Разработка модуля контроля полноты заряда аккумуляторных батарей

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

В процессе развития науки и техники создаваемые человеком технические системы, устройства, сооружения становятся все более сложными. Вместе с этим, требования предъявляемые к новым изделиям становятся более жесткими. Новые технические решения должны отличаться надежностью и ремонтопригодностью, удовлетворять установленным техническим условиям, быть дешевыми.

Основное требование при проектировании РЭА состоит в том, чтобы создаваемое устройство было эффективнее своего аналога, т. е. превосходило его по качеству функционирования, степени миниатюризации и технико-экономической целесообразности.

Современные методы конструирования должны обеспечивать:

- снижение стоимости, в том числе и энергоемкости;

- уменьшение объема и массы; расширение области использования микроэлектронной базы;

- увеличение степени интеграции, микроминиатюризацию межэлементных соединений и элементов несущих конструкций;

- магнитную совместимость и интенсификацию теплоотвода;

- взаимосвязь оператора и аппаратуры;

- широкое внедрение методов оптимального конструирования; высокую технологичность, однородность структуры;

- максимальное использование стандартизации.

Задача проекта состоит в том, чтобы, используя знания, полученные при изучении конструкторских и технологических дисциплин научиться создавать и моделировать конструкции радиоэлектронной аппаратуры различного назначения, с учётом патентной чистоты и патентоспособности; обеспечивать надёжность конструкций по четырем составляющим - безотказности, долговечности, сохранности и ремонтопригодности.

1. Разработка технического задания

Наименование и шифр работы

Наименование ОКР -- «Разработать и изготовить опытные образцы модуля контроля полноты заряда аккумуляторных батарей».

Основание для выполнения ОКР.

Настоящая работа выполняется на основании задания на курсовое проектирование, от 01.09.2012 г.

Заказчик -- Кафедра РЭС.

Сроки выполнения.

Сроки выполнения ОКР в соответствии с заданием -- 01.09.2012 г. -- 01.12.2012 г.

Предприятие-исполнитель ОКР.

Предприятие-исполнитель - студент группы ИИТ 1.5 Предприятие-изготовитель.

Предприятие-изготовитель - студент группы ИИТ.

Источник финансирования.

Источник финансирования - кафедра РЭС.

Цель, задачи, назначение ОКР.

Целью работы является создание опытных образцов модуля контроля полноты заряда аккумуляторных батарей.

Основные требования

Модуль контроля полноты заряда аккумуляторных батарей должнен удовлетворять требованиям настоящего ТЗ.

Конструкторская документация должна соответствовать требованиям

ЕСКД.

Состав изделия

Состав изделия приведен в таблице1.1.

Таблица 1.1. Состав изделия

Наименование	Кол-во	Назначение
1.Плата печатная	1	Обеспечение работоспособности устройства
2.Корпус	1	Обеспечение защиты от внешних воздействий и удобство пользования
3.Эксплуатационная документация	1	Обеспечение потребителя сведениями о технических характеристиках, устройстве, работе и обслуживании

Технические требования.

Требования к конструкции.

Напряжение питания: 9 В.

Ток потребления: 3 мА.

Габариты: 180x130x20

Требования к надежности.

Средняя наработка на отказ должна быть не менее 10000 ч.

Средний ресурс должен быть не ниже 10000 ч.

Средний срок службы должен быть не менее 5 лет.

Требования к технологичности

Должны быть разработаны и изготовлены технологическая оснастка и средства автоматической диагностики устройства.

Требования к уровню унификации и стандартизации.

При разработке должны по возможности максимально использоваться стандартные и унифицированные устройства, узлы и детали.

Требования к безопасности и экологии.

Модуль контроля полноты заряда аккумуляторных батарей не должен по возможности содержать вещества наносящие вред окружающей среде, а также требующие специальных мер при утилизации изделия.

Модуль контроля полноты заряда аккумуляторных батарей должен соответствовать требованиям безопасности, установленным ГОСТ 27451-87, ГОСТ 26104-89.

Эстетические и эргономические требования.

Форма, компоновка и внешний вид изделия должны соответствовать его функциональному назначению и обеспечивать удобство обслуживания при настройке, ремонте и эксплуатации.

Требования к метрологическому обеспечению.

Метрологическая экспертиза конструкторской документации должна производиться службой нормоконтроля предприятия-разработчика.

Требования к патентной чистоте.

По схемным и конструкторским решениям должен обладать патентной чистотой.

Требования к упаковке и маркировке.

Маркировка и упаковка должны соответствовать требованиям ГОСТ 27451-87.

Требования к транспортированию, эксплуатации, хранению модуль контроля полноты заряда аккумуляторных батарей в упакованном виде должен допускать транспортирование в закрытых транспортных средствах любого вида наземного транспорта, и в отапливаемых герметизированных отсеках самолета при температуре окружающего воздуха от минус 20 до плюс 45С и относительной влажности (90±3)% при температуре 35°С.

- модуль контроля полноты заряда аккумуляторных батарей должен быть устойчив к воздействию:

- температуры окружающего воздуха от -20 до +45°С;

- относительной влажности воздуха до 90%;

- атмосферного давления от 84 до 106,7 кПа.

Условия хранения модуля контроля полноты заряда аккумуляторных батарей без упаковки должны соответствовать требованиям ГОСТ 27451-87.

Этапы ОКР

Этапы ОКР определяются планом в соответствии с заданием на курсовое проектирование.

Порядок рассмотрения, сдачи и приемки результатов ОКР.

Перечень конструкторской документации, предъявляемой на каждом этапе, должен соответствовать ГОСТ 2.102-68.

Порядок разработки, согласования и утверждения документов, предъявляемых по окончании отдельных этапов и работы в целом, должен соответствовать СТБ 1080-97.

Настоящее ТЗ в процессе выполнения работы может уточняться и изменяться. Изменения в утвержденное ТЗ вносятся выпуском дополнения, которое согласуется и утверждается в том же порядке, что и основной документ, либо через акты приемки этапов работы при условии подписания актов на том же уровне, что и ТЗ.

2. Патентный поиск

Предмет поиска: измерительный прибор, частотомер.

Индекс: G01R31/36

Страны поиска: СНГ.

Глубина поиска: 1996 - 2008 гг.

Источники информации: в качестве источников информации использовался фонд описания изобретения.

