Программатор микроконтроллеров и микросхем памяти (стр. 10 из 21)
В настоящее время насчитывают до двухсот методов, способов и вариантов изготовления печатных плат. Однако большинство из них устарело. В современном промышленном производстве печатных плат широко применяют химический, комбинированный и электрохимический методы получения печатных проводников.
Печатную плату программатора можно изготовить как электрохимическим, так и комбинированным методом.
Электрохимический метод применяют для изготовления двухсторонних печатных плат с высокой плотностью проводящего рисунка. При травлении меди с поверхности платы эффект бокового подтравливания почти отсутствует, что позволяет получить очень узкие проводники шириной до 0,15 мм и с таким же зазором между проводниками.
Комбинированный метод применяют для изготовления ДПП и ГПП (гибких печатных плат) с металлизированными отверстиями на двустороннем фольгированном диэлектрике. Проводящий рисунок получают субтрактивным методом, а металлизацию отверстий осуществляют электрохимическим методом.
Для изготовления печатной платы программатора выбран
электрохимический (полуаддитивный) метод, так как он обладает рядом достоинств, в некоторых случаях и над другими методами изготовления печатных плат.
Основное отличие от комбинированного позитивного метода заключается в использовании нефольгированного диэлектрика СТЭФ.1-2ЛК ТУ АУЭО 037.000 с обязательной активацией его поверхности.
Разрешающая способность этого метода выше, чем у комбинированного позитивного. Это объясняется малым боковым подтравливанием, которое равно толщине стравливаемого слоя и при полуаддитивном методе составляет всего 5 мкм, а при комбинированном больше 50 мкм. Метод обеспечивает высокую точность рисунка, хорошее сцепление проводников с основанием и устраняет неоправданный расход меди, который доходит до 80% при использовании фольгированных диэлектриков.
К печатной плате предъявляются следующие требования:
1) Поверхность основания не должна иметь посторонних включений, сколов, трещин, для предохранения печатных проводников от воздействия окружающей среды на них наносят защитное покрытие в лака;
2) Шаг основной координатной сетки выбран равным 0,25 мм.
3) Все отверстия платы размещаются по линиям в узлах координатной сетки, диаметр отверстий равен 2, 5 мм;
4) Микросхемы размещаются по линиям координатной сетки.
При разборке программатора предусмотрены меры защиты от влияния на его работу внешних, промышленных и временных помех. Цепи питания, являющихся источником помех, должны быть надёжно экранированы и экранирующие оболочки кабелей блока надо заземлять. ИМС устанавливаются с зазором 1 мм.
Для повышения быстродействия и помехоустойчивости применимы керамические конденсаторы .Для ИМС средней интеграции применяются один конденсатор на одну ИМС.
Для того, чтобы выполнить трассировку печатных проводников в дипломном проекте, разработана таблица соединения АКВТ.230101.ДП00.14ТБ
Плата с расположением на ней, элементами, представлена на чертеже АКВТ.230101.ДП00.14Э1 .
5.2 Оценка технологичности программатора.
Рекомендуемый перечень показателей технологичности конструкции изделия приведён в ГОСТ 14.201-83. На основании этого ГОСТа рассчитан ряд технико-экономических показателей, характеризующие технологичность конструкции.
Анализ технологичности детали включает в себя: обработку её конструкции с целью максимальной унификации элементов, правильный выбор и постановку размеров, оптимальных допусков и переходов, соблюдение всех требований, предъявляемых к заготовкам.
Для определения технологичности платы, необходимо провести анализ платы на соответствие стандарту ЕСКД «Конструирование платы печатной» ГОСТ 10317-72, ГОСТ20406-75, ГОСТ 23751-86.
Технологичность конструкции является одной из важнейших характеристик изделия. Под технологичностью изделия понимают совокупность свойств конструкции изделия, определяющих приспособленность последней к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.
Различают производственную и эксплуатационную технологичность. Производственная технологичность конструкции изделия заключается в сокращении затрат средств и времени на конструкторско-технологическую подготовку производства и процессы изготовления, включая контроль и испытания. Эксплуатационная технологичность проявляется в сокращении затрат времени и средств на технологическое обслуживание и ремонт изделия.
Качественная оценка предшествует количественной оценке в процессе проектирования и определяет целесообразность ее проведения. Количественная оценка осуществляется с помощью системы базовых показателей.
5.2.1 Коэффициент использования микросхем и микросборок в блоке рассчитывается по формуле 3.
Ки.мс = Нмс/Нэрэ (3)
где Нмс - общее количество микросхем и микросборок в изделии, шт.
