- Чертеж конструкции вольтметра для лабораторных источников питания, А3, с электрической принципиальной схемой, с указанием требований:
- Шаг координатной сетки 1,25 мм
- Покрытие поверхности элементов проводящего рисунка сплавов РОЗЕ, чистый
- Паять ПОС-61
Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 27 листах.
В проекте выполнена разработка конструкции вольтметра для лабораторных источников питания. Переключение между поддиапазонами осуществляется в автоматическом режиме. Разделение единиц и десятков вольт от десятых и сотых долей вольта осуществляется одним "погашенным" разрядом индикатора. Напряжение измеряется и преобразовывается в цифровой код с помощью встроенного в микроконтроллер DD1 10-разрядного АЦП. Защиту его входа от напряжения минусовой полярности и ограничение напряжения на нем на уровне в пределах 3,1...3,3 В обеспечивают диоды. Дроссель и конденсатор образовывают фильтр питания аналоговой части микроконтроллера. С помощью конденсатора снижается уровень помех на вход АЦП. Монтаж деталей, за исключением светодиодных индикаторов, выполняется на плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Применены оксидные конденсаторы, резисторы и транзисторы. Имеется возможность использования одного четырехразрядного, двух двухразрядных или четырех одноразрядных светодиодных семиэлементных индикатора с общим катодом. Питание устройства выполнятся от стабилизированного источника напряжения. Средний ток, потребляемый приспособлением, равен 12 мА.
Приведена расчетная часть. Выполнен расчет надежности импульсного источника питания с определением среднего времени работы на отказ, равного 81124 часа. Определен коэффициент заполнения печатной платы – 36 %. Рассчитаны значения:
|
Наименование |
Тип |
Количество |
Коэффициенты нагрузок |
Коэффициенты влияний |
Интенсивность отказов, 1/час |
Надежность импульсного источника |
|
Резистор |
МЛТ-0,125 МЛТ-0,5 |
10 1 |
0,5 0,5 |
0,8 0,8 |
0,03 0,043 |
0,24 0,0344 |
|
Транзистор |
КП504А |
5 |
0,5 |
0,8 |
0,1 |
0,4 |
|
Диод |
ТОТ3361 КД521А |
1 2 |
0,5 0,5 |
0,3 0,3 |
0,2 0,2 |
0,06 0,12 |
|
Микросхема |
ATtiny26L K176ИД2 |
1 1 |
0,5 0,5 |
- - |
- - |
1,44 1,44 |
|
Конденсатор |
К50-35 |
4 |
0,5 |
0,8 |
0,5 |
1,6 |
|
Пайка |
- |
- |
0,5 |
- |
0,03 |
8,1 |
Разработана конструкторская часть.
Проведено обоснование выбора элементов:
- Резистор является пассивным элементом электрической цепи. Приняты МЛТ 0,125 и МЛТ 0,5
- Конденсатор предназначен для накопления заряда и энергии электрического поля. Он является двухполюсником с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью. Выбран конденсатор К-50-35
- Для схемы принят диод КД521А
- Микросхема представляет собой микроэлектронное устройство, изготовленное на полупроводниковом кристалле и помещенное в неразборной корпус. Выбрана микросхема К176ИД2
Описана разработка трассировки платы и ее компоновка. Печатная плата с установленными на ней электрорадиоэлементами называется печатным узлом. Установка на плату ЭРЭ со штыревыми выводами выполнена с одной стороны для использования высокопроизводительных процессов пайки. Их расположение выполнено таким образом, чтобы осевые линии корпусов были параллельными или перпендикулярны друг другу. Зазор между ними составляет 1,5 мм. Выполнена изоляция корпуса и проводника. Под корпусами предусмотрена медная шина, предназначенная для отвода теплоты в окружающее пространство. Для защиты от воздействия влаги печатный узел покрыт лаком УР-231.
В работе разработан вольтметр для встраивания в регулируемые лабораторные источники питания, обеспечивающего измерение и индикацию на четырехразрядном цифровом светодиодном семисегментном индикаторе напряжения в пределах 0...99.9 В.
В программе: AvtoCAD