Расчет и описание бортового компьютера автомобиля - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника дипломная работа

Технические параметры бортового компьютера. Обоснование выбора элементов по их электрическим параметрам: конденсаторов резисторов, микропроцессора, транзисторов. Разработка печатной платы и сборочного чертежа. Расчет надежности, электронного ключа VT7.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1.2 Описание схемы принципиальной бортового компьютера
1.3 Особенности микроконтроллера AT89C51ED2
2.1.1 Обоснование выбора резисторов
2.1.2 Обоснование выбора конденсаторов
2.1.3 Обоснование выбора транзисторов
2.1.6 Обоснование выбора кварцевого резонатора
3.3 Расчет транзисторного ключа VT7
4.1 Обоснование разработки трассировки печатной платы бортового компьютера
4.2 Обоснование разработки печатной платы
4.3 Описание конструкции бортового компьютера
5.1 Технология изготовления печатных плат
5.2 Наладка и настройка бортового компьютера
6.1 Организация рабочего места радиомонтажника
7.1 Расчет себестоимости бортового компьютера
8.1 Техника безопасности при работе радиомонтажника
В данном дипломном проекте я проанализирую технические параметры бортового компьютера. По схеме электрической принципиальной произведу обоснование выбора элементов по их электрическим параметрам: конденсаторов резисторов, микропроцессора, транзисторов, а также обосную разработку печатной платы и сборочного чертежа и следующие чертежи:
- схему электрическую принципиальную;
- структурную схему микроконтроллера AT89C51.
В дипломном проекте будут рассказаны следующие расчеты:
Описанные ниже прибор - бортовой компьютер автомобиля - предназначен для отображения на табло в режиме реального времени параметров движения на маршруте, текущего времени и даты, характеристик и кодов неисправностей электронного блока управления исполнительными механизмами блока. Этот бортовой компьютер - очередной этап развития приборов, представленных в статьях А. Алехина «Диагностический прибор для автомобильного двигателя с контроллером «Bosch»
Бортовой компьютер имеет несколько режимов:
Режим «часы/календарь» на табло отображаются текущее время ЧЧ:ММ:СС, в центре поля дисплея крупным шрифтом, дата в формате ЧЧ-МЕСЯЦ-ГГГГ (ЧЧ-число, МЕСЯЦ-месяц, ГГГГ- год полностью)
Режим «маршрутный компьютер» данный режим накапливает и отображает в табло следующие параметры движения:
- пройденное расстояние от начала маршрута (до 9999.999км, если больше то подсчет параметров автоматически останавливается);
- время нахождения на маршруте (до 99ч 59м 59с, если значение больше, то режим автоматически останавливается);
- текущая скорость движения автомобиля;
- средняя скорость движения автомобиля;
- общий расход топлива на маршруте (в литрах до 9999.999 литров, если значение больше, режим автоматически останавливает его подсчет);
- средний расход топлива на маршруте (в литрах на 100км), при пройденном менее 1км пути, функция на табло не отображается;
- мгновенный расход топлива (литрах в час).
Режим «Просмотр внутренних переменных блока управления» компьютер показывает в реальном времени текущее значение одной из следующих переменных:
- идентификатор программного обеспечения блока управления;
- положение дроссельной заслонки (в процентах);
- температура охлаждающей жидкости (в градусах Цельсия);
- частота вращения коленчатого вала (в минутах степени 1);
- заданная частота вращения на холостом ходе (в минутах степени 1);
- угол опережения зажигания (в угловых градусах);
- скорость автомобиля (в километрах в час);
- положения регулятора холостого хода (в числе шагов);
- заданное положение регулятора холостого хода (в числе шагов);
- напряжение бортовой сети (в вольтах);
- коэффициент коррекции содержания СО (окиси углерода) для двигателя без датчика кислорода;
- соотношение воздух/топливо для двигателя с датчиком кислорода;
- коэффициент коррекции времени спрыска;
- напряжение на датчике кислорода для двигателя с таким датчиком (в вольтах);
- длительность импульса впрыска (в миллисекундах);
- цикловой расход воздуха (в миллиграммах на такт);
- массовый расход воздуха (в килограммах в час);
- часовой расход топлива (в литрах в час);
- путевой расход топлива (в литрах на 100км);
- признак обнаружения детонации (да/нет);
- признак блокировки топливоподачи (да/нет);
- признак продувки адсорбера (да/нет);
- признак работы в зоне регулирования по датчику кислорода (да/нет);
- признак мощностного обогащения (да/нет).
