4. Розробка конструкції друкованої плати

Судячи з отриманих вище результатів та номенклатури в індикаторі пониження напруги з світловим та звуковим оповіщенням використовуються мікроконтролер, транзистори, конденсатори, постійні та змінні резистори, двокольорові світло діоди, пєзовипромінювачь.

Розміри вибраної елементної бази після оптимального її розміщення на площині необхідні для розрахунку площі друкованої плати, а також для проектування монтажних отворів.

Для виготовлення трас використовують спосіб травлення. Металізацію отворів друкованої плати рекомендується виготовляти методом електрохімічного нарощування. Захисне покриття – металізація.

Для кріплення друкованої плати до корпуса виробу передбачено два отвори діаметром 3,5 мм.

Розміри плати будуть від 48х60 до 52х64.

5. Розрахунок стійкості друкованого вузла до механічних впливів

5.1 Розрахунок перші резонансної частоти

Вихідні дані для розрахунку:

Довжина плати (a) = 0,06 м;

Ширина плати (b) = 0,05 м;

р= 1,85 х 103 кг/м3-плотность матеріалу СФ-2Н-35-1, 5;

h = 1,5 х 10 - 3 м - Товщина друкованої плати;

E = 3,02 х 1010 Н/м2- Модуль Юнга;

м = 0,22 - Коефіцієнт Пуассона;

U = 2g - лінійне прискорення для третього ступеня жорсткості.

1. Визначаємо циліндричну жорсткість ПП

Н / м

2. Розрахунок маси ПП:

  abh = 0,14  0,07  1,5  10^-3  1,85  10³ = 0,027 кг.

3. Розрахунок маси радіоелементів

маса мікросхем m_м = m_1м  n_м = 0,0015  11 = 0,0165 кг;

маса резисторів m_р = m_1р  n_р = 0,00015  26 = 0,0039 кг;

маса роз'ємів m_раз = m_1раз  n_раз = 0,005  1 = 0,005 кг;

маса конденсаторів m_к = m_1к  n_к = 0,0015  5 = 0,0075 кг;

маса діодів m_д = m_1д  n_д = 0,0005  1 = 0,0005 кг,

де m_1м - маса однієї мікросхеми; m_1р - маса одного резистора; m_1раз - маса одного роз'єму; m_1к - маса одного конденсатора; m_1м - маса одного діода; n_м - кількість мікросхем на платі; nр - резисторів; nраз - роз'ємів nк - конденсаторів; nд - діодів;

Сумарна маса всіх елементів mе = 0,0334 кг.

4. Розрахунок резонансної частоти

fрез =

 = 1/a2 - для чотирьохточкові закріплення ПП

fрез = Гц

Умова вибропрочности має вигляд f_рез 2f_max , где f_max -максимальна частота воздейціалу на плату вібрацій.

Пристрій в даному курсовому проекті відповідає III ступеня жорсткості вібронагрузок, так як для III ступеня fmax = 60 Гц і 481,8 Гц> 120 Гц.

4.2 Розрахунок згинального напруги при впливі лінійного прискорення.

Максимальний прогин при навантаженні Q = m  (U + g) дорівнює:

1. Прогин при лінійному прискоренні і одиночному ударі:

  

де Az = 0,16 - коефіцієнт, що залежить від способу кріплення.

 м.

 

 

Приймаємо за прогин балки - мінімальне значення з вийшов з розрахунку даних:

Z_ = min{Z_aa,Z_bb};

Z_ = Z_aa = 6,8310^-6 м.

2. Розрахунок згинального механічного напруження:

 

при l = a:

 

при l = b:

 

Отже, максимальне механічне напруження під дією лінійного прискорення 2g становить 3,0310⁵ Н/м². Це значення є припустимим так як для склотекстоліту СФ-2Н-35-1, 5 максимальне механічне напруження, витримується матеріалом, становить не менше 10010⁶ Н/м².