Нэрэ – общее количество электрорадиоэлементов, шт.
Ки.мс = 28/255
Ки.мс » 0,11
5.2.2 Коэффициент автоматизации и механизации монтажа изделий рассчитывается по формуле 4.
Ка.м = На.м/Нм (4)
где На.м - количество монтажных соединений, которые могут осуществляться механизированным или автоматизированным способом, Нм - общее количество монтажных соединений.
Ка.м = 610/610
Ка.м = 1
5.2.3 Коэффициент автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу рассчитывается по формуле 5.
Км.п.эрэ = Нм.п.эрэ/Нэрэ (5)
где Нм.п.эрэ – количество ЭРЭ, подготовка которых к монтажу может осуществляться механизированным и автоматизированным способом.
Км.п.эрэ = 255/255
Км.п.эрэ =1
5.2.4 Коэффициент повторяемости ЭРЭ рассчитывается по формуле 6.
Кпов.эрэ = 1 - Нт.эрэ/Нэрэ (6)
где Нт.эрэ – общее количество типоразмеров ЭРЭ в изделии, шт.
Кпов.эрэ = 1 – 14/251
Кпов.эрэ = 0,95
5.2.5 Коэффициент применяемости ЭРЭ рассчитывается по формуле 7.
Кп.эрэ = 1 - Нт.ор.эрэ/Нт.эрэ (7)
где Нт.ор.эрэ – количество типоразмеров оригинальных ЭРЭ в изделии, шт.
Кп.эрэ = 1 - 3/14
Кп.эрэ = 0,7
5.2.6 Основным показателем, используемым для оценки технологичности конструкции, является комплексный показатель для технологичности конструкции изделия, который рассчитывается по формуле 8.
К=(К1j1+ К2j2…+ Кnjn)/(j1+j2+…jn) (8)
Коэффициент j зависит от порядкового номера основных показателей технологичности, ранжированная последовательность которых устанавливается экспертным путем.
Уровень технологичности конструкции изделия при известном нормативном показателе оценивается отношением полученного комплексного показателя к нормативному, которое должно удовлетворять условию, показанного в формуле 9.
(9)Нормативное значение показателя технологичности конструкции блоков электронной техники для условий опытного производства составляет 0,4…0,7, следовательно:
К/Кн=0,54/0,4
К/Кн »1,35
Так как 1,75>1, то уровень технологичности конструкции данного изделия соответствует всем требованиям.
На основании качественной и количественной оценок можно сделать вывод, что устройство является технологичным по своей конструкции, то есть обеспечивает минимальные затраты при заданных показателях качества производства.
6 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
6.1 Расчёт потребляемой мощности схемы.
Потребляемая мощность разрабатываемого устройства будет равна сумме мощностей потребляемых его элементами. Значения потребляемой мощности на основе справочных данных для каждого элемента определяем по формулам 10 и 11.
Данные по элементам и рассчитанная мощность сведены в таблицу 13.
Таблица 13. Данные по элементам
| Наименование элемента | Напряжение питания Uпит, В | Потребляемый ток Iпот, мА | Потребляемая мощность Pпот, Вт |
| Микроcхемы | |||
| К555АП5 | 5 | 54 | 0,27 |
| К555АП6 | 5 | 95 | 0,475 |
| К555ИР23 | 5 | 45 | 0,225 |
| К555КП11 | 5 | 14,5 | 0,07 |
| К555ЛА13 | 5 | 12 | 0,06 |
| К555ЛН3 | 5 | 6,6 | 0,033 |
| К572ПА1А | 15 | 2 | 0,03 |
| К574УД2А | 15 | 5 | 0,45 |
| КР580ВВ55А | 5 | 120 | 0,6 |
| Резисторы | |||
| С2-33H | - | - | 0,5 |
| Транзисторы | |||
| КТ361Г | 0,4 | 50 | 0,02 |
| КТ805АМ | 2,5 | 5000 | 12,5 |
| КТ814Б | 0,6 | 1500 | 0,9 |
| КТ972А | 1,5 | 4000 | 6 |
| КТ973А | 1,5 | 4000 | 6 |
∑ = 28,133
Формула расчета потребляемой мощности:
. (10)Для транзисторов:
. (11)Так как потребляемая мощность схемы равна 28,133 Вт, можно сделать заключение, что программатор микроконтроллеров и микросхем памяти достаточно мощное устройство, что позволяет уменьшить сбои во время программирования.
6.2 Расчёт надёжности.
Надежность – это свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в допустимых пределах, соответствующих принятым режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.