Режим «просмотр и стирание кодов неисправностей» компьютер считывает коды неисправностей и отображает на дисплее их число.
Режим «управление исполнительными механизмами блока управления» компьютер показывает текущее состояние одного из следующих исполнительных механизмов:
- реле вентилятора системы охлаждения двигателя;
- реле управления бензонасосом (если установлен двигатель);
- клапана продувки адсорбера (если он есть в комплектации).
Режим «отображения информации» для перехода в такой режим необходимо выключить зажигание, нажать на кнопку «Режим» и включить зажигание, удерживая кнопку нажатой до появления на табло заставки «Информация о приборе». В этом режиме можно смотреть информацию о версии прибора, его авторах и т.д.
Таблица 1.1.1 - Основные технические параметры бортового компьютера
Напряжение питания бортового компьютера (В)
Напряжение питания элементов схемы(В)
Цель дипломного проекта: Изучить схему электрическую принципиальную прибора, дать описание принципа действия, сделать расчеты:
- схема электрическая принципиальная;
- структурная схема микроконтроллера AT89C51ED2;
1.2 Описание схемы пр инципиальной бортового компьютера
бортовой компьютер конденсатор резистор
Принципиальная схема микроконтроллера показана на рисунке 1 Основа прибора - микроконтроллер AT89C51ED2 (DD3) фирмы Atmel. Он представляет собой наиболее мощный вариант контроллера с ядром 8052 и имеет повышенное быстродействие максимальный объём памяти программ и обширный объём информационной памяти на кристалле, дополнительные периферийные узлы и многое другое. Применение этого микроконтроллера позволило использовать наработки предыдущих приборов, также выполненных на микроконтроллерах с таким ядром. Работу микроконтроллера тактирует встроенный генератор с кварцевым резонатором ZQ2. Тактовая частота равна 20МГц. Для перевода микроконтроллера в режим программирования необходимо подать низкий уровень на вход PSEN. Это реализуют подключением перемычки (джампера) Х2.1.
Рисунок 1.2.1 - Схема электрическая принципиальная
Для надежного запуска микроконтроллера после подачи напряжения питания и блокировки его работы при уменьшении этого напряжения ниже рабочего значения служит детектор понижения напряжения DA3, который удерживает на выходе высокий активный уровень при входном значении меньше 4.5В.
Пользователь управляет работой устройства с помощью четырёх кнопок SB1-SB4, подключенных к выходам PO4-PO7 микроконтроллера. При нажатии на кнопку на соответствующем входе порта формируется низкий уровень. Управляющая программа микроконтроллера периодически (с интервалом 100мс) сканирует порты и фиксирует изменения состояния кнопок.
Информация в предыдущих вариантах прибора отображалась на однострочном 16- символьном ЖК индикаторе. В силу малого числа знакомест и фиксированного шрифта она была малообъёмной (большинство сообщений представляли собой сокращения слов и аббревиатуры, не всегда понятные малоподготовленному пользователю). Поэтому в описанном компьютере было принято решение применить графический ЖКИ, практически никак не ограничивающий вида выводимой информации - все определяется программой. Реализовано два шрифта - крупный, с размерами символов 16 на 12 пикселей, и мелкий 8 на 6. Начертание символов обоих шрифтовых файлов. Кроме того, был создан ряд специальных символов (км/час, л/10 и т.п.).
В компьютере применен ЖКИ HG1 МТ12232А фирмы МЭЛТ с размерами поля отображения 122 на 32 пикселя. Информация в ЖКИ записывается по восьмиразрядной шине, подключенной к порту Р2 микроконтроллера. Контрастность изображения регулируют подстроечным резистором R34. Опыт эксплуатации предыдущих вариантов прибора показал, что необходимо предусмотреть возможность регулирования яркости подсветки ЖКИ, причем желательно программно; использование узла с регулировочным переменным резистором усложнит задачу из-за значительного потребляемого подсветкой тока.
