Дипломная (вкр): Розрахунок ефективності охоронної сигналізації в автомобілі

 - граничне значення для 3-го класи точності;

. Визначення мінімальної відстані між провідником і контактною площадкою.

 - відстань між центрами елементів (крок координатної сітки); - максимальний діаметр контактної площадки;  - максимальна ширина провідника;  - похибка розташування центра контактної площадки відносно вузла координатної сітки;  - похибка зсуву провідника відносно координатної сітки.

Рис. 4.2

. Визначення мінімальної відстані між двома сусідніми провідниками.

. Визначення мінімальної відстані між двома сусідніми контактними площадками.

;

. Визначення відстані між провідником і контактною площадкою (у випадку, якщо провідник проходить між двома контактними площадками):

Розраховане значення  більше ніж значення , що визначено третім класом, тому провідник, прокладений між двома контактними площадками, не буде дотикатися жодної контактної площадки.

Розраховані елементи друкованого монтажу відповідають обраному класу точності монтажу. У цьому можна переконатися за даними порівняльної таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 Розраховані параметри

5. Електричний розрахунок друкованої плати

. Визначимо припустимий спад напруги на друкованому провіднику:

де ; ; ; ;

. Визначимо потужність втрат в ДП:

де  - оскільки розрахунок ведемо на постійному струму;  - напруга живлення; - тангенс кута діелектричних втрат.

- діелектрична проникність матеріалу; ; - товщина ДП; - площа металізації; ;

.

. Визначимо паразитну ємність між двома сусідніми провідниками, розташованими з одного боку ДП:

а) для випадку, коли обидва провідники перебувають в одному шарі:

де Кп - коефіцієнт пропорційності, пФ/см (в нашому випадку Кп=0,15); ε - діелектрична проникність середовища (в нашому випадку ε =5,5); L1 - довжина взаємного перекриття провідників, см (в нашому випадку L1 =5)

Тоді:

Спар = Кп∙ ε∙ L1 =0,15.5,5.5=4,22 пФ;

б) у випадку, коли два провідники знаходяться в різних шарах:

де Кп - коефіцієнт пропорційності, пФ/см (в нашому випадку Кп=0,2); ε - діелектрична проникність середовища (в нашому випадку ε =5,5); L1 - довжина взаємного перекриття провідників, см (в нашому випадку L1 =1,27).

Тоді:

Спар = Кп∙ ε∙ L1 =0,2.5,5.1,27=1,39 (пФ)

. Визначимо паразитну індуктивність шини живлення й шини «земля»:

де lп - довжина максимальної області (довжина шини живлення); bnp = 0,35 мм - ширина провідника; tnp = 0.0965 мм - товщина провідника.

Тоді

Таким чином, розроблена ДП задовольняє заданим умовам, оскільки отримані розрахункові значення найважливіших електричних параметрів не перевищують припустимих значень для ДДП.

6. Розрахунок теплового режиму

Метою даного розрахунку є перевірка необхідності використання додаткових елементів (радіаторів) для розсіювання тепла, що виділяється елементами схеми.

Розрахунок теплового режиму для контролера АТ89С2051 і АТTINY2313.

Контролери мають наступні параметри (таблиця 6.1):

Таблиця 6.1 Параметри мікроконтролерів

Отже розсювана потужність:роз АТ89С2051= I. U = 6,6.25 = 165 (мВт)роз АТTINY2313= I. U = 5,5.20 = 110 (мВт)

Для розрахунку приймемо максимальну температуру з технічного завдання Tокр..= 40 ºС.

Розрахуємо температуру кристала:

кр АТ89С2051.= 40 + 0,165 ×110 = 58,15ºСкр АТTINY2313.= 40 + 0,11 ×110 = 52,1ºС

Оскільки Tкр. < Tдоп., то корпус мікросхеми розсіює задану потужність без перегріву і в додаткових засобах тепловідводу потреби немає.

7. Розрахунок на віброміцність

Віброміцність - здатність пристрою протистояти протягом терміну служби прискоренням, що виникають при руйнівній дії вібрації в заданих діапазонах частот.

Вібростійкість - здатність пристрою виконувати свої функції в умовах вібрації в заданих діапазонах частот і прискореннях, що виникають при цьому.

Визначимо віброміцність спроектованої ДП зі склотекстоліту розміром 80×62.5×1,5 мм. Вважаємо, що радіоелементи на ДП розміщені рівномірно.

Визначення маси ДП і маси ЕРЕ:

де a, b - геометричні розміри плати (а = 0,08 м, b = 0,0625 м); δпп - товщина ДП (δст = 1,5 мм); ρст - щільність склотекстоліту (ρст = 2050 кг/м3);пп = 0.0625.0.08.0.0015.2050 =15,4 10-3 кг = 15,4 г.

Конструктивні елементи представлені в таблиці 7.1.

. Визначимо коефіцієнт впливу Кв, що враховує співвідношення маси ЕРЕ й маси плати:

3. Визначимо, коефіцієнт α, вважаючи, що ДП шарнірно опирається по контуру:

де a, b - геометричні розміри плати, а = 0,08 м, b = 0,0625 м

Таблиця 7.1 Розрахунок загальної маси елементів

. Визначимо циліндричну жорсткість:

де Е - модуль Юнга, Е = 3.02.1010 Па;

μ - коефіцієнт Пуасона, μ =0.22.

 (Н∙ м)

. Визначимо частоту власних коливань:

де g - прискорення вільного падіння, g=9.8 м/с2;

- питома вага 2,05.

(Гц)

. Визначимо амплітуду вібрації на частоті власних коливань:

де n - коефіцієнт перевантажень; при n = 8g:

 (мм)

Таблиця 7.1

. Визначимо коефіцієнт динамічності, що показує в скільки разів амплітуда змушених коливань, відрізняється від амплітуди коливань на власній частоті:

де ε - коефіцієнт загасання, ε = 0.06, f - частота вібрації (f = 50 Гц);

. Визначимо динамічний прогин:

При  й

 (мм)

. Визначимо еквівалентне  рівномірне розподілене динамічне навантаження:

де коефіцієнт С1 розраховується за таким виразом:

. Максимальний розподілений згинальний момент:

де коефіцієнт С2 розраховується за таким виразом:

 (Н)

. Визначимо припустиму напругу для ДП із склотекстоліту: