Основы конструирования и технологии РЭС

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ  ИНСТИТУТ

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ) 

 

 

 

 

 

Курсовая работа по дисциплине:

"Основы конструирования  и технологии РЭС"

 

 

 

 

 

 

Выполнила студентка:

Группа: 14-402

Проверил преподаватель:

 

 

 

МОСКВА 

2012

Введение

Курсовая работа по дисциплине "Основы конструирования и технологии радиоэлектронных средств" представляет собой заключительный этап изучения данной дисциплины. Ее цель - подготовить  студентов к самостоятельному решению  проектно-конструкторских задач  при выполнении дипломного проекта  и последующей работе на предприятиях промышленности.

Задачами курсовой работы являются:

-систематизация, расширение  и углубление теоретических знаний  по дисциплине;

- развитие и закрепление  практических навыков разработки  конструкций и технологии радиоэлектронных  средств (РЭС);

- приобретение опыта работы  с нормативно-технической документацией,  технической литературой и разработки  конструкторской и технологической  документации на РЭС.

В курсовой работе предлагается разработать конструкцию бортового  или наземного РЭС функционального  различного назначения. Содержание конструкторских  и технологических задач курсового  проекта соответствует стадиям  технического предложения, эскизного  и технического проектирования.

 

 

Содержание

1. Техническое задание на разработку охранного сигнализатора.
1. Наименование и область применения
2. Основание для разработки
3. Цель и задачи разработки
4. Источник разработки
1. Перечень литературных источников
2. Конструкторские аналоги
5. Технические требования
1. Состав изделия и требования к его конструкции
2. Показатели назначения
3. Требования к надежности
4. Требования к уровню унификации и стандартизации
5. Требования к безопасности
6. Эстетические, эргономические требования
7. Условия эксплуатации
8. Дополнительные требования
9. Требования к транспортировке и хранению
6. Стадии разработки
7. Комплектность документации, порядок приемки, сроки
2. Схемотехническая отработка конструкции

2.1 Описание принципа работы  охранного сигнализатора

2.3 Разукрупнение схемы  электрической принципиальной

2.3.1 Оценка разукрупнения

3. Разработка конструкции охранного сигнализатора.

3.1 Обоснование компоновочной  схемы простого автомобильного  сторожа.

3.2 Выбор системы охлаждения  охранного сигнализатора.

3.3 Выбор материалов конструкции

3.3.1 Выбор материала основания  печатной платы

3.3.2 Выбор материала корпуса

3.4 Разработка конструкции  ФЯ

3.4.1 Определение геометрических  размеров печатной платы

3.4.2 Расчет элементов печатной  платы

3.5 Разработка конструкции  охранного сигнализатора.

3.6 Описание конструкции  охранного сигнализатора.

 

4. Расчет показателей качества конструкции

4.1 Расчет среднеповерхностной температуры корпуса

4.2 Расчет среднеповерхностной температуры нагретой зоны

4.3 Расчет показателей  вибропрочности конструкции

5. Качественная оценка технологичности конструкции
6. Количественная оценка технологичности конструкции

6.1 Расчет конструкторских  показателей технологичности

6.2Расчет производственных  показателей технологичности

7. Комплексная оценка технологичности
8. Разработка технологической схемы сборки
9. Заключение
10. Литература

1. Техническое задание на разработку полосового фильтра.

1.1. Наименование и области  применения.

Наименование изделия  – частотомер на PIC-контроллере

Область применения – применяется лабораторных условиях для измерения частоты логических сигналов, а так же периодических сигналов непрямоугольной формы положительной полярности с точностью до третьего знака.

1.2. Основание для разработки.

Основанием для разработки служит задание о подготовке курсового проекта, выданное кафедрой 404 и утвержденное 14.09.2012.

1.3. Цель и задачи разработки.

Целью разработки является создание конструкторско-технологической документации на изготовление частотомера.