Результаты поиска и выявленные аналоги их существенные признаки сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1. Результаты патентного поиска

Признаки используемого объекта	Номер охранного документа и название выявленного аналога	Признаки выявленных аналогов
Устройство автоматического контроля технического состояния элементов аккумуляторной батареи	№96115432	Устройство автоматического контроля технического состояния элементов свинцовой аккумуляторной батареи, содержащее блок определения остаточной емкости АБ в режиме импульсного разряда, который соединен с аккумуляторной батареей, отличающееся тем, что данное устройство дополнено блоком управления на выходы которого подключены блок коммутации, зарядное устройство и индикатор, на вход блока управления подключен блок сравнения, входы которого соединены с выходами блока эталонной кривой и измерителя внутреннего сопротивления, входы которых через блок коммутации подключены к испытываемому аккумулятору.
Устройство для определения параметров свинцового аккумулятора	№95121423/09	Устройство предназначено для определения напряжения, плотности, уровня и температуры электролита, остаточной емкости и диагностического параметра свинцового аккумулятора, позволяющего оценивать сопротивление диффузии электролита и устанавливать время проведения профилактических мероприятий. Устройство содержит блок обработки результатов измерений с оперативной памятью, памятью программ и энергонезависимой памятью с электрическим стиранием, измеритель уровня электролита, цифровой вольтметр с аналого-цифровым преобразователем, интерфейсным блоком, модулем гальванической развязки и блоком питания. При этом ЭВМ выполнена вычисляющей остаточную емкость и диагностический параметр аккумулятора по полученным авторами формулам. Техническим результатом является снижение габаритов устройства и повышение точности определения состояния аккумулятора.
Устройство для измерения электрической емкости химических источников тока	№2002128499/09	Устройство для измерения электрической емкости химических источников тока (ХИТ).
Устройство определения энергоресурса аккумуляторных батарей	№2004123757/09	Устройство определения энергоресурса аккумуляторных батарей, содержит цифровой генератор напряжения инфранизкой частоты, подключенный одним выводом к аккумуляторной батарее, другим выводом через разделительный конденсатор - к измерителю напряжения, отличающееся тем, что цифровой генератор напряжения инфранизкой частоты выполнен в виде задающего генератора синусоидального тока инфранизкой частоты с одним дополнительным выводом, причем основной выход задающего генератора синусоидального тока инфранизкой частоты подключен к аккумуляторной батарее и через разделительный конденсатор ко входу нуль-органа измерителя напряжения, а дополнительный выход - ко входу вентиля, причем измеритель напряжения выполнен цифровым и содержит вентиль, нуль-орган, счетчик, преобразователь код-напряжение и генератор тактовых импульсов, причем выход генератора тактовых импульсов подключен ко второму входу вентиля, выход нуль-органа - к третьему входу вентиля и ко входу указателя емкости, выход вентиля - ко входу счетчика, выход счетчика измерителя напряжения подключен к указателю емкости и к кодовому входу преобразователя код-напряжение, а источник опорного питания - к дополнительному входу этого преобразователя, выход преобразователя подключен ко второму входу нуль-органа.
Устройство определения энергоресурса аккумуляторных батарей	№2005100370/09	Устройство используется для измерения реактивного сопротивления аккумуляторной батареи, соответствующего определенному значению степени ее заряженности. Технический результат заключается в повышении точности и чувствительности устройства. Устройство содержит задающий генератор синусоидального тока, подключенный одним выводом к измерителю, другим выводом к батарее, а измеритель выполнен цифровым и содержит компенсирующее устройства, преобразователь код-напряжение и регистр результата, причем упомянутый выход задающего генератора синусоидального тока подключен ко входу компенсирующего устройства, а дополнительный вывод - к кодовому входу преобразователя код-напряжение, источник опорного питания - к аналоговому входу этого преобразователя, выход преобразователя подключен ко входу регистра результата, выход компенсирующего устройства подключен ко входу преобразователя код-напряжение.

Отличительными чертами разрабатываемого устройства являются большой спектр тестируемых батарей (от дисковых Д-0,1 до автомобильных аккумуляторов), экономичность и автономное питание.

3. Анализ исходных данных и основные технические требования к разрабатываемой конструкции

3.1 Анализ электрической схемы

На операционном усилителе DA1 (КР140УД1208) и полевом транзисторе VT1 (КП742) собран стабилизатор тока разрядки. Значение этого тока определяется напряжением на неинвертирующем входе DA1, которое устанавливается кнопками SB3.1 - SB3.3 и резистором (R10, R11 и R13). Переключают эти резисторы кнопками SB4.1 и SB4.2. Вход установки тока потребления DA1 (вывод 8) использован для управления стабилизатором тока. При высоком уровне на этом выводе транзистор VT1 закрывается и ток разрядки равен нулю.

На операционном усилителе DA2 (КР140УД1208) собран компаратор напряжения, который контролирует напряжение на аккумуляторе, при этом на неинвертирующий вход с резистивного делителя R21 R24 поступает стабильное напряжение около 1В, а на инвертирующий - напряжение с резистивного делителя R1-R6R23, который подключен к аккумулятору. С помощью кнопок SB1.1-SB1.5, SB2 изменяют коэффициент деления, а диоды VD4, VD5 защищают вход ОУ. Компаратор на DA2 переключится в состояние с высоким уровнем на выходе, если напряжение аккумулятора будет меньше значения, установленного кнопками SB1.1-SB1.5, SB2.

На операционном усилителе DA3 (КР140УД1208) собран компаратор, контролирующий напряжение батареи GB1, он переключится, если оно станет менее 7В. Стабилизатор напряжения питания собран на микросхеме DA4 (КР142ЕН19) и на транзисторе VT2 (КТ315Б). Напряжение делится на две неравные части: одну стабилизированную +5В, а вторую нестабилизированную (-2…-4В). Напряжение +5В использовано как образцовое для компараторов и стабилизатора тока разрядки.

