4.3 Описание конструкции устройства
При выполнении практической части курсового проекта было разработано три варианта конструкции «Устройства анализа». Результаты работы, по практической части, сведены в таблицу 4.1.
Таблица 4.1
|
Quick Route |
Shape Base Route |
Shape Base Route |
Размер платы, мм |
120х150 |
120х150 |
100х130 |
Процент проложенных трасс, % |
87 |
100 |
100 |
Количество переходных отверстий, шт. |
272 |
68 |
62 |
Суммарная длинна печати по Top и Bottom |
– |
406,7 |
366,3 |
Как видно из таблицы 4.1 первый вариант конструкции печатной платы был получен с помощью автротрассировщика Quick Route. Пример этой конструкции
можно найти в приложении В. Анализируя файл результата трассировки, видно, что трассировщик смог оттрассировать только 87% всех соединений на плате, следовательно остались какие то не завершённые соединения, что является плохим показателем работы, так как, данные соединения могут сильно повлиять на конечный результат работы устройства.
Второй вариант конструкции устройства был получен с помощью автротрассировщика Shape Base Route. Пример работы данного трассировщка находится в приложении Г. Анализируя общий файл работы автротрассировщка видно, что данный автротрассировщик справился гораздо лучше с поставленной задачей, нежели Quick Route. Shape Base Route проложил 100% трасс, и значительно уменьшил число переходных отверстий с 272 до 68. Суммарная длинна печатных проводников на лицевой и тыльной стороне составила 406.7’’.
Третий вариант конструкции устройства был создан с помощью того же автротрссировщика Shape Base Route, но с двумя дополнительными условиями: уменьшение шага установки ИМС, что привело к уменьшению габаритных размеров платы и второе – была произведена минимизация электрических соединений путём перестановки логически эквивалентных секций и выводов. Результат минимизации соединений приведён на рисунке 4.1. Как видно из рисунка, длина проводников уменьшена на 25%. Анализируя общий файл результата трассировки уменьшенной платы, видно что число переходных отверстий уменьшилось с 68 до 62, а суммарная длина печати по двум сторонам платы, также уменьшилась до 366,3’’. Из того что написано выше можно сделать вывод, что третий вариант трассировки является наиболее оптимальным для использования.
Таким образом, в окончательном варианте конструкция устройства будет представлять собой печатную плату с размером 100х130мм, с двухсторонним печатным монтажом на плате и односторонней установкой элементов. Монтаж элементов на плате будет осуществляться с помощью припоя ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Для защиты платы от воздействия факторов внешней среды плата должна быть покрыта лаком УР-231 по ОСТ 92-1468-78.
Рисунок 4.1 – Результат минимизации соединений
6 Заключение
В данном курсовом проекте разработана конструкция «Устройства анализа» соответствии со схемой СПбКИУ 230101 КП 01 Э3. Конструкция представляет собой печатную плату с размером 100х130мм, с двухсторонним печатным монтажом и односторонней установкой элементов на плате.
При разработке конструкции устройства были соблюдены все требования указанные в техническом задании:
Обеспечен минимальный размер платы, за счёт выбора варианта конструкции устройства с минимальными размерами.
Шаг установки ИМС на плате меньше указанного в техническом задании.
Минимальная суммарная длина печатных проводников обеспечена ещё на этапе разработки эскиза печатной платы. ИМС были расположены таким образом, чтобы связанные элементы по схеме располагались как можно ближе к друг другу.
Помехоустойчивость устройства была обеспечена с помощью установки развязывающих конденсаторов в цепи питания.
Технологичность устройства обеспечена за счёт уменьшения количества переходных отверстий с помощью автотрассировщика Shape Base Route.
В качестве защитных материалов выбран лак УР-231 по ОСТ 92-1468-78, которым покрывают плату после установки на неё всех ЭРЭ, таким образом конструкция защищена от воздействия факторов внешней среды.
Данная плата будет изготовляться комбинированным позитивным метододом, который позволяет изготовить печатные платы с повышенной плотностью монтажа, с высокими электрическими параметрами и высокой плотностью сцепления проводников.
Надёжная работа устройства обеспечена на протяжении 30000 для температуры 20 и 50 С, что намного больше требований технического задания.
Устройство надёжно работает в диапазоне температур от 20 до 50 С, так как вероятность безотказной работы устройства близка к единице.
Таким образом, конструкция разработанного «Устройства анализа» полностью соответствует требованиям технического задания.