5 Обоснование выбора средств автоматизированного проектирования

Одной из важнейших задач в проектировании ЭВС является максимальное внедрение методов и средств автоматизированного проектирования, что в итоге должно привести к минимальному участию человека в процессе создания конструкции. Основную работу по созданию конструкции производит персональный компьютер (ЭВМ), оснащённый соответствующим программным обеспечением.

Проектирование ЭВС и создание оптимального технического решения в сжатые сроки, связано с трудностями, основными из которых являются:

- невозможность учёта человеком огромного количества разнообразных факторов, влияющих на техническое решение;

- большая трудоёмкость и стоимость изготовления макета изделия;

- сложность имитации условий, в которых должно работать современное ЭВС.

Один из путей преодоления этих трудностей без существенного увеличения численности работающих - использование возможностей современных ЭВМ, что позволяет заменить макет радиоэлектронного узла его математической моделью, комплекс измерительно-испытательного оборудования - программами анализа, оптимизации и испытаний, а затем обработать узел на ЭВМ при помощи этого математического комплекса, либо промоделировать на испытательном стенде LXCD-12G-1.

В процессе проектирования возникает необходимость большого числа вычислений, обращения к стандартным алгоритмам решения типовых задач, увязки различных, зачастую противоречивых требований этапов функционального и конструкторского проектирования, а также проверки правильности результатов различных этапов проектирования. В связи с этим целесообразно объединить отдельные алгоритмы в единую автоматическую систему конструкторского проектирования (САПР), ориентированную на конкретную базу конструкций.

Необходимо иметь в виду, что изменение конструкторской базы требует переработки многих программ и алгоритмов, существующих САПР. Разрабатываемые языки и системы программ должны быть по возможности универсальными и минимально зависящими от конструктивно-технологических особенностей проектируемых модулей. Учитывая сложность программ, целесообразно разработку САПР ориентировать на ЭВС определенного класса, используя иерархический принцип ее конструкций.

Система проектирования печатных плат Altium Designer является интегрированным набором специализированных программных пакетов, работающих в интерактивном режиме. Средства системы позволяют проектировать принципиальные электрические схемы, печатные платы, в том числе многослойные, а также получать конструкторскую документацию производить описание принципиальных схем на языке VHDL и Vlog.

В данном проекте был использован Altium Designer 15.0.4, с помощью которого была разработана схема электрическая принципиальная, разведена и откорректирована печатная плата.

Также, при помощи системы AutoCAD 2016 были спроектированы сборочные чертежи печатной платы и габаритный чертёж индикаторного устройства.

Конструкторские расчёты

6.1 Ширина проводников печатной платы

Конструкторские расчёты печатной платы портативного устройства измерения концентрации паров метана (пропана) будут иметь следующий вид.

Минимальная ширина проводника с учетом подтравливания зависит от прочности сцепления проводника с основанием без отслаивания:

(7.1)

Подставляя данные из таблицы из таблиц 4.3 и в формулу (7.1) определим минимальную ширину проводника

мм.

(7.2)

Предпочтительные размеры монтажных отверстий выбирают из ряда 0.7; 0.9; 1.1; 1.3; 1.5 мм.

Минимальное расстояние (), которое может быть получено между проводником и монтажным отверстием с контактной площадкой определяется по формуле:

(7.3)

где _-расстояние между центрами отверстий и осевыми линиями проводников.

Для заданного в ТЗ шага расположения контактных площадок (2,5 мм) по формуле 7.3 определим минимальное расстояние между проводником и монтажным отверстием с контактной площадкой:

Для получим

Так как полученное значение больше граничного расстояния между проводником и контактной площадкой (для третьего класса точности граничное расстояние равно 0,15 мм), то можно сделать вывод, что между двумя монтажными отверстиями можно проложить один проводник.

Оценка минимально допустимой ширины печатного проводника сигнальной цепи, исходя из нагрузки по постоянному току, производится из соотношения:

(7.4)