Счетчик интервала времени собран на микросхемах DD1 (К561ТМ2), DD3, DD5 (К176ИЕ3), DD4, DD6 (К176ИЕ4), DD7 (К176ЛП2) и четырехразрядном цифровом индикаторе HG1. На микросхеме DD2 (К176ИЕ12) собран генератор импульсов я периодом следования 1 минута, частота его стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1. Кроме того, эта микросхема формирует импульсы с частотой 128Гц, которые поданы на счетный вход триггера DD1.2. На его выходе присутствуют импульсы с частотой следования 64Гц и скважностью 2, которые поступают на входы S микросхем DD3-DD6 и необходимы для работы ЖКИ. Импульсы с частотой 1Гц поступают на вход логического элемента DD7.1, а сего выхода - в цепь управления десятичной точкой второго разряда ЖКИ. Имеющийся в микросхеме делитель частоты на 60 имеет отдельный вход начальной установки (выход 9), что позволяет управлять подачей минутных импульсов без нарушения работы индикатора. В момент включения питания триггер DD1.1 устанавливается в состояние с высоким уровнем на инверсном выходе, поэтому импульсов с периодом следования 1 минута на выходе микросхемы DD2 нет. ОУ DA1 выключен, счетчики DD3-DD6 установлены в нулевое состояние, поэтому на ЖКИ выведены нули. После установки требуемых параметров режима разрядки (напряжения кнопками SB1.1-SB1.5, SB2, тока кнопками SB3.1 - SB3.3, SB4.1, SB4.2) подключают испытываемый аккумулятор и нажимают на кнопку SB6 «Пуск». Триггер DD1.1 переходит в состояние с низким уровнем на инверсном выходе, стабилизатор тока включается, на выводе 10 микросхемы DD2 появляются импульсы - начинаются разрядка и отсчет интервалов времени. При этом на индикаторе мигает точка между разрядами часов и минут.

По мере разрядки аккумулятора напряжение на нем уменьшается, и при достижении установленного уровня компаратор на ОУ DA2 переключится, на его выходе появится высокий уровень, который установит триггер DD1.1 в состояние с высоким уровнем на выводе 12. Стабилизатор тока отключится и отсчет времени прекратится. При этом на ЖКИ выводится продолжительность разрядки аккумулятора. Если напряжение батареи GB1 станет меньше 7В, то переключится компаратор на ОУ DA3 и высокий уровень поступит на вход элемента DD7.2, поэтому на ЖКИ будут мигать точки в первом, третьем и четвертом разрядах, сигнализируя о том, что батарею необходимо заменить..

3.2 Анализ условий эксплуатации и климатических факторов

Изделие должно сохранять свои параметры в пределах норм, установленных техническим заданием, стандартами или техническими условиями в течение сроков службы и сохраняемости, указанных в техническом задании после или в процессе воздействия климатических факторов, значения которых установлены в ГОСТ 15150-69.

Разрабатываемый модуль контроля полноты заряда аккумуляторных батарей предназначен для эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатами.

Исходя из сказанного, контроллер будет изготавливаться в климатическом исполнении УХЛ.

Разрабатываемый модуль предназначен для эксплуатации в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями, например, в закрытых отапливаемых или охлаждаемых и вентилируемых производственных и других помещениях (с отсутствием воздействия атмосферных осадков, прямого солнечного излучения, ветра, песка, пыли, наружного воздуха, отсутствие или существенное уменьшение воздействия рассеянного солнечного излучения и конденсации влаги), а конкретнее - в лабораториях, капитальных жилых и других подобного типа помещениях. Следовательно, устройство относится к категории исполнения 4.2.

Нормальные значения климатических факторов внешней среды при эксплуатации изделия принимают равными следующим значениям:

- верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +35°C;

- нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +10°C;

- верхнее предельное рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации +40°C;

- нижнее предельное значение рабочей температуры окружающего воздуха при эксплуатации +1°С;

- величина изменения температуры окружающего воздуха за 8 часов 40°С;

- верхнее значение относительной влажности при + 25°С - 80%;

- среднегодовое значение относительной влажности при +20°С - 60%;

- среднегодовое значение абсолютной влажности 10 гм3;

- верхнее рабочее значение атмосферного давления 106,7кПа (800 мм.рт.ст.);

- нижнее рабочее значение атмосферного давления 86,6кПа (650 мм.рт.ст.);

- нижнее предельное рабочее значение атмосферного давления 84,0 кПа (630 мм.рт.ст.).

Указанное верхнее значение относительной влажности воздуха нормируется также при более низких температурах; при более высоких температурах относительная влажность ниже.

Так как нормированное верхнее значение относительной влажности 80% конденсация влаги не наблюдается. Рабочие значения параметров, характеризующих действие пыли, приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1. Рабочие значения параметров, характеризующих действие пыли

Наименование параметров	Нормы при воздействии пыли
	Динамическом	Статическом	На проницаемость
Размеры частиц, мкм	Не более 200	Ї	Не более 50
Состав частиц пылевой смеси	Кварцевый песок не более 70%, остальные составляющие не нормируются	Устанавливаются в стандартах или в ТУ на группы изделий	Не нормируются
Концентрация,г/м			Не нормируются
Скорость, м/с	15	Ї	15

Изделия исполнения УХЛ 4.2, как правило, предназначаются для эксплуатации в атмосфере типов I и II. Содержание в атмосфере на открытом воздухе коррозионно-активных агентов приведено в таблице 3.2.

Таблица 3.2. Содержание в атмосфере на открытом воздухе коррозионно-активных агентов

Тип атмосферы	Содержание коррозионно-активных агентов
Обозначение	Наименование
I	Условно чистая	Сернистый газ не более 20 мг/мІ·сут, хлориды менее 0,3 мг/мІ·сут.
II	Промышленная	Сернистый газ от 20 до 250 мг/мІ·сут, хлориды менее 0,3 мг/мІ·сут.

Содержание коррозионно-активных агентов в атмосфере помещений категории 4 меньше указанного в таблице 3.2 и устанавливается на основании измерения. Но так как данные измерения отсутствуют, то содержание агентов принимаем равным 30 - 60% указанного в таблице.

За нормальное значение факторов внешней среды при испытании изделия принимаются следующие:

- температура +255°C;

- относительная влажность воздуха 80%;

- атмосферное давление (630... 800) мм.рт.ст. или 84,0…106,7 кПа.

Так как устройство предназначено для работы в нормальных условиях, в качестве номинальных значений климатических факторов принимают нормальное значение, указанное выше.

За эффективную температуру окружающей среды (при тепловых расчетах) принимается номинальное верхнее значение рабочей температуры.

За эффективные значения сочетания влажности и температуры при расчетах параметров изделия, изменения которых вызываются сравнительно длительными процессами, принимаются среднемесячные значения сочетаний влажности и температуры в наиболее теплый и влажный период. За эффективные значения концентрации агрессивной среды принимают средне логарифмическое значение содержания коррозионно-активных агентов, соответствующих данному типу атмосферы. За эффективные значение давления воздуха принимается среднее значение давления.

Группа условий эксплуатации: по коррозионной активности атмосферы для металлов и сплавов без покрытий, а также с металлическими и неметаллическими покрытиями - I.

