Разработка печатной платы

Печатная плата по возможности должна обладать минимальными размерами. Для размещения всех проводников и элементов достаточно платы размером 80×55. Для изготовления печатной платы используется двухсторонний фольгированный стеклотекстолит типа СФ-2-35. Рекомендуемая ГОСТом толщина платы должна быть в 100 раз меньше чем, большая длина ПП. Таким образом толщина платы равна 0,8 мм, что обеспечит механическую прочность.

Соединение COM-порта персонального компьютера с ПП будет осуществляться при помощи гибких проводников, которые запаиваются в специальные отверстия.

Для крепления печатной платы сделаны четыре отверстия диаметром 3,3 мм. Так как головки винтов не должны касаться элементов платы, вокруг монтажных отверстий должно быть место свободное от проводников.

Плотность монтажа данной печатной платы невысока, поэтому плата будет выполнена по 1-ому классу точности: ширина проводников и зазоров между ними – 0,5 мм. Такое решение обеспечивает плотность монтажа, требуемую для получения небольших габаритов печатной платы, и выгодно с точки зрения сложности производства и стоимости изготовления.

Трассировка печатной платы осуществлялась при помощи программы PCAD-2001, представляющей собой систему проектирования печатных плат. В данной работе использовались следующие модули указанной программы: P-CAD Schematic и P-CAD PCB, предназначенные для редактирования принципиальных схем и трассировки печатных плат соответственно. Принципиальная схема разрабатываемого устройства, собранная в P-CAD Schematic, изображена на рис. 3.6. Чертежи с печатными проводниками изображены на рис. 3.3 (сторона А) и рис. 3.4 (сторона Б). Габаритный чертеж на рис.3.2.

Рис.3.2 – Габаритный чертеж ПП

Рис3.3. – Сторона А

Рис3.4 – Сторона Б

Рис.3.5 – Схема отверстий ПП

Рис.3.6 - Сборочный чертеж

Рис.3.7 – Схема из модуля P-CAD Shematic

4. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ УСТРОЙСТВА

На надежность работы влияют условия эксплуатации устройства, система контроля.

Интенсивность отказов устройства примерно может быть оценена по следующей формуле:

l_i=l₀×a×p_k×p_y,

если есть несколько элементов, то суммарная величина равна:

L=å(N_il_i), где

N_i – число элементов данного типа;

l₀ – интенсивность отказов в нормальных условиях эксплуатации;

p_y – коэффициент, зависящий от условий эксплуатации;

p_k – коэффициент, зависящий от выбранной системы контроля;

a - коэффициент влияния, зависящий от коэффициента нагрузки k, который определяется по следующим формулам:

– для диодов k = I/I_макс, где I – фактический ток, I_макс – максимально допустимый ток;

– для резисторов и трансформаторов k = P/P_н, где P – фактическая мощность, P_н – номинальная мощность;

– для конденсаторов k = U/U_н, где U – фактическое напряжение на конденсаторе, U_н – номинальное напряжение.

Очевидно, что устройство будет использоваться в комнатных условиях, поэтому выбираем коэффициент p_y=2. Т.к. устройство не является сложным, то для удешевления используется система контроля типа D (т.е. коэффициент p_k=30), при которой осу­ществляется разбраковка только по важнейшим параметрам при комнатной тем­пературе и только готовых изделий.

Для оценки надёжности устройства воспользуемся таблицей 4.1, в которую внесли исходные данные.

Таблица 4.1 – Оценка надёжности схемы

Элемент	N	l0 (10^-51/ч)	k	a	py	pk	li (10^-51/ч)	Nli (10^-51/ч)
Диоды		0,05	0,1	0,02			0,06	0,12
Конденсаторы		0,05	0,1	0,15			0,45	4,05
Резисторы		0,04	0,1	0,4			0,96	4,8
Микросхемы				0,02			1,2	2,4
Пайки		0,005		0,1			0,03	2,82
Светодиод		0,05	0,1	0,02			0,06	0,06

Суммарная интенсивность отказов равна L=14,25∙10^-71/ч.

Время наработки на отказ соответствующее найденному значению равно T=1/L=7×10⁵ часов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе спроектирована печатная плата для устройства “Sim-reader”, с помощью системы проектирования печатных плат P-CAD 2001 выполнена трассировка полученной ПП. Подобраны элементы для для изготовления платы. Проведена оценка надежности устройства.

Дата добавления: 2015-12-01