – VT5. В передней части платы расположены все цифровые микросхемы и микроконтроллер DD8. А также соединители для подключения индикатора и кнопок. Все элементы на печатной плате расположены согласно схеме электрической принципиальной ГЮИК.411140.001Э3. Крепление ПП к корпусу осуществляется с помощью винтов (М3х1х7), в углах ПП предусмотрены отверстия под крепление.

Между ПП и передней, задней панелями предусмотрен зазор для удобства крепления и соединения навесных элементов.

2.4 Расчёт габаритные размеры модуля частотомера

Соотношение между размерами всего блока (рис. 2. 1), размерами узлов и зон определяется следующими выражениями:

Lz=h+Δ+z1+z2=20+1,5+4+2,5=28(мм),

Ly=ly+Y1+Y2=85+10+10=105(мм), (2.3)

Lx= lx+X1+X2=95+5+5=105(мм),

где;Lz, Ly, Lx – размер прибора по осям x, y, z соответственно

h- Наибольшая высота элемента установленного на плате

Δ – Толщина платы

X1, X2 – размеры краевых полей

Y1 – размер размещения органов управления и индикации

Y2 – размер зоны внутриблочной и межблочной коммутации

z1 – зазор между наибольшим элементом и верхней крышкой

z2 – зазор между ПП и нижней крышкой прибора

Выбираем форму изделия – параллелепипед. Так как эта форма характеризуется простыми и четкими очертаниями поверхностей, лаконична, даёт возможность применить максимальное число унифицированных и стандартизированных деталей. А так же наиболее простая и дешевая. И такая форма выбрана из-за того, что не требуются большие механические нагрузки в соответствии с группой 1 ГОСТ16019-78.

Органы управления SB1, SB2 (схема электрическая принципиальная ГЮИК467750001Э3) и индикатор HQ1 расположены на передней панели.

Соединители XА1 – XА3 размещены на задней панели, крепятся к печатной плате.

Рис. 2. 1 – Условная компоновочная схема частотомера с указанными краевыми полями.

На рисунке показано: 1 - передняя панель, 2 – печатная плата, 3 – ЖКИ индикатор, 4 – соединители, 5 – задняя панель, 6 – кнопка, 7 - экран.

3. Разработка модуля с печатным монтажом

3.1 Выбор материала и способ изготовления частотомера на однокристальном микроконтроллере АТ89С2051

Согласно чертежу ГЮИК758710 001 представлена печатная плата (ПП) частотомера. ПП двусторонняя размером 95х85(мм) толщиной 1,5(мм), изготовлена с точностью h14. Масса печатной платы 20г. Материал печатной платы стеклотекстолит марки СФ1-50Г-2 ГОСТ10316-78. Материал платы выбран из того, что он обеспечивает надежные механические, электроизоляционные и эксплуатационные параметры. Толщина платы выбрана из условий механических воздействий и в соответствии с группой жесткости.

 Скачать реферат