1. Анализ схемы и конструкции автомобильного охранного устройства

2. Подготовка и формирование библиотеки компонентов.

3. Разработка формализованного задания.

4. Реализация технологии проектирования.

1 Анализ схемы и конструкции автомобильного охранного устройства

Анализ конструкции ПП как подготовительная стадия перед выполнением автоматизированного проектирования в первую очередь направлен на выявление тех особенностей ПП, которые определяют контролируемые в автоматическом режиме параметры и конструкторско-технологические ограничения.

Автомобильное охранное устройство должно быть подключено к бортовой электросети автомобиля. После подключения к электросети устройство выполняет самотестирование и начинает опрос GPS модуля. В течение 20-60 секунд устанавливаются координаты автомобиля. Устройство в зависимости от прошивки способно передавать координаты по установленному протоколу на какой-либо веб сервис, либо по прямому запросу отправлять координаты по средством SMS.

Для питания элементов основной платы управления, а также двух плат расширения каскад из двух линейных стабилизаторов с малым падением напряжения DA1.2 и DA1.3 обеспечивают понижение питания до 5 В. Светодиод HL1 находящийся в этом блоке электронных компонентов, сигнализирует о включении устройства.

Управление всеми устройствами выполняет микроконтроллер ATmega2560-16AU. Для обеспечения его работы на частоте 16 MHz, к контактам XTAL1 и XTAL 2 подключен кварцевый резонатор Z1. Для управления модулями GPS и GSM микроконтроллер оборудован множеством цифровых входов-выходов. Для их подключения используется 7 соединительных гнезд XS1, XS2, XS3, XS4, XS5, XS6, XS7. Активное состояние микроконтроллера обозначает светодиод HL2.

Для выполнения основных отладочных операций, замены или модификации прошивки, а также съема информации, плату управления охранного устройство можно подключать к ПК посредством USB. Коммуникацию с ПК осуществляется с помощью микроконтроллера DA1.6. Для обеспечения его работы на частоте 16 MHz, к контактам XTAL1 и XTAL 2 подключен кварцевый резонатор Z2. Индикацию получения данных осуществляет светодиод HL3, а индикацию передачи данных светодиод HL4.

Проектирование печатного модуля начинается с определения площади печатной платы, которая вычисляется по формуле S= S_УСТi / К_ЗАП, где

S - площадь ПП, мм ;

S_УСТi - установочная площадь i-го элемента, мм ;

К_ЗАП - коэффициент заполнения ПП (0,33...1).

Площадь резисторов CAT-16=11мм², CAY-16=22мм², R0603=5.5 мм².

Площадь диода SMA4007=16.5 мм , CD1206-SO1575=4.5мм².

Площадь конденсаторов C0603=32.8 мм².

Площадь микросхемы ATMega2560=256 мм², ATMega16U2=196 мм², LP2985=9 мм², MC33269ST-5=49 мм², MC33269D-5=61.3 мм², LM358IDGKR=35 мм².

Площадь транзистора FDN340P=9 мм².

Площадь катушки индуктивности BLM21=2.73 мм².

Площадь светодиодов BL-LS0805UYX=11 мм².

Площадь предохранителя SMF050D=12 мм².

Площадь варикапов CN0603=2.6 мм².

Площадь кварцевых резонаторов HC-49SM =110,7 мм².

Площадь cоеденительных разъемов PBS2-4=41.28 мм², PBS2-6=95.04 мм², PBS2-12=59.04 мм², PBS2-40=97.44 мм².

КЗАП примем равным 0,33; тогда площадь ПП:

S=1139.42/0.33=3452.79 мм

Длину печатной платы необходимо принять фиксировано в размере 90 мм. По контуру печатной платы установлен отступ в 2 мм. Тогда длина зоны доступной для размещения проводников равна:

90 мм - (2 мм x 2) = 86 мм;

Для упрощения расчетов прибавим площадь под отверстия в углах ПП к площади, разрешенной для прокладки проводников:

3233.5 мм² + ((6 мм + 6мм) х 4) = 3281.5 мм²;

Рассчитаем ширину зоны доступной для размещения проводников:

3281,5 мм²/86 мм = 38 мм;

Тогда ширина печатной платы:

38 мм + (2 мм х 2) = 42 мм.

Полученные размеры 90×42, не позволяют применить на плате разъемное соединение SB2-40, которое должно быть размещено по краю платы для подключения внешних модулей GPS и GSM. Поэтому длину печатной платы необходимо увеличить до 100 мм. Исходя из этого, печатную плату рекомендуется разрабатывать прямоугольной формы с размерами не более 100×42 мм. В качестве материала печатной платы, как правило, выбирается стеклотекстолит либо гетинакс.

Стеклотекстолит наиболее выгоден в конструкциях, где повышены механические нагрузки, где нужна прочность на отслаивание фольги и для нашего устройства это необходимо. Исходя из этого, для конструкции охранной сигнализации выбран материал стеклотекстолит

СФ-2-35-2 ГОСТ 10315-78.

• двухсторонний;

• толщиной 2 мм;

• толщина медной фольги 35мкм;

• размером 100×42 мм.

Эскиз печатной платы приведен на рисунке 1.

Рисунок 1- Эскиз печатной платы.

Монтажные отверстия 2,5 мм и расположены в углах печатной платы. Шаг координатной сетки берем равным 2,5 мм. При определении ширины печатных проводников основываются на анализе электрической схемы, особенности размещения ЭРЭ на ПП, способу установки ПП в корпусе устройства и на соображения экономической целесообразности. Ширину печатных проводников определяют по классам точности, которые подразделяются по плотности проводящего рисунка на основе ГОСТ23751-86. Данная печатная плата будет проектироваться по третьему классу точности. Печатные платы 3-гo класса — наиболее распространенные, поскольку, с одной стороны, обеспечивают достаточно высокую плотность трассировки и монтажа, а с другой — для их производства требуется рядовое, хотя и специализированное, оборудование.