В описанном варианте компьютера применено широтноимпульсное управление подсветкой. Питание на нее поступает через триггер Шмита DD1.1 и транзистор VT6, регулирование яркости происходит путём изменения длительности импульсов. Необходимо также учесть, что индикатор рассчитан на направление обзора снизу-справа, а при установке прибора справа от водителя (например на место часов автомобиле ВАЗ-2110) на табло придется смотреть сверху-слева. Поэтому у индикатора надо аккуратно разогнуть крепежные усы, освободить стекло-поляризатор и, повернув его в своей плоскости на 180 градусов, установить на место, после чего собрать индикатор.
Для звуковой индикации нажатий на кнопки, изменений режимов работы компьютера и предупреждения о выходе контролируемого параметра за допустимые пределы предусмотрен звуковой индикатор на элементах DD1.2, VT7, НА1. Пьезоэлектрический звукоизлучатель SMA13S фирмы Sonitron содержит встроенный генератор, работающий на частоте 3000 Гц. Для формирования звукового сигнала достаточно подать на него напряжение питания. Включение выполняет открывающийся транзистор VT7. Ток, потребляемый звукоизлучателем, не превышает 2Ма, поэтому транзистор может быть любым маломощным.
Сигналы от датчиков скорости и расхода топлива, а также сигналов включения зажигания преобразуются в уровни ТТЛ узлами, выполненными на транзисторахVT1, VT2 и VT5 соответственно. Фронты и спады принимаемых сигналов формируют триггеры Шмита DD1.6, DD1.5 и DD1.4. Для отфильтровывания импульсных помех на входах включеныRC-фильтры R6C1, R9C2, R17C8.
В предыдущем варианте прибора узел сопряжения в диагностической линией был выполнен на паре транзисторов. Этот узел вполне работоспособен, но требует подборки резистора нагрузки, стабилитрона, задающего уровень логического нуля, и т.п. В описываемом приборе решено применить согласующий усилитель МС33290D (DA2), который полностью удовлетворяет спецификации ISO9141. Для защиты его входа от превышения напряжения и напряжения обратной полярности служит защитный диод VD6 с напряжением открывания 17 В, импульсные помехи отфильтровывает конденсатор С14. Резистор R32 - нагрузочный для лини К-Line.
Программирование микроконтроллера, конфигурирование бортового компьютера и считывание накопленной маршрутной информации реализуют по последовательности каналу с интерфейсом RS-232C. Уровни сигналов ТТЛ микроконтроллера преобразует к уровням сигналов RS-232C в буфер DD2. Он оснащен встроенным повышающим преобразователем напряжения (для формирования логических уровней RS-232C: +10В - лог 0: минус 10В - лог.1) с внешними конденсаторами С15-С18.
Так микроконтроллер имеет один UART, а в компьютере- два последовательных канала (K-Lineи RS-232C), в каждый момент возможна работа только с одним из них, например, либо только диагностика, либо только считывание маршрутной информации. Выбирают активный канал установкой перемычки Х1.1 в соответствующее положение. Для удобства переключения перемычки выведены на заднюю стенку корпуса компьютера. Когда он установлен в автомобиле, я всегда включаю K-Line, а накопленные маршруты считываю дома (для этого нужен пк) с включенным RS-232C.
Для формирования отметок времени, используемых при подсчете временных интервалов маршрута, а также для хранения параметров текущего маршрута и различных рабочих переменных при выключении питания компьютера, применена микросхема DS1302Z (DD4), представляющая собой часы реального времени с энергозависимой памятью. Частота генератора часов стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1. Для сохранения содержимого памяти и хода часов этой микросхемы при выключении компьютера используется резервный источник питания G1.
Наиболее простой и дешевый (и в следствии этого наиболее распространенный) способ получения стабилизированного напряжения из большого нестабилизированного - применение линейного стабилизатора, гасящего излишек напряжения на регулирующем элементе (обычно транзисторе) Вследствие этого в стабилизаторе выделяется известное количество тепла, требующее применения специальных мер по его отведению. Для малогабаритного устройства, потребляющего ток 200Ма, от бортовой сети автомобиля напряжением 14 В необходимо рассеивать (14-5) В х 0.2 А = 1, 8 Вт.
