Введение
1. Анализ литературно-патентных исследований
2. Общетехническое обоснование разработки устройства
2.1 Анализ исходных данных
2.2 Формирование основных технических требований к разрабатываемой конструкции
2.3 Схемотехнический анализ проектируемого средства.
3 Разработка конструкции проектируемого изделия
3.1 Выбор конструкторских решений, обеспечивающих удобство ремонта эксплуатации устройства.
3.2 Выбор типа электрического монтажа, элементов крепления и фиксации
3.3 Выбор способов защиты устройства от внешних воздействий
3.4 Выбор способов обеспечения нормального теплового режима устройства
3.5 Выбор и обоснование элементной базы
3.6 Обеспечение требований стандартизации, унификации и технологичности конструкции устройства
4. Расчет конструктивно-технологических параметров проектируемого изделия
4.1 Расчет объемно-компоновочных характеристик устройства.
4.2 Расчет теплового режима
4.3 Проектирование печатного модуля
4.4 Расчет механической прочности и системы виброударной защиты
4.5 Расчет параметров лицевой панели
4.6 Полный расчет надежности
4.7 Расчет электромагнитной совместимости.
5 Применение средств автоматизированного проектирования при разработке устройства
5.1 Обоснование выбора пакетов прикладного программного обеспечения для моделирования и проектирования устройства
5.1 Технология применения средств автоматизированного проектирования при разработке конструкторской документации
Заключение
Список использованных источников
Введение
Данный курсовой проект посвящен разработке охранного устройство по радиоканалу для автомобиля. Разрабатываемое устройство соответствует основным следующим техническим данным:
- питание системы 12В;
- потребляемая мощность 70Вт;
Посредством охранной системы сигнализации существенно затруднено злонамеренное проникновение в автомобиль и его угон. При несанкционированном проникновении в автомобиль включаются звуковой и световой сигналы тревоги.
Система охранной сигнализации, под наблюдением которой находится также и все внутреннее пространство автомобиля, приводится в рабочее состояние автоматически при блокировании замков автомобиля. Для этого следует повернуть один раз ключ в направлении запирания или нажать кнопку запирания радиоключа. После этого система тотчас же включается. Это сопровождается кратковременным миганием всех указателей поворота. Данное устройство позволяет проверять состояние охранной системы путем вызова по телефонной линии абонента, который находится в охраняемом помещении. В качестве абонента выступает телефонный аппарат со снятой телефонной трубкой для того, чтобы пользователь мог проверить наличие или отсутствие сигнала звуковой охранной сирены.
К пояснительной записке курсового проекта также прилагается 5 чертежей форматов А1 и A2:
- Схема электрическая структурная устройства (A2);
- Схема электрическая принципиальная устройства (А1);
- Чертеж платы устройства (А1);
- Сборочный чертеж платы и размещение элементов (А1);
- Сборочный чертеж устройства (А1).
1. Анализ литературно-патентных исследований
Механические блокираторы– это замки на коробку передач, замки на капот и рулевой вал. Также в магазинах можно встретить блокираторы колес, замки, связывающие руль и одну из педалей и т.д. Однако такие устройства не получили большого распространения, так как не очень удобны при эксплуатации и эффективны только в сочетании с другими противоугонными средствами. Все механические блокираторы имеют замок, а значит к нему можно подобрать отмычку. Но отмыканием замков занимаются лишь «большие профессионалы», большинство же вскрывает их варварскими способами. В последнее время все больше стало появляться электромеханических блокираторов. Их большим плюсом является высокая степень секретности – личинки нет, а значит не сразу можно догадаться, что на автомобиле установлен электромеханический блокиратор. А к минусам относится энергозависимость.