Условия хранения изделий определяются местом их размещения, микроклиматическим районом и типом атмосферы и характеризуется совокупностью климатических факторов, воздействующих при хранении на упакованные или законсервированные изделия. Согласно ГОСТ 15150-69, для проектируемого изделия удовлетворительными являются условия хранения в отапливаемых и вентилируемых складах или хранилищах с кондиционированием воздуха, расположенных в любых макроклиматических районах. Обозначение такого хранилища основное - 1, буквенное - Л, текстовое - "отапливаемое хранилище".

Климатические факторы, характерные для данных условий хранения:

- температура воздуха (+5…+40)°C;

- максимальное значение относительной влажности воздуха 80% при 25°C;

- среднегодовое значение относительной влажности воздуха 60% при 20°C;

- пылевое загрязнение незначительно;

- действие солнечного излучения, дождя, плесневых грибов отсутствует.

Условия транспортирования данного изделия являются такими же, как и условия хранения. Транспортировка осуществляется в закрытых транспортных средствах, где колебания температуры и влажности воздуха не существенно отличаются от колебаний на открытом воздухе.

Климатические факторы, характерные для данных условий транспортировки:

- температура воздуха (-50...+50)°C;

- максимальное значение влажности воздуха 100% при +25°C;

- среднегодовое значение влажности воздуха 60% при +20°C;

- пылевое загрязнение незначительно

3.3 Анализ дестабилизирующих факторов

По ГОСТ 22261-94 аппаратуру в зависимости от условий эксплуатации подразделяют на 7 групп. Разрабатываемое устройство относится к группе 2.

На аппаратуру этой группы действуют следующие дестабилизирующие факторы:

- различные механические воздействия при транспортировке;

- пониженная и повышенная температура среды;

- повышенная влажность воздуха;

Для того чтобы выяснить, как поведет себя аппаратура при воздействии этих факторов, а также для проверки соответствия установленным в ТУ требованиям, проводят испытания аппаратуры на воздействие внешних климатических и механических факторов.

При проведении испытаний и измерении необходимо соблюдать технику безопасности по ГОСТ 22261-94 и ГОСТ 26104-89.

Испытания рекомендуется проводить на одних и тех же образцах аппаратуры в следующей последовательности:

- механические испытания;

- испытания на воздействие повышенной температуры среды;

- испытания на воздействие повышенной влажности;

- испытание на воздействие пониженной температуры среды

Испытания включают следующий ряд операций, проводимых последовательно:

- начальная стабилизация (если требуется);

- начальные проверки и начальные измерения (если требуются);

- конечная стабилизация (если требуется);

- заключительные проверки и заключительные измерения (если требуются):

До и после испытания значения параметров и характеристик должны соответствовать требованиям для нормальных климатических условий, установленных в стандартах на аппаратуру.

Испытания на влияние транспортной тряски проводят для проверки способности аппаратуры противостоять разрушающему воздействию механических ударов при транспортировании, выполнять свои функции и сохранять параметры в пределах норм, указанных в стандартах или ТУ на аппаратуру после воздействия механических ударов.

Аппаратуру в таре жёстко закрепляют на платформе вибростенда в положении, определённом маркировкой, и создают тряску в вертикальном направлении: число ударов в минуту - (80... 120), максимальное ускорение - 30м/с2, продолжительность воздействия - 1 час.

После окончания испытания аппаратуру извлекают из тары и проводят внешний осмотр с целью выявления механических повреждений и ослабления креплений. Аппаратуру выдерживают в нормальных условиях в течении времени, установленного в ТУ, а затем включают и по истечении времени установления рабочего режима измеряют требуемые характеристики. Аппаратуру считают выдержавшей испытание, если:

- не нарушена сохранность внешнего вида и отсутствуют механические повреждения аппаратуры;

- после испытания характеристики и параметры аппаратуры соответствуют требованиям, указанным в стандартах или ТУ.

Испытания на теплоустойчивость и теплопрочность проводят следующим образом:

- включают камеру тепла и устанавливают в ней нормальные условия применения;

- устройство помещают в камеру тепла, включают его и по истечении времени установления рабочего режима измеряют требуемые характеристики, установленные в стандартах или ТУ;

- при включенном устройстве температуру в камере повышают до верхнего значения температуры рабочих условий применения и поддерживают её с погрешностью ±3°C в течении 2ч;

- измеряют требуемые характеристики устройства;

- устройство выключают, температуру в камере повышают до верхнего значения температуры предельных условий транспортирования и поддерживают её с погрешностью ±3°C в течении 2ч;

- камеру выключают, устройство извлекают из камеры и выдерживают в нормальных условиях применения в течении времени, установленного в стандартах или ТУ;

- устройство включают и по истечении времени установления рабочего режима измеряют требуемые характеристики.

Аппаратуру считают выдержавшей испытание, если во время и после испытаний её нормированные характеристики находятся в пределах, установленных в стандартах или ТУ.

Допускается испытания на теплоустойчивость и теплопрочность проводить раздельно.

Испытания на влагопрочность проводят следующим образом:

- после измерения в нормальных условиях применения требуемых характеристик, установленных в стандартах или ТУ, устройство выключают и помещают в камеру влажности. Допускается устройства помешать в камеру влажности в транспортной таре;

- температуру в камере повышают до +25°С;

- устройство выдерживают при этой температуре 1 ч, после чего относительную влажность в камере устанавливают 95% и поддерживают температуру с погрешностью не более ±3°С и относительную влажность воздуха с погрешностью не более ±3% в течении 48 ч;

- по истечении времени выдержки в камере устройство выдерживают в нормальных или рабочих условиях применения не менее 24 ч;

- устройство включают и по истечении времени установления рабочего режима измеряют требуемые характеристики.

Аппаратуру считают выдержавшей испытание, если её нормированные характеристики находятся: в пределах, установленных в стандартах или ТЗ.

Испытания на воздействие пониженной температуры проводят для проверки способности аппаратуры сохранять внешний вид, выполнять свои функции и сохранять параметров пределах норм, указанных в стандартах или ТЗ на аппаратуру после воздействия пониженной температуры

Испытания на холодоустойчивость и холодопрочностъ проводят следующим образом:

- включают камеру холода и устанавливают в ней нормальные условия применения;

- устройство помещают в камеру холода, включают его и по истечении времени установления рабочего режима измеряют требуемые характеристики, установленные в стандартах или ТУ;

- устройство выключают;

- температуру в камере понижают до нижнего значения температуры рабочих условий применения и поддерживают её с погрешностью не более ±3°C в течении 2 ч;

- устройство включают и по истечении времени установления рабочего режима измеряют требуемые характеристики устройства и выдерживают в течении времени, установленного в стандартах или ТУ;

- устройство выключают, температуру в камере понижают до минус 50°C и выдерживают 2ч;

- температуру в камере повышают до +10°C со скоростью (0,5... 1)°С в минуту;

- устройство извлекают из камеры и выдерживают в нормальных условиях применения в течении времени, установленного в стандартах или ТУ;

- устройство включают и по истечении времени установления рабочего режима измеряют требуемые характеристики.