Дать решение этой проблемы в описываемом бортовом компьютере был применен метод импульсного преобразования напряжения со стабилизацией выходного напряжения автоматическим регулированием ширины или частоты следования импульсов управления коммутирующим элементом, обеспечивающим протекание импульсного тока через дроссель. Такой стабилизатор сложнее и дороже линейного, КПД источника питания (до 90%) и в несколько раз снизить рассеиваемую мощность. Недостаток импульсного преобразования - относительно высокий уровень импульсных помех, но компьютер к ним малочувствителен.
В компьютере применен не сложный и потому дешевый и доступный микроконтроллер MC34063AD (DA1), включенный по схеме понижения выходного напряжения (1 к 2). Максимальное время открытого состояния внутреннего коммутатора задаёт конденсатор С5. Номинальный ток дросселя должен быть не менее 400Ма, а индуктивность - 56….58 мкГн.
Диод VD4 должен иметь малое прямое напряжение (Диод шотки). За сглаживание пульсаций выходного напряжения отвечают конденсаторы С9 и С10. Их желательно выбрать с малым ЭПС, например танталовые. Значение выходного напряжения задает резистивный делитель цепи ОС R14R15. Для получения выходного напряжения 5 В необходимо, как можно точнее выдержать соотношение номиналов R14/R15 =3. Для защиты компьютера от превышения напряжения при выходе из строя преобразователя служит защитный диод VD5, рассчитанный на напряжение открывания 6В.
Описываемый вариант компьютера может работать при выключенном зажигании, для чего питание на него поступает от бортовой сети автомобиля через транзистор VT3, который имеет возможность оставаться открытым и обеспечивать питание прибора после выключения зажигания. При выключении зажигания транзистор открывается и питание поступает к преобразователю. Управляющая программа обеспечивает низкий уровень на выходе Р16 контроллера DD3, удерживающий транзистор VT3открытым после выключения зажигания. Для выключения компьютера при выключенном зажигании программа изменяет низкий уровень на этом выходе контроллера на высокий и закрывает транзистор VT3.
Программа постоянно следит за тем, включено ли зажигание по цепи через транзистор VT5. При выключении зажигания запускается програмный таймер, отсчитывающий время до выключения компьютера. Как только таймер закончит счет, транзистор VT3 закроется и выключит питание. Использование здесь полевого транзистора минимизирует энергопотери-в следствии низкого сопротивления открытого канала падения напряжения на нем превышает 100Мв.
Для защиты прибора от случайного включения в неправильной полярности служит диод VD1 с максимальным прямым током не менее 500Ма, а от бросков напряжения в бортовой сети - защитный диод VD2. Напряжение его открывания должно находиться в пределах от 16 до 20В. Самовосстанавливающийся предохранитель F1 с током срабатывания 300Ма защищает прибор и проводку автомобиля от возможных перегрузок по потребляемому току.
1.3 Особенности микроконтроллера AT 89 C 51 ED 2
Микроконтроллер -- микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами.
Обычный микроконтроллер сочетает на одном кристалле функции процессора и периферийных устройств, содержит ОЗУ и (или) ПЗУ. Если говорить понятнее - это однокристальный компьютер, который может выполнять относительно простые задачи.
Основное отличие от микропроцессора является интегрированные в микросхему устройства ввода-вывода, таймеры и другие периферийные устройства.
Микроконтроллер AT89C51 (рисунок 1.3.1) - это низкопотребляющий, быстродействующий 8-ми битный CMOS микроконтроллер с 4 КбайтамиFlash. При производстве микроконтроллеров были использованы Хай-Тэк технологии фирмы Atmel. В частности, микроконтроллер изготовлен согласно промышленной рекомендации MCS-51, которая распространяется и на цоколевку.
Однокристальную Flash память можно программировать как изнутри, так и извне используя программатор.