То есть, если разрядится аккумулятор, блокиратор открыть вы уже не сможете, поэтому у такого замка обязательно должен быть аварийный механический трос, потянув за который можно открыть блокиратор. Но этот трос опять же является лазейкой для угонщиков. Поэтому прятать его нужно, как можно дальше. Различаются по степени секретности личинки замка и качества материалов. От первых двух параметров зависит третий – цена. Механические замки капота предотвращают доступ к подкапотному пространству, в котором установлена сирена сигнализации для её обесточивания. Замки для капота бывают двух видов: замки первого типа работают параллельно штатному. Такие блокираторы имеют низкую цену. Второй тип замков для капота – устройства, блокирующие штатный замок. При попытке открыть капот создается впечатление, что трос замка порван. Наиболее распространенными блокираторами являются замки рулевого вала. Но в продаже есть только замки для отечественных автомобилей. К плюсам можно отнести удобство в эксплуатации и возможность самостоятельной установки. Такие замки имеют большую стойкость к взлому.
2. Общетехническое обоснование разработки устройства
2.1 Анализ исходных данных
Техническое задание, как уже было приведено ранее, заключается в разработке устройства сигнализации для охраны помещения со следующими техническими параметрами:
- питание системы 12В машинное бортовое питание;
- мощность потребления 70 Вт.
В соответствии с климатическим исполнением УХЛ 4 (умеренно холодный климат в закрытом помещении с искусственным регулированием климатических условий (вентиляция, отопление); по ГОСТ 15150-69 условия эксплуатации следующие:
- рабочее значение температуры воздуха при эксплуатации........... 5…65 С
- относительная влажность .................................................................. 65 % при 20С
- абсолютная влажность....................................................................... 10 г∙м–3
- атмосферное давление................................ 86,6...106,7 кПа (650...800 мм рт. ст.)
Вероятность безотказной работы проектируемого устройства должна составлять за заданное время 10 000 часов по ГОСТ 21317-84 .Данное значение должно быть обеспечено применением высококачественной элементной базы и подтверждено подробным расчетом надежности.
Тип производства для технико-экономического обоснования проекта – мелкосерийное. Объем производства 500 устройств в год.
3. Разработка конструкции проектируемого изделия
3.1 Выбор конструкторских решений, обеспечивающих удобство ремонта эксплуатации устройства
Напряжение источника питания 220 В = 10 %. Каскад используется в составе блока ЗА. для которого характерны следующие условия эксплуатации:
- диапазон рабочих температур: -10 ... +45 °С;
- относительная влажность воздуха до 80 % при температуре +25 °С;
- атмосферное давление 930 ± 13 кПа.
Предварительный расчет теплового режима блока ЗА, в котором используется выходной каскад, показал, что перегрев в нагретой зоне составляет не более 23 °С, а средний перегрев воздуха в устройстве - примерно 12 °С.
Определяется коэффициент электрической нагрузки и рабочая температура всех элементов каскада.
Значения коэффициентов электрической нагрузки и рабочей температуры для выбранных элементов выходного каскада в учебных целях допускается определять методом экспертных оценок при расчете схемы электрической принципиальной и выборе элементной базы.
Формируем группы однотипных элементов.
При формировании групп однотипных элементов необходимо учитывать, что рассматриваемый каскад ЗА состоит из двух однотипных звеньев.
Резисторы Rl. R3...R6. R8. R9 включаем в одну группу, т. к. для них Кц < 0,1. Самостоятельные группы составляют точки паек и плата печатная.
3 Определяем суммарную интенсивность отказов элементов каскада. При этом справочные значения интенсивностей отказов для элементов каждой группы находим по таблице максимальных значений интенсивностей отказов элементов, а поправочные коэффициенты, учитывающие влияние коэффициентов электрической нагрузки и температуры, определяем по номограммам.
4. Расчет конструктивно-технологических параметров проектируемого изделия
4.1 Расчет объемно-компоновочных характеристик устройства
Под компоновкой электронной аппаратуры понимается процесс размещения комплектующих модулей, изделий электронной техники (ИЭТ) и деталей ЭА на плоскости или в пространстве с определением основных геометрических форм и размеров, а также ориентировочное определение массы изделия. На практике задача компоновки чаще всего решается путем размещения готовых элементов с заданными формами, размером и весом на плоскости с учетом электрических, магнитных, механических, тепловых и других видов связи. При компоновке нужно стремиться к тому, чтобы:
- обеспечивалось отсутствие заметных паразитных электрических и магнитных взаимосвязей, влияющих на технические характеристики изделия:
- взаимное расположение элементов обеспечивало технологичность сборки и монтажа, легкий доступ для контроля, ремонта и обслуживания:
- изделие удовлетворяло требованиям технической эстетики;
- габариты и масса изделия были минимальными.