Аппаратуру считают выдержавшей испытание, если её нормированные характеристики находятся в пределах, установленных в стандартах или ТУ.

Допускается испытания устройства на холодоустойчивость и холодопрочностъ проводить раздельно.

Во избежание выпадения росы воздух в камере должен быть сухим. Допускается применять влагопоглатитель, например силикагель.

4. Выбор и обоснование элементной базы, унифицированных узлов и материалов конструкции

4.1 Выбор элементной базы изделия

При проектировании модуля контроля полноты заряда аккумуляторных батарей одним из важных этапов является выбор типов элементов, входящих в конструкцию. Правильно выбранная элементная база позволит обеспечить надежное функционирование составных частей и всего изделия в целом; снизить вероятность возникновения помех из-за несогласованности входов одних элементов с выходами других; получить высокие эксплуатационные характеристики; уменьшить потребление электроэнергии за счет применения элементов, изготовленных по передовым технологиям; добиться лучших массогабаритных показателей; повысить ремонтопригодность аппаратуры; расширить технические возможности разрабатываемой аппаратуры.

В общем случае критерием выбора электрорадиоэлементов (ЭРЭ) в любом радиоэлектронном устройстве является соответствие технологических и эксплуатационных характеристик ЭРЭ заданным условиям эксплуатации.

Основными параметрами при выборе ЭРЭ являются:

1) технические параметры ЭРЭ:

номинальные значения параметров ЭРЭ согласно схеме электрической принципиальной;

допустимые рабочие напряжения;

допустимые рассеиваемые мощности;

диапазон рабочих частот;

коэффициент электрической нагрузки;

2) эксплуатационные параметры:

диапазон рабочих температур;

относительная влажность воздуха;

давление окружающей среды;

вибрационные и ударные нагрузки и т.д.

Дополнительными критериями при выборе ЭРЭ являются: надежность, унификация ЭРЭ, масса и габариты, стоимость. Выбор элементной базы по вышеназванным критериям позволяет обеспечить стабильную работу на протяжении всего срока службы изделия.

Применение принципов стандартизации и унификации при конструировании изделия в целом позволяет получить следующие преимущества:

– значительно сократить срок и стоимость проектирования;

– создать специализированные производства стандартных и унифицированных сборочных единиц для централизованного обеспечения предприятий.

– сократить на предприятии - изготовителе номенклатуру применяемых деталей и сборочных единиц; увеличить применяемость и масштаб производства;

– исключить разработку специальной оснастки и специального

– улучшить производственную и эксплуатационную технологичность;

– снизить себестоимость выпускаемого изделия.

Учитывая вышесказанное, выбираем следующие элементы:

Диоды:

- КД522Б

Конденсаторы:

- К10-17В-H90-0,1 мкФ ±20%;

- К10-17-П33-10 пФ ±20%;

- К10-17-П33-43 пФ ±20%;

- К10-17-П33-22 пФ ±20%;

- К10-17В-H90-1 мкФ +80/-20%;

- К50-35-1A 100 мк x 16В ±20%;

- КТ-4-21 6..25 пФ ±20%;

Кнопки:

- Кнопка П2К;

Микросхемы:

- КР140УД1208;

-К176ИЕ3;

- К176ИЕ4;

- К176ЛП2;

- К176ИЕ12;

- К561ТМ2;

- КР142ЕН19.

Резисторы:

- С2-23-0,25 10 кОм±5%;

- С2-23-0,25 25 кОм±5%;

- С2-23-0,25 250 кОм±5%;

- С2-23-0,25 120 кОм±5%;

- С2-23-0,25 45 кОм±5%;

- С2-23-0,25 11 кОм±5%;

- С2-23-0,25 230 кОм±5%;

- С2-23-0,25 10 Ом±5%;

- С2-23-0,25 1 Ом±5%;

- С2-23-0,25 20 кОм±5%;

- С2-23-0,25 1 МОм±5%;

- С2-23-0,25 75 кОм±5%;

- С2-23-0,25 100 кОм±5%;

- С2-23-0,25 24 кОм±5%;

- С2-23-0,25 1 кОм±5%;

- С2-23-0,25 240 Ом±5%;

- С2-23-0,25 22 кОм±5%;

- С2-23-0,25 5,1 МОм±5%;

- С2-23-0,25 200 кОм±5%;

- С2-23-0,25 10 МОм±5%;

- С2-23-0,25 510 кОм±5%;

- С2-23-0,25 330 кОм±5%;

- С2-23-0,25 22 МОм±5%;

Кварцевые резонаторы:

- РПК01 HC-49SM - 32768Гц - 6BC;

Транзисторы: - КТ315Б; - КП742А.

Характеристики электрорадиоэлементов, выбранных для изделия

Характеристики резисторов приведены в таблице 4.1

Таблица 4.1. Эксплуатационные характеристики резисторов

Характеристика	С2-23-0,25	С5-16-1
Диапазон номинальных сопротивлений, Ом	1-22*106	0,1 - 5600
Уровень собственных шумов не более, мкВ/В	5	30
Ряд сопротивлений	Е24-Е96	Е6
Допуск (по модулю),%	0,5-10	20-30
Номинальная мощность, Вт	0,125	0,125
Температура при номинальной мощности, 0С	+85	+40
ТКС (по модулю), 1/0С	(25-1200)*10-6	(1000-1500)*10-6
Диапазон температур, 0С	-60 - +155	-60 - +70
Коэффициент снижения мощности при +Т mах	0,02	0,35
Относительная влажность воздуха при +35 0С, %	98	98
Пониженное давление, мм рт ст	1*10-6	-
Повышенное давление, кг/кв см	3	-
Предельное рабочее напряжение переменного или постоянного тока, В	200	150
Предельное импульсное напряжение, В	350	150
Максимальная частота синусоидальных вибраций, Гц	5000	80
Пиковое ускорение одиночного удара, g	1000	-
Пиковое ускорение многократных ударов, g	150	40
Максимальная резонансная частота, Гц	5000	80
Наработка, ч	50000	20000
Интенсивность отказов, 1/ч	2*10-8	3*10-8
Срок сохраняемости, лет	25	12
Гарантийная наработка, ч	50000	20000