Основные характеристики микроконтроллера AT89C51:
- 4 Кбайт встроенной перепрограммируемой Flash памяти;
- трехуровневая программная защита памяти;
- 32 программируемых портa ввода\вывода;
- программируемый последовательный порт;
- низкое потребление в режиме ожидания и энергосберегающий режим «PowerDown».
Рисунок 1.3.1 - Структурная схема микроконтроллера
Порт 0. 8-битный открытый двунаправленный порт Вв./Выв. На каждый выход этого порта можно нагрузить восемь входов TTL.
При записи лог.1 в порт 0, контакты порта могут быть использованы как высокоимпедансные входы. Помимо этого, Порт 0 может быть сконфигурирован как мультиплексируемый младший адрес либо шина данных, во время обращений ко внешней программе или памяти данных. В этом режиме Порт 0 использует внутреннее напряжение.
Порт 1 - двунаправленный порт ввода/вывода на 8 битов со внутренним напряжением питания. Выходной буфер Порта 1 может быть нагружен на четыре входа/выхода TTL. При записи лог.1 в порт 1, контакты порта могут быть использованы как входы.
Порт 2 - двунаправленный порт ввода/вывода на 8 битов со внутренним напряжением питания. Выходной буфер Порта 2 может быть нагружен на четыре входа/выхода TTL. При записи лог.1 в порт 2, контакты порта могут быть использованы как входы.
Порт 2 также принимает старшие биты адреса и некоторые управляют сигналам во время программирования Flash и во время проверки.
Порт 3 - 8-битный двунаправленный порт Вв./Выв.
Выходы Порта 3 могут быть нагружены на четыре входа TTL.
При записи лог.1 в порт 3, контакты порта могут быть использованы как входы.
RSТ - вход сброса (Reset). Чтобы сбросить устройство, необходимо подать сигнал лог.1 на время двух машинных тактов. В это время генератор сбросит устройство.
AddressLatchEnable(ALE) - разрешение блокировки адреса. Защелкивает импульсом младший байт адреса на время доступа ко внешней памяти.
ProgramStoreENable(PSEN) - строб чтения для внешней памяти программ.
Когда AT89C51 выполняет программный код из внешней памяти, активизируется каждый второй машинный цикл, за исключением тех случаев, когда два сигнала проскакивают во время каждого доступа к внешней памяти данных.
ExternalAccessenable - разрешение внешнего доступа.
XTAL1 - Инвертированный вход усилителя генератора и вход на внутренние часы.
XTAL2 - Инвертированный выход усилителя генератора.
2.1 Обо снование выбора элементов
2.1. 1 Обоснование выбора резисторов
Все резисторы выбираются по требуемому номинальному значению и мощности. Иногда в особо точных схемах учитывается допустимое отклонение от номинальной величины сопротивления. Допустимое отклонение от номинальной величины сопротивления зависит от типа резистора: композиционный, проволочный, угольный. Выбирая резисторы по мощности, определяется мощность рассеяния на каждом резисторе отдельно по формуле P=U·I, P=U2/R, P=I2Xr, выведение из закона Ома.
Полученная величина увеличивается в двое. Исходя из полеченных значений выбирают резисторы эталонный мощностей: 0, 125, 0, 25, 0, 5, 1, 2, 5, 10Вт и т.д.
Таблица 2.1.1.1 - Технические параметры резистора МЛТ
Я выбрал резисторы МЛТ, потому что они обладают лучшими и более выгодными параметрами, а также имеют не высокую стоимость.
2.1.2 О боснование выбора конденсаторов
Для решения задачи - нахождения типа и стандартного напряжения конденсатора по рабочему режиму, необходимо вначале найти минимальное напряжение, а затем выбрать ближайшее к нему стандартное значение.
Величина рабочего напряжения конденсатора ограничивается тремя требованиями:
А) Конденсатор не должен перегреваться;
Б) Перенапряжение на нем не допустимо;
В) Он должен быть защищен от прохождения обратных токов, если это полярный оксидный конденсатор.