Существует много способов компоновки элементов РЭС. среди них можно выделить два наиболее применяемых: аналитический и модельный. В основе аналитического способа лежит представление геометрических параметров РЭС в виде чисел: модельного способа - создание физических моделей элементов, например, в виде геометрически подобного тела. И тот и другой способ включают анализ общих аналитических зависимостей.
Исходными данными для компоновочного расчета являются: перечень элементов, габаритные и установочные размеры ИЭТ. Методика расчета заключается в следующем.
5. Применение средств автоматизированного проектирования при
разработке устройства
5.1 Обоснование выбора пакетов прикладного программного обеспечения для моделирования и проектирования устройства
Моделирование платы устройства проводилось в программе MicroCap 9.0. О программе Micro-Cap. Это профессиональная программа аналогового, цифрового и смешанного моделирования и анализа цепей электронных устройств средней степени сложности.
Интуитивно понятный интерфейс, нетребовательность к вычислительным ресурсам персонального компьютера и большой спектр возможностей послужили основой популярности Micro-Cap среди радиолюбителей, студентов и преподавателей микроэлектроники. Алгоритм работы включает в себя создание электрической цепи в графическом редакторе, задание параметров анализа и изучение полученных данных. Программа самостоятельно составляет уравнения цепи и проводит моментальный расчёт. Любое изменение схемы или параметров элементов приводит к автоматическому обновлению результатов. Графический редактор опирается на библиотеки электронных компонентов, которые можно пополнять на основе экспериментальных или справочных данных с помощью встроенного модуля Shape Editor. Все номиналы и параметры элементов могут быть как неизменными, так и зависящими от температуры, времени, частоты, состояния схемы, параметров других компонентов. Анимированные детали (светодиоды, реле, семисегментные индикаторы и некоторые другие элементы) изменяют состояние в соответствии с поступающими на них сигналами.
Заключение
Данный курсовой проект был посвящен разработке приставки к телефону для контроля охранного шлейфа:
- питание системы осуществляется от сетевого напряжения 220В 50Гц;
- потребляемая мощность 50Вт;
Данное устройство позволяет проверять состояние охранной системы путем вызова по телефонной линии абонента, который находится в охраняемом помещении. В качестве абонента выступает телефонный аппарат со снятой телефонной трубкой для того, чтобы пользователь мог проверить наличие или отсутствие сигнала звуковой охранной сирены.
В ходе курсового проектирования была разработана печатная плата, а также сборочный чертеж конструкции самого устройства.
В ходе курсового проектирования были разработаны следующие схемы:
- Схема электрическая структурная устройства (A2);
- Схема электрическая принципиальная устройства (А1);
- Чертеж платы приставки (А1);
- Сборочный чертеж платы и размещение элементов (А1);
- Сборочный чертеж устройства (А1).
1. Охранные системы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://oxpana.by/stat/47-ohrannaya-signalizaciya.html.
2. GSM сигнализация[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://oxpana.by/alarm/108-gsm-signalizaciya-gs-200-s-datchikom temperatury.html.
3. Принцип работы RS-триггера [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://h4e.ru/nizkovoltnaya-apparatura/131-printsip-raboty-rs-triggera.
4. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник/ С.В. Якубовский, Л.И. Ниссельсон, В.И Кулешова и др.; Под ред С.В. Якубовского. –М: Радио и связь, 1989. –496с.
5. Маршалл Голдсмит. Триггеры. –М.: Мир, 2016.
6. ГОСТ Р 51380-99 Энергосбережение. Методы подтверждения соответствия показателей энергетической эффективности энергопотребляющей продукции.
7. Авербух В.Д. Операционные усилители и компараторы. – М: Издательский дом « Додэка-XXI », 2001.
8. Сигнализация для охраны помещения. – Журнал” Радиоконструктор” 2 выпуск, 2012.