Эксплуатационные характеристики конденсатора К50-35

- температура окружающей среды, 0С: -20…+70;

- относительная влажность воздуха, %: до 98;

- атмосферное давление, кПа: 1,3…2942;

- допустимые отклонения емкости, %; ±25;

- минимальная наработка, ч: 5000;

Эксплуатационные характеристики конденсатора К10-17

- температура окружающей среды, 0С: -60…+80;

- относительная влажность воздуха, %: до 98;

- атмосферное давление, кПа: 1…3000;

- допустимые отклонения емкости, %; ±20;

- минимальная наработка, ч: 5000;

Характеристики конденсатора КТ4-21:

- номинальное напряжение: 250 В;

- группа ТКЕ: -(100…±200);

- допуск: 10%;

- тангенс угла потерь, не более: 0,002

Характеристики диодов серии КД522:

- наибольший средний выпрямленный ток при температуре от -55 оС до +35 оС, мА: 4;

- наибольший импульсный прямой ток при температуре от -55 оС до +35 оС, мА: 6;

- температура окружающей среды, оС: -55…+85;

- относительная влажность воздуха , %: до 98;

- атмосферное давление, кПа: 27-350;

- гарантийная наработка , ч: 2000.

Электрические характеристики ИМС серий КР140, КР142, К176, К561 приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2. Электрические характеристики элементов

Наименование микросхемы	Напряжение питания Ucc, В	Потребляемая мощность Р, мВТ	Диапазон температур T, єС	Время задержк tp, нс	Выходное напряжение высокого уровня Uoh,В	Выходное напряжение низкого уровня Uoh,В	Кu, не более
КР140УД1208	5	220	-10..70	-	-	-	25000
К176ИЕ3	5	21	-10..85	-	8,2	0,3	-
К176ИЕ4	5	25	-10..85	-	8,2	0,3	-
К176ИЕ12	5	50	-10..70	-	8,2	0,3	-
К176ЛП2	5	10	-10..70	200	8,2	0,3	-
К561ТМ2	5	300	-10..70	560	0,01; 0,05	4,99; 9,99; 4,95; 9,95	-
КР142ЕН19	5	780	-10..90	-	-	-	20000

Характеристики транзистора КТ315Б:

- напряжение коллектор-эмиттер: VCEO =20 В;

- напряжение эмиттер-база: VEBO=6 В;

- ток коллектора: IC =1000 нА;

- максимальная мощность рассеяния: РC =150 мВт;

- емкость коллектора: Ск =7 пФ.

Характеристики транзистора КП742А:

- Напряжение сток-исток - Uси max=60 В;

- Напряжение затвор-исток - Uзи max= ±20 В;

- Постоянный ток стока - Iс max=50 А;

- Импульсный ток стока - Iс и max=200 А;

- Температура перехода - Тпеp=175 oC.

Характеристики кнопки П2К:

- сопротивление изоляции - не менее 1000 Мом;

- сопротивление электрического контакта - не более 0,025 Ом;

- электрическая прочность изоляции - 750 В;

- температура окружающей среды: -40…+55 С;

- максимальная коммутируемая мощность: 36 Вт.

5. Выбор материалов конструкций

При выборе материалов конструкции, также как и при выборе элементной базы, необходимо руководствоваться комплексом взаимосвязанных физико-механических, электрических, технологических, экономических и других требований.

В первую очередь проведем выбор материала печатных плат.

Основными материалами, применяемыми для изготовления печатных плат, являются слоистые пластики, состоящие из связки и наполнителя. Основные параметры этих материалов приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1. Основные параметры слоистых пластиков

Параметр	Значение
	Гетинакс	Текстолит	Стеклотекстолит
Относительная диэлектрическая проницаемость	4,5...6	4,5...6	5...6
Тангенс угла потерь (диэлектрических)	0,008...0,02	0,03...0,04	0,005...0,02
Объемное удельное сопротивление	10...1000	10...1000	1000...10000
Диапазон рабочих температур, оС	от-60 до +80	от-60 до +70	от-60 до +80
Коэффициент теплопроводности	0,25...0,3	0,23...0,3	0,34...0,74
ТКПР	22	22	8...9
Удельная прочность при растяжении	49	70	180
Удельная прочность при сжатии	-	105	42

Выбор материалов для производства печатной платы нашего устройства необходимо производить исходя из условий его эксплуатации и условий проведения испытаний на прочность.

Материал печатной платы должен обладать механической прочностью на изгиб и растяжение. Кроме этого материал печатной платы должен иметь диапазон рабочих температур не меньший, чем у всего устройства.

Учитывая эти и другие требования можно выбрать в качестве материала печатной платы стеклотекстолит марки СФ2-35-1,5 ГОСТ 10316-78.

При выборе припоя следует учитывать, что припой должен быть легкоплавким, недорогим и технологичным. Кроме этого припой должен обладать хорошей адгезией к меди, а также иметь малое переходное сопротивление. Выберем наиболее распространенный оловянно-свинцовый припой марки ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Характеристики этого припоя приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2. Характеристика припоя марки ПОС-61

Характеристика	Значение
Температура полного расплавления, С	190
Электросопротивление, мкОм/м	0,12
Прочность паяемых соединений, Мпа	30...40

Так как в данном устройстве имеется мощный транзистор (КП742А), то для него необходимо предусмотреть теплоотвод. С этой целью стенка корпуса будет изготовлена из алюминия марки 1105 ТУ 1-83-54-89 2мм (для нужд народного хозяйства). На нее закрепляется транзистор и печатная плата устройства. Лицевая панель для удешевления изделия изготавливается из полистирола ударопрочного белого 2 мм.

6. Выбор и обоснование компоновочной схемы, метода и принципа конструирования

6.1 Размещение элементов

Компоновочная схема блоков определяется количеством и видом составляющих элементов и их расположением.

Все компоновочные схемы делятся на два вида:

- централизованная;

- децентрализованная.

Децентрализованная компоновочная схема устройства принимается для аппаратуры обладающей мощными выходными блоками, источниками помех и т.д., тогда устройство разносится по нескольким корпусам.

В данном случае будем использовать централизованную компоновочную схему устройства, т. е. все его элементы располагаются в одном корпусе.

Компоновка РЭС осуществляется уже на этапе технического предложения, поскольку необходимо учесть требования по габаритам и массе, которые определены в техническом задании. На последующих стадиях проектирования происходит корректировка и уточнение компоновочных параметров. Как правило, при компоновке необходимо определить площадь и объем, массу конструкции. В том случае, если результаты расчетов не будут соответствовать требованиям ТЗ, то по согласованию с заказчиком в технически обоснованных случаях в ТЗ могут быть внесены соответствующие корректировки.