Для того чтобы конденсатор не перегревался следует рассчитать выделяемую на нем реактивную мощность. Она не должна превышать номинальную мощность конденсатора. Чтобы защитить конденсатор от перенапряжения, рабочее напряжение на нем не должно превышать номинальное. Это условие формулируется в стандартах как сумма постоянной составляющей и амплитуды переменной составляющей рабочего напряжения не должна быть больше стандартного напряжения.
Таблица 2.1.2.1 - Технические параметры резисторов
Керамические конденсаторы К10-17В и К50-35 имеют подходящее рабочее напряжение, они небольшого размера, дешевы и поэтому больше подходят для нашей схемы.
2.1.3 Об основание выбора транзисторов
Транзистор выбирается по максимальному значению тока коллектора I k max , допустимой мощности рассеяния и максимально допустимым напряжением коллектор-эмиттер, которое должно быть выше напряжения источника питания. При выборе руководствуются также следующим: максимальный ток коллектора, выбирается с запасом ?1, 5-2 раза. Не следует выбирать транзисторы со слишком большим запасом по допустимому току
Таблица 2.1.3.1 - Технические параметры биполярного транзистора
Таблица 2.1.3.2 - Технические параметры полевого транзистора
По техническим характеристикам и цене транзисторы BC847 и IRLM5203 полностью удовлетворяют предъявляемым требованиям к разрабатываемому устройству. Заменять транзистор его аналогом следует с учетом его конкретной схемы применения и режима работы.
Здесь качество диода зависит от прямого и обратного напряжения и чем выше эти параметры, тем лучше элемент, поэтому согласно таблице, данные диоды более всего подходит для данной схемы.
Таблица 2.1.4.1 - Технические параметры диодов
Я выбрал диоды 1N5822, SMBJ15A и 10MQ040, потому что они обладают лучшими и более выгодными параметрами, а также имеют не высокую стоимость.
2.1 .5 Обоснование выбора микросхем
Таблица 2.1.5.1 - Характеристика микросхемы MC34063AD
Таблица 2.1.5.2 - Характеристика микросхемы MAX810LEUR
Таблица 2.1.5.3 - Характеристики микросхемы SN74ALS14D
Таблица 2.1.5.4 - Характеристики микросхемы AT89C51ED2
Таблица 2.1.5.5 - Характеристики микросхемы DS1302Z
Таблица 2.1.5.6 - Характеристика микросхемы MT12232A
2.1.6 Обоснован ие выбора кварцевого резонатора
Кварцевые резонаторы предназначены для использования в аналогово-цифровых цепях для стабилизации и выделения электрических колебаний определённой частоты или полосы частот.
Принцип работы: в широкой полосе частот сопротивление прибора имеет ёмкостной характер и только на некоторых (рабочих) частотах имеет широко выраженный резонанс (уменьшение сопротивления).
Кварцевый резонатор имеет лучшие характеристики, чем другие приборы для стабилизации частоты (колебательные контуры, пьезокерамические резонаторы): такие как стабильность по частоте (уход частоты) и температуре (изменение частоты резонанса в зависимости от температуры окружающей среды).
Избирательный, ярко выраженный резонансный характер сопротивления этих компонентов определяет основные области применения кварцевых резонаторов - высокостабильные генераторы тактовых сигналов и опорных частот, цепи частотной селекции, синтезаторы частоты и т.д
Таблица 2.1.6 Технические параметры кварцевых резонаторов
Резонаторы Рк206 и Рк169 отлично подходят, как и по частоте, так и по цене.
Расчет надежности проводится на этапе проектирования. Для расчета задаются ориентировочные данные. В качестве температуры окружающей среды может быть принято среднее значение температуры внутри блока. Для большинства маломощных полупроводниковых устройств не превышает 40 градусов. Для различных элементов при расчетах надежности служат различные параметры. Для резисторов и транзисторов это допустимое напряжение, для диодов- прямой ток.
Коэффициент нагрузок для элементов каждого типа по напряжению могут быть определены по величине напряжения источника питания. Так для конденсаторов номинальное напряжение рекомендуется брать 1.5-2 раза выше напряжения источника питания. Рекомендуемые коэффициенты приведены в таблице 3.1.1.
Таблица 3.1.1 - Коэффициент нагрузки
Допустимая мощность рассеяния резисторов можно определить по принятым обозначениям на схеме.