Задачами разработки являются: схемо-техническая отработка конструкции, разработка конструкции изделия, расчет показателей качества, расчет технологичности и разработка технологической схемы сборки.

1.4. Источники разработки.

1.4.1. Литературные  источники.

Разработка изделия производиться  на основе следующих литературных источников:

1. «Конструирование РЭС», В.Ф. Борисов, А.А. Мухин, А.С. Назаров, Ю.В. Чайка, А.Н. Чекмарев, Г.Т. Сергеев, В.А. Шаров, Б.Д. Шурыгин, М.: Издательство МАИ, 1991 г.
2. Журнал «Радио», выпуск №1, 2001 г.

1.4.2. Конструкторские  аналоги.

 

 

 

1.5. Технические требования.

1.5.1. Состав изделия  и требования к конструкции.

Конструктивно изделие должно представлять собой модуль выполненный с применением печатного монтажа, заключенный в герметичный корпус.

Требования к конструкции:

Масса не более 100 г.

Габаритные размеры не более 80мм. x 66мм. x 30мм. (Д x Ш x В).

1.5.2. Показатели  назначения.

Изделие в заданных условиях эксплуатации должно обеспечивать следующие  значения функциональных показателей

Входное сопротивление –  ≥ 2 кОм

Напряжение питания - 3÷6 В

Потребляемый ток - ≤ 100 мА

1.5.3. Требования  к надёжности.

Вероятность безотказной  работы за 8 часов должна быть не ниже 0,99.

Среднее время наработки  на отказ изделия должно быть не менее 1000 ч.

1.5.4. Требования  к уровню унификации и стандартизации.

Уровни унификации и стандартизации изделия, определяемые коэффициентами унификации и стандартизации должны быть не ниже 0,7.

1.5.5. Требования  к безопасности.

Изделие должно быть электробезопасно в условиях производства, эксплуатации и ремонта.

1.5.6. Эстетические  и эргономические требования.

Устройство должно отвечать современным требованиям эргономики и технической эстетики, предъявляемой  к частотомеру.

1.5.7. Условия эксплуатации.

Функциональные показатели, приводимые в разделе 1.5.2, должны быть обеспечены в следующих условиях эксплуатации:

- температура окружающей среды от –10 до +55,

- относительная влажность  до 80% при Т=25

- диапазон частот вибрационных частот от 10 до 30 Гц,

- виброускорение 19,6 м\с²,

- пониженное атмосферное давление 61кПа.

1.5.8. Дополнительные  требования.

Дополнительные требования к изделию не предъявляются.

1.5.9. Требования  к транспортировке и хранению.

Транспортировка изделия  допускается автомобильным транспортом  без ограничения расстояния в  заводской упаковке, исключающей  повреждения изделия.

Хранение должно производиться  в капитальном отапливаемом помещении  на стеллажах в заводской упаковке.

1.6. Стадии разработки.

Разработка должна быть выполнена  в соответствии с календарным  планом, представленным в табл.1

Т а б л и ц а 1

№	Содержание работы	Дата
1	ТЗ и схемо-техническая отработка конструкции
2	Разработка конструкции  РЭС
3	Расчет показателей качества
4	Оформление записки и  графической части
5	Защита

1.7. Комплектность документации.

Комплект документов должен включать:

-расчетно-пояснительная  записка,

-графический материал.

2. Схемотехническая отработка конструкции.

2.1. Описание принципа работы

Основной элемент частотомер – микроконтроллер DD1, осуществляющий счет импульсов внешнего сигнала, поступающего на вход прибора, обработку полученных значений и вывод измерения на табло. Частота (в герцах) отображается индикаторами HG1-HG4 в формате X,YZ×10^E, где X,YZ – десятичное значение частоты сигнала, а Е – порадок.