Учитывая приведенное разбиение схемы электрической и конструкции уже существующих аналогов выбирается метод конструирования.

При компоновке устройства должны быть учтены следующие основные требования:

- оптимальность, устойчивость и стабильность функциональных межблочных связей;

- требования по жесткости и прочности;

- эргономика, удобство ремонта;

- оптимальное размещение комплектующих элементов в модулях всех уровней с учетом коэффициента заполнения по объему и удобству для осмотра и ремонта;

- сосредоточение центра тяжести ближе у опорной поверхности;

- наличие достаточного пространства для межблочных соединений.

В комплект устройства входит батарейка “Крона”, которая значительно увеличивает габариты устройства. Чтобы избежать этого требуется сделать печатную плату прямоугольной с вырезом для батарейки. Такой способ позволил рационально использовать пространство в корпусе не оставив свободного места, но уменьшил стойкость к воздействию вибрации. Увеличилась вероятность механического повреждение печатной. Чтобы этого избежать требуется дополнительно крепленые крепления в этих местах.

6.2 Требования помехозащищенности на этапе компоновки

При компоновке печатной платы проектируемого устройства особое внимание необходимо уделить возможному взаимодействию составных частей между собой из-за паразитных электромагнитных связей. Учет и анализ этих связей на ранней стадии проектирования позволит в значительной степени снизить затраты на производство всего изделия, сократить сроки проектирования, добиться более устойчивой работы.

Способом решения этой проблемы является исключение с самого начала конструирования схемы универсального измерительного прибора на микроконтроллере причин, порождающих помехи. При этом необходимо:

- понять, какие виды помех наиболее вероятны в данной схеме;

- выбрать и разместить печатные платы, кабели и другие структурные составляющие системы таким образом, чтобы исключить как можно больше причин, вызывающих помехи, и обеспечить при этом возможность подключения подавляющих помехи компонентов.

Помехи бывают двух типов:

- постоянные

- перецеживающиеся.

В первом случае помехи имеют один и тот же характер. Это позволяет относительно легко выявить их причину. Однако могут возникнуть трудности при ее устранении, но если она устранена, то окончательно. Во втором случае, помехи появляются время от времени. Такой характер помех сильно затрудняет выявление их источника.

Проблемы возникновения помех и наводок можно свести к минимуму, изолируя чувствительные части схемы от источника помех, устраняя паразитные индуктивные и емкостные связи. Для этого необходимо:

- располагать маломощные (чувствительные) схемы поблизости от источника сигнала;

- размещать мощные схемы (в которых велика вероятность возникновения помех) вблизи нагрузок;

- располагать маломощные и мощные схемы как можно дальше друг от друга;

- стараться свести к минимуму длину проводников;

- использовать максимально короткие контуры прохождения тока.

7. Выбор способов и средств теплозащиты, герметизации и виброзащиты

7.1 Выбор способа теплозащиты

Вопрос охлаждения изделий электронной техники является одним из важных этапов конструирования РЭА в связи с широким использованием в РЭА элементов, выделяющих при работе тепло. Проблема отвода тепла от изделий электронной техники в первую очередь должна решаться на этапе разработки РЭА. Выделяемое изделиями тепло может быть отведено от поверхности прибора и передано за пределы аппаратуры несколькими методами, применяемыми отдельно или в сочетании друг с другом. В зависимости от характера и назначения РЭА применяют следующие методы отвода тепла от индивидуальных ИЭТ или групп изделий:

- естественное охлаждение (воздушное, жидкостное);

- принудительное воздушное охлаждение;

- принудительное жидкостное (без кипения или с поверхностным кипением);

- охлаждение, основанное на изменении агрегатного состояния вещества;

- термоэлектрическое охлаждение.

Эффективность того или иного метода охлаждения определяется значением коэффициента теплоотдачи, то есть интенсивностью протекающих процессов теплоотдачи.

Выбор метода охлаждения определяется следующими факторами:

- интенсивностью (плотностью) теплового потока;

- условиями теплообмена с окружающей средой;

- условиями эксплуатации (возможностью демонтажа или замены элементов);

- нормами эксплуатации (уровень шума, токсичностью хладагентов);

-специальными условиями работы (стационарными или кратковременными режимами, работой против сил тяготения и так далее);

- затратами электроэнергии на привод нагнетателей и другими.

Основным критерием выбора метода охлаждения является значение плотности теплового потока, проходящего через поверхность теплообмена. Вторым критерием выбора метода охлаждения является допустимый перегрев элемента, равный разности между допустимой температурой корпуса элемента и температурой окружающей среды.

Анализируя схему электрическую принципиальную и воспользовавшись техническим заданием (см. раздел 1), можно сделать предположение о возможности применения естественного воздушного охлаждения ИЭТ.

При естественном охлаждении отвод тепла от ИЭТ происходит за счет теплопроводности, естественной конвекции окружающего газа и излучения.

7.2 Выбор способа герметизации

Воздействие влаги на металл и изоляционные материалы имеет разную природу, но одинаковый конечный результат - разрушение исходной структуры материала. В металлах это происходит за счет коррозии, в изоляционных материалах - за счет влагопоглощения.

Наличие влаги - причина электрохимической коррозии, реакции которой идут при низких температурах.

Коррозия может быть равномерной (по всей поверхности изделия), и неравномерной (например, за счет повреждения защитного слоя и образования за тем отверстий в металле) и межкристаллической (распространение коррозии вдоль границы кристаллов и разрывах в их структуре).

Влияние влаги на изоляционные материалы определяется отсутствием изоляционных пластмасс, которые могут противостоять воздействию влаги.

Разрабатываемое устройство относится к классу аппаратуры, которая будет эксплуатироваться в закрытых помещениях. Воздействие таких климатических факторов, как высокая влажность, дождь, туман исключается, поэтому применение специальных средств герметизации не предоставляется необходимым. Временное возможное воздействие вышеперечисленных климатических факторов значительно уменьшается или исключается благодаря хорошей упаковке изделия перед транспортировкой или в течении консервации.

7.3 Выбор способа виброзащиты

В процессе эксплуатации и транспортировки РЭА подвергается различным видам механических воздействий в виде вибраций (основные параметры: частота вибраций f, и возникающее при этом ускорение g), ударов (основные параметры: ускорение и длительность) и линейных ускорений.

