3.Разработка конструкции электронного «сторожа».

Предварительная разработка конструкции устройства.

На основе двух вариантов компоновке блока необходимо сделать рациональный выбор, варианты отличаются расположением органов коммутации и динамической головки.

Рациональная форма определяется по трем параметрам:

-приведенная площадь наружной поверхности;

-коэффициент приведенных площадей;

-коэффициент заполнения объема.

Объемно-компоновочный расчет.

Для определения объема печатной платы найдем ее размеры. На основании таблицы 1 определяем общую площадь, занимаемую ЭРЭ, на печатной плате:

мм², (1)

где i – количество ЭРЭ, устанавливаемых на печатной плате.

С учетом рекомендуемого значения коэффициента заполнения площади печатной платы для бытовой РЭА, равного 0,6, получим значение площади печатной платы:

мм², (2)

Для выбора параметров печатной платы рассмотрено несколько возможных вариантов соотношения сторон ПП и был выбран следующий: 80100мм по ГОСТ10317-79.

Для определения объемов печатной платы необходимо знать её высоту. Высота определяется с учетом самого высокого ЭРЭ. Для разрабатываемой печатной платы она равна 18,5мм (конденсатор К50-6-16В-470мкФ).

Объем печатной платы ПП:

V_пп = 80·100·18,5 = 148000 мм³. (3)

Объем выключателя, располагаемый внутри корпуса:

V_к = 11,2·28,5·20,6 = 6575 мм³. (4)

Объем головки динамической:

V_гд =40·50·80= 160000 мм³. (5)

Найдем объем аппаратуры с учетом размещения в корпусе для дальнейшего объемно-компоновочного расчета:

. (6)

Сравнение вариантов компоновки блоков.

По полученным габаритным размерам внутренней аппаратуры в зависимости от ее размещения определяем габаритные размеры рассматриваемых двух вариантов корпусов, которые представлены на рисунках 1,а и 1,б.

Рисунок 1,а

Рисунок 1,б

В первом варианте плата ПП расположена вертикально, в этом случае ширина и высота блока будет зависеть от ПП, а глубина блока от толщины печатной платы и высоты динамической головки, расположенной вместе с выключателем на передней панели. Во втором варианте ПП расположена горизонтально и её длина и ширина будет определять ширину и глубину блока, а высота блока будет складываться из толщины платы и ширины динамической головки, расположенной с выключателем на передней панели. Тогда с учетом зазоров между внутренними компонентами, и стенками корпуса, получим габаритные размеры корпусов обоих вариантов компоновки.

Размеры блока для первого варианта: длина A₁=100мм, ширина B₁=80мм и высота H₁=68,5мм.

Размеры блока для второго варианта: длина A₂=100мм, ширина B₂=58,5мм и высота H₂=80мм.

Определяем полный объем первого (рисунок 1, а) и второго (рисунок 1, б) вариантов с учетом расстояния между элементами устройства:

V₁ =A₁·B₁·H₁/0,6=100·80·68,5/0,6= 913333 мм³; (7)

V₂ =A₂·B₂·H₂/0,6=58,5·100·80/0,6= 780000 мм³. (8)

1. Приведенная площадь наружной поверхности

(9)

(10)

(11)

(12)

Коэффициент приведенных площадей

, (13)

где S_pr.sp – приведенная площадь шара.

, (14)

где d – диаметр шара, мм.

Вычислим диаметр шара через объем шара V_ш=V₁ и V_ш=V₂:

, (15)

мм; (16)

мм. (17)

Тогда:

мм^-1; (18)

мм^-1; (19)

Таким образом, коэффициент приведенных площадей, равен:

; (20)

. (21)

Составим отношение:

< 1, (22)

следовательно, первый вариант блока более оптимальный по площади наружной поверхности.

S_пр2>S_пр1 – первый блок более оптимален по массе.

Коэффициент заполнения объема.

Коэффициент заполнения объема для первого и второго вариантов компоновки блока, %

; (23)

; (24)

. (25)

Коэффициент заполнения объема для второго варианта компоновки блока больше, чем для первого варианта. Следовательно, во втором случае объем используется более эффективно.

Вывод. По результатам расчета основных компоновочных характеристик блоков, был выбран первый вариант компоновки (рисунок 1,а).

Выбор электрического монтажа.

В разрабатываемой конструкции используется два типа монтажа: печатный и объемный. Печатный монтаж применяется для соединения между собой радиоэлементов, входящих в функционально законченный узел – печатную плату. Объемный монтаж применяется для соединения друг с другом элементов устройства.

Выбор способов защиты устройства от внешних воздействий.

Прибор необходимо предохранять от пыли, воды и механических воздействий. Для этого применяется частичная герметизация устройства. Для защиты динамической головки в передней крышке вырезаются прорези, это делается с той целью, чтобы её было трудно повредить, также на внутреннюю часть корпуса напротив динамика приклеивается ажурная ткань, удерживающая попадание пыли. Также используется резиновая прокладка при монтаже печатной платы. Для защиты печатной платы от пыли и воды используется лаковое покрытие.