Измеряемый сигнал через  резистор R2 поступает на вывод RA4 DD1, являющийся входом внешнего сигнала таймера. Затем.. Схема

2.2. Конструкторско-технологический  анализ элементной базы

Выбор элементной базы производится на основе качественного анализа  групп резисторов, конденсаторов, транзистора, микросхем и т.д. по справочным данным на эти элементы.

Т а б л и ц а 2

№	Тип элемента	Обозначение	Кол-во шт.	Масса не более г.	Установочные размеры		Температурный диапазон ˚С	Диапазон вибровоздействий Гц	Виброперегрузка g
					Площадь мм2	Объем мм3
1	Микроконтроллер PIC16F84	DD1	1	10,0	181,03	713,27	от -55 до +125	1-3000	40
2	Индикатор АЛС324А	HG1-HG4	4	4,0	795,6	4137,12	от -60 до +70	1-600	10
3	Кварцевый резонатор HC-49S	ZQ1	1	3,0	51,15	214,83	от -40 до +70	1-3000	40
4	Конденсатор К10-17Б-33пФ	С1, С2	2	2,0	62,72	250,88	от -60 до +125	1-3000	40
5	Резистор С2-23-0.125Вт, 180Ом	R1, R4-R10	8	0,96	110,4	253,92	от -55 до +125	1-3000	40
6	Резистор С2-23-0.125Вт, 24кОм	R2	1	0.12	13,8	31,74	от -55 до +125	1-3000	40
7	Резистор С2-23-0.125Вт, 2кОм	R3	1	0.12	13,8	31,74	от -55 до +125	1-3000	40
8	Гнездо питания DS-213	XP1	1	6,0	54,0	324,0	от -55 до +105	1-1000	40
	Всего на плате		19	26,2	1282,5	5957,5

 

По данным таблицы 2 определим суммарную массу, суммарные установочные площадь и объем:

• суммарная масса радиоэлементов ;
• суммарная площадь радиоэлементов ;
• суммарный объем радиоэлементов

Коэффициенты дезинтеграции  характеризуют относительное изменение  материальных показателей конструкции  в целом (массы, объема, площади) по сравнению  с соответствующими показателями элементной базы при создании конструкции

• коэффициент дезинтеграции по массе ;
• коэффициент дезинтеграции по площади ;
• коэффициент дезинтеграции по объему .

Произведем оценку массогабаритных характеристик изделия с учетом коэффициентов дезинтеграции:

• ожидаемая масса ;
• ожидаемая площадь ;
• ожидаемый объем .

Все элементы смогут быть размещены  на плате с выбранными геометрическими  размерами.

Сравнив полученные данные с требованиями технического задания  к конструкции, можно сделать  вывод о том, что данная элементная база подходит для создания конструкции, имеющей массогабаритные показатели, удовлетворяющие требованиям технического задания.

Определим виброперегрузку:

Так как по ТЗ виброускорение составляет 19,6 м/с², то допустимая виброперегрузка будет равна:

 

где – виброускорение [м/с²];

       g – ускорение свободного падения.

Вывод:

Каждый элемент в отдельности  в предельных условиях эксплуатации имеет перегрузку большую 2g и минимальный  диапазон вибрационных воздействий  от 1 до 600 Гц. Значит виброперегрузка и диапазон вибрационных воздействий, указанные по предельным условиям эксплуатации для каждого элемента из выбранной элементной базы, удовлетворяют требованиям технического задания.

2.3 Разукрупнение схемы  электрической принципиальной 

Независимо от назначения и функциональной сложности изделия  разукрупнение РЭС на конструктивно-технологические  единицы (КТЕ) имеет ряд общих  принципов , главными из которых являются:

- конструктивная и функциональная  законченность КТЕ;

- минимальное количество  внешних электрических соединений  при условии выполнения конструктивной  и функциональной законченности;

- максимальная сложность  КТЕ на низших структурных  уровнях , причем функциональная сложность ограничивается технологией производства процентом выхода годных изделий и стоимостью .