Под вибропрочностью понимают способность аппаратуры противостоять разрушающему действию вибрации в заданных диапазонах частот и при возникающих ускорениях в течение срока службы, а под виброустойчивостью аппаратуры - способность выполнения всех функций в условиях вибрации в заданных диапазонах частот и возникающих при этом ускорений.

Известно, что в приборах, не защищенных от вибрации и ударов, узлы, чувствительные к механическим перегрузкам, выходят из строя. Делать такие узлы настолько прочными, чтобы они выдерживали максимальные (действующие) динамические перегрузки, нецелесообразно, так как увеличение прочности в конечном счете приводит к увеличению массы, а вследствие этого и к неизбежному возрастанию динамических перегрузок. Поэтому считают более целесообразным использовать другие средства для снижения воздействия перегрузок.

При проектировании устройства прежде всего следует выяснить, нужны ли вообще защитные мероприятия. С этой целью сравнивают оговоренные в технических условиях причины допустимых механических воздействий для предназначенных к использованию элементов (микросхем, резисторов и так далее) с величинами механических действий на объекте установки РЭС. При этом величины воздействующих механических факторов следует скорректировать с учетом возможного резонансного усиления колебаний по пути их распространения с места установки блока до конкретного рассматриваемого элемента. В случае, если уровни воздействующих механических факторов превышают допустимые, предусматривают защитные мероприятия с оценкой их эффективности.

Защитные системы от наиболее распространенных видов механических помех, к которым относятся вибрации и удары, могут быть пассивными и активными. Пассивные виброзащитные системы, по сравнению с активными, более просты в исполнении и не требуют для выполнение своих функций затрат дополнительной энергии.

Существуют три пассивных способа виброзащиты аппаратуры:

- увеличение жесткости конструкции;

- демпфирование

- использование изоляторов.

Платы устройства можно представить как колебательную систему с равномерно распределенной нагрузкой. Она характеризуется собственной частотой. Поведение колебательной системы при воздействии на нее извне вибраций зависит от отношения частоты этих вибраций к резонансной частоте. Собственная частота колебаний плат зависит от формы, размеров, характера материала и условий закрепления.

В разрабатываемом нами устройстве использовался способ увеличения жесткости конструкции. Так как форма платы прямоугольная с вырезом потребовалось увеличение числа крепежных отверстий. Это позволила избежать возможности механических повреждений в месте выреза и увеличило жесткость конструкции.

8. Расчет конструкторских показателей изделия

резистор слоистый помехозащищенность

Опытно-конструкторская разработка любого устройства предполагает проведение различного рода расчета конструкторского плана, позволяющие оценить соответствие параметров заданным в техническом задании. К таким расчетам можно отнести:

- компоновочный расчет печатной платы;

- компоновочный расчет блока;

- расчет элементов печатного монтажа;

- расчет помехоустойчивости;

- расчет вибропрочности устройства;

- тепловой расчет;

- расчет надежности устройства.

8.1 Компоновочный расчет печатной платы

Исходными данными для расчета являются перечень элементов схемы электрической принципиальной, необходимые типоразмеры и установочные размеры ЭРЭ. Численные значения установочных размеров ЭРЭ приведем в таблице 8.1.и 8.2

Таблица 8.1. Установочные площади элементов

Элемент и его тип	Установочная площадь, мм2	Кол-во	Установочная суммарная площадь, мм2
Диод КД522	16	9	144
Конденсаторы
К10-17	22,75	16	364
К50-35	19,6	2	39,2
Микросхемы
КР140УД1208	85	3	255
К176ИЕ3	170	2	340
К176ИЕ4	170	2	340
К176ЛП2	170	1	170
К176ИЕ12	170	1	170
К561ТМ2	170	1	170
1	2	3	4
КР142ЕН19	19,6	1	19,6
Резисторы
С2-23-0,25	40	41	1640
С5-16-1	40	2	80
Резонатор РПК01 HC-49SM-32768Гц	75	1	75
Транзистор КТ315Б	23,45	1	23,45
Кнопка П2К 18pin	450	1	450
Кнопка П2К 12pin	300	1	300
Кнопка П2К 6pin	150	11	1650

Итак, согласно таблице 8.1 суммарная площадь всех элементов плат составляет:

Принимаем коэффициент заполнения Кз=0,6.

Площадь платы найдем по формуле 8.1:

(8.1)

где S? - суммарная площадь всех элементов, мм2;

Sплаты - площадь платы, мм2.

m - количество сторон монтажа (1)

Исходя из этой площади выберем плату размером 125х190 мм с вырезом 55х35 мм для батарейки типа «Крона».

8.2 Компоновочный расчет блока

Исходными данными для этого расчета являются перечень элементов схемы электрической принципиальной, необходимые типоразмеры и установочные размеры элементов.

При исполнении устройства применяется корпус размером 129х194х35 мм.

Численные значения установочных объемов элементов приведем в виде таблицы 8.2.

Таблица 8.2. Установочные объемы элементов

Элемент и его тип	Установочный объем, мм3	Кол-во	Установочная суммарная площадь, мм2
Диод КД522	16	9	144
Конденсаторы
К10-17	227,5	16	3640
К50-35	196	2	392
Микросхемы
КР140УД1208	467,5	3	1402
К176ИЕ3	935	2	1870
К176ИЕ4	935	2	1870
К176ЛП2	935	1	935
К176ИЕ12	935	1	935
К561ТМ2	935	1	935
КР142ЕН19	196	1	196
Резисторы
С2-23-0,25	160	41	6560
С5-16-1	160	2	320
Резонатор РПК01 HC-49SM-32768Гц	750	1	750
Транзистор КТ315Б	141	1	141
Кнопка П2К 18pin	3600	1	3600
Кнопка П2К 12pin	2400	1	2400
Кнопка П2К 6pin	1200	11	13200

Итак, согласно таблице 8.2 суммарный установочный объем всех элементов составляет:

Коэффициент заполнения по объему (kз) из конструктивных соображений принимается равным 0,4.

Ориентировочно определяем реальный объем разрабатываемой конструкции по формуле 8.2:

(8.2)

VРЕАЛ =

Окончательные габариты корпуса остаются прежними, то есть: 129х194х35 (мм).

8.3 Расчет элементов печатного монтажа

Выбирая конструкцию печатной платы, рассчитывая параметры линий связи и подготавливая технологическое оборудование для изготовления печатных плат, мы должны определить такие параметры печатной платы, как ширина и шаг трассировки печатных проводников; диаметр контактных площадок; число проводников, которое можно провести между двумя соседними отверстиями; диаметр отверстий в плате до и после металлизации.