Таблица 3.1.2 - Номинальная мощность резисторов
Допустимую мощность рассеяния следует брать в качестве номинального параметра. Фактическое значение параметра надо брать в половину меньше согласно таблице 3.1.1.
Для конденсаторов номинальным параметром в расчете надежности считается допустимые напряжения на обкладках конденсатора. В большинстве схем этот параметр не указывается. Его следует выбирать исходя и напряжения источника питания. UH, для конденсатора следует брать в два раза (или в полтора) больше напряжение источника питания. При этом следует учитывать, что согласно ГОСТу конденсаторы выпускают на допустимое напряжение (в вольтах) 1; … 350.
Конденсаторы на более высокие допустимые напряжения на обкладках, в схемах курсового и дипломного проектирования почти не применяются.
Фактическое значение (Uф) для конденсаторов расчет надежности следует брать в половину меньше выбранного.
Для транзисторов номинальный параметр Pk допустимое следует брать из справочников.
Для диодов контролируемый параметр величина прямого тока. Брать в справочниках.
Фактическое значение параметров этих элементов следует брать исходя из рекомендаций 3.1.1.
При увеличении коэффициента нагрузки интенсивность отказов увеличивается. Она так же возрастает, если элемент эксплуатируется в жестких условия: при повышенной температуре, влажности, при ударах и вибрациях. В стационарной аппаратуре, работающих в отапливаемом помещении, наибольшее влияние на надежность прибора влияет температура.
Определяя интенсивность отказов при t? = 20?C приведены в таблице 3.1.3
Интенсивность отказов обозначается л0. Измеряется л0в (1/час).
Таблица 3.1.3 - Интенсивность отказов
Микросхемы средней степени интеграции
В таблицу 3.1.9 заносятся данные из принципиальной схемы.
Таблица заполняется по колонкам. В 1-ую колонку заносится название элемента тип конденсатора, а даётся только его ёмкость. В этом случае следует выбирать по ёмкости подходящий тип конденсатора в справочнике. Тип элемента заносится во вторую колонку.
Однотипные элементы записываются одной строкой, а их число заносится в колонку 4.
Микросхемы вне зависимости от типа объединяются в одну группу и записываются в одну строку. Это связано с тем, что у них независимо от типа одинаковая интенсивность отказов, ионии могут работать в достаточно широком диапазоне температур.
В колонку 4 заносится температура окружающей среды. Её надо определять, исходя из назначения прибора или устройства. Если устройство работает в отапливаемом помещении и не имеет мощных транзисторов, температуру можно брать 40?C.
Далее следует заполнить колонку 6, пользуясь теми рекомендациями, которые были даны выше.
Выбирать их надо, руководствуясь рекомендациями таблицы 3.1.1.
Для транзисторов: k Н =P Ф /Р КДОП =P Ф/ P Н (3.1.1.)
Для диодов: k Н =I Ф /I ПРСР =I Ф /I H (3.1.2.)
Для конденсаторов: k Н = U Ф /U H = U Ф /(U u · n ) ·2 (3.1.3.)
Для резисторов: k Н =P Ф /Р Н (3.1.4.)
Знак k Н определяет фактическое значение параметра и заполняем колонки 5 и 8.
Если k Н в таблице для элемента не указано, то следует ставить прочерк или брать k Н =0.5.
Колонка 7 заполняется по справочнику.
Далее определяется коэффициент влияния (а), который показывает как влияет на интенсивность отказов окружающий элемент температуры в связи с коэффициентом нагрузки. Находят (а) по таблице 3.1.5.
Для германиевых полупроводниковых диодов, а брать таким, как у кремниевых. Если в таблице нет таких элементов, которые есть конкретной схеме следует спросить у преподавателя, как быть.
Колонка 10 заполняется из соответствующей таблицы 3.1.3. (Интенсивность отказов для температуры плюс 20?C).
Колонка 12 л с = л 1 ·n, где n-количество элементов.
Таблица 3.1.5 - Коэффициент нагрузки
Кремниевые полупроводниковые приборы
Металлодиэлектрические или металлооксидные резисторы
Если изделие испытывает воздействие ударных нагрузок или реагирует на влажность, атмосферное давление, следует учесть это влияние. В этом случае л 1 в колонке 11.
где а- коэффициент влияния температуры;
а 1 - коэффициент влияния механических воздействий;
а 2 -коэффициент влияния влажности;
а 3 -коэффициент влияния атмосферного давления.
Значения а 1 , а 2 и а 3 определяются по следующим таблицам.
Таблица 3.1.6 - Коэффициенты влияния механических воздействий
Таблица 3.1.7 - Коэффициент влияния влажности
Таблица 3.1.8 - Коэффициент влияния атмосферного давления
Когда колонка 12 заполнена, можно рассчитать среднее время наработки на отказ Т ср .
Для этого суммируют все значения колонки 12, получая ? л с .
Следует помнить, что ? л с - число, умноженное на 10 -6 , т.е. при делении 10 -6 перейдёт в числитель. Например? л с =7.066·10 -6 , тогда
? л с =7.066·10 -6 час - интенсивность отказа
Т ср = 1/7.066·10 -6 =10 6 /7.066=14.1·10 3 час.
1. Заполняем таблицу 3.1.4 колонки с 1 по 18;
2. а находим по таблице 3, а так же 5, 6, 7(если надо);
4. л1=а· л 0 или л1= л 0 ·а · а 1 · а 2 ·а 3 ;
Т ср = 1/5, 80·10 -6 =10 6 /5, 80=11, 6·10 3 час
Если надежность ниже средней следует:
- применить более современные и улучшенные элементы (это, как правило, повысит цену изделия);
- уменьшить нагрузки (Это может увеличить габариты схемы);
Следует помнить, что расчет надежности на этапе проектирования повысит ориентировочный характер.
Фактическое значение параметра надежности
Номинальное значение параметра надежности
Определяем среднее время наработки на отказ:
Т ср - среднее время наработки на отказ
с - суммарное значение двенадцатой колонки
Данный расчет показал, что среднее время наработки на отказ прибора равно 56945 часа.
При прохождении проводника в узком месте между двумя отверстиями нужно прокладывать его так, чтобы он был перпендикулярен линии, соединяющей центры отверстий. При этом можно обеспечить максимальную ширину проводников и максимальное расстояние между ними.
1 и 2 класс плотности, (ммхмм)от 170х170 до 240х240
3 класс плотности, (ммхмм)менее 170х170
Номинальный диаметр металлизированного отверстия, d 0 (мм) 1, 3
Изменение контактной площадки, ? м (мм) 0, 3
Таблица 3.2.1 - Значения параметров платы в соответствии с классом
Параметры и
Расчет и описание бортового компьютера автомобиля дипломная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовой Проект Пример Оформления
Реферат по теме Коллоидные системы в организме и их функции
Дипломная работа по теме Эксплуатационные скважины для освоения месторождений Западной Сибири
Реферат: «Физиология беременности. Особенности тренинга.»
Роль Коновалов В Развитии Ветеринарии Реферат
Дипломная работа по теме Разработка приложения на базе Microsoft .NET Framework
Технико Экономическое Обоснование Предприятия
Ооо Эсс Официальный Сайт
Курсовая работа: Микроэкономический анализ заработной платы. Скачать бесплатно и без регистрации
Геласимов Год Обмана Сочинение Егэ
Планирование Сметы Затрат На Производство Продукции Курсовая
Реферат: Учение о внутренних органах
Сочинение Про Джобса Спектакль Купить Билеты
Реферат: Теория управления фирмой
Современная Этика Реферат
Реферат по теме Особенности поведения личности в организации, способствующие карьерному продвижению в условиях современной России
Сочинение Первый Снег 4 Класс Пластов План
Реферат: по курсу «Энтомология» На тему «Американский кожно-слизистый лейшманиоз»
Реферат На Тему Военнослужащих
Контрольная работа по теме Категория рода в английском языке
Діяльність поліції у разі виявлення фактів насильства у сім’ї - Государство и право статья
Анализ бухгалтерской отчётности - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Методы определения полных затрат. Прямые и косвенные издержки - Бухгалтерский учет и аудит реферат