2020-01-14
137
В данном дипломном проекте разработан сборочный чертеж приёмного модуля. Данный приёмный модуль входит в состав охранно-пожарные системы.
Приемный модуль, который входит в состав охранно-пожарной сигнализации, обеспечивает передачу и прием тревожных радиосигналов на расстоянии порядка 1000-1500 м (в условиях прямой видимости). Дальность действия внутри зданий или в условиях плотной городской застройки, конечно, меньше, и сильно зависит от наличия и расположения препятствий распространению радиоволн, от материала стен и перекрытий и т.д., но в большинстве случаев на порядок выше, чем у радиокнопок известных западных фирм. Можно охватить, например, несколько помещений на разных этажах здания, большую территорию групп коттеджей и т.п.
Для решения задач создания надежной охраны и обеспечения безопасности может применяться оборудование различной сложности и функциональности. Преимуществом этой системы является возможность обработки поступающей информации на компьютере, а в случае пропадания сетевого напряжения – сохранение всех данных в энергонезависимой памяти и выдача их на компьютер или принтер при восстановлении питания.
Печатный узел представляет собой сложную многоэлементную сборную единицу РЭА, которая объединяет множество элементов электрической схемы функционального узла.
Сборочный чертеж печатной платы должен обладать полной информацией по сборке радиоэлементов на плате, формовке выводов элементов перед установкой их на плату, вариантам установки тех или иных элементов согласно действующим нормативным документам, покрытию платы лаком или компаундом после монтажа (если это необходимо), применяемым припоям и паяльным пастам и т.п. Также в технических требованиях на поле чертежа конструктор вправе отметить любые дополнительные требования, которые он считает нужными.
Печатная плата (ПП) – это основа печатного монтажа электронной аппаратуры, при котором микросхемы (МС), полупроводниковые приборы, электрорадиоэлементы (ЭРЭ) и элементы коммутации устанавливаются на изоляционное основание с системой токопроводящих полосок металла (проводников), которыми они электрически соединяются между собой в соответствии с электрической принципиальной схемой.
Материалы, используемые в качестве оснований для печатных плат (ПП), должны обладать совокупностью определенных свойств. К их числу относятся высокие электроизоляционные свойства, достаточная механическая прочность и др. Все эти свойства должны быть стабильными при воздействии агрессивных сред и изменяющихся условий. Кроме того, материал платы должен обладать хорошей сцепляемостью с токопроводящим покрытием, минимальным короблением в процессе производства и эксплуатации. Если платы изготавливаются из листового материала, то последний должен допускать возможность обработки резанием и штамповкой.
В качестве материала ПП используем листовой фольгированный материал - стеклотекстолит фольгированный марки СФ 2-50-2,0 ГОСТ 10316-70.
Выбор данного материала объясняется назначением и условиями работы микромодуля. Печатные платы из стеклотекстолита имеют нужную устойчивость к механическим, вибрационным, климатическим воздействиям по сравнению с платами из гетинакса. Физико-механические и электрические свойства сведены в таблицу
Размеры плат не рекомендуется брать более 240*360 мм при обычных и 120*180 мм при малогабаритных деталях. Это связано с тем, что при ольших габаритных размерах ПП увеличивается длина печатного проводника, чем снижается его прочность, снижается сила сцепления печатного проводника с изоляционным материалом, что требуется затем дополнительное сцепление путем предусмотрения дополнительных контактных площадок и отверстий. Из-за этого увеличиваются паразитные связи, что неблагоприятно сказывается на параметры устройства (помехи, пульсации, паразитные связи, наводки ит.д.). Одновременно снижается механическая жесткость печатной платы.
Для устранения этого эффекта рекомендуется и целесообразно более квадратная и прямоугольная форма (рекомендуемое соотношение сторон по ОСТ4 ГО.070.011 - 1:1; 1:2; 2:3; 2:5).
Зная габариты платы, можно перейти к компоновке элементов на ПП с учетом необходимых зазоров между элементами и рационального их размещения, для снижения паразитных связей и наводок.
Выбираем шаг координатной сетки 1,25 мм согласно ГОСТ 20317-62 и отраслевого стандарта ОСТ 4.ГО.070.011.
Центры монтажных и переходных отверстий расположены в узлах координатной сетки.
Покрытием для печатной платы служит лак марки УР-231.01.2., осуществляется покрытие в два слоя. Тип лака был выбран исходя из того, что он получил наибольшее применение в производстве при сборке печатных плат и имеет все необходимые свойства для защиты от внешних факторов. При покрытии печатной платы лаком нужно позаботиться о предохранении контактных площадок разъёмов.
Монтаж навесных деталей и элементов заключается в установке их на печатную плату и пайке. В зависимости от масштаба производства детали на плату устанавливаются вручную или механизированным способом. Пайку монтажных соединений выполняют паяльником или паяльной станцией, а также групповыми методами, из которых чаще всего применяют пайку погружением в волну припоя.
Для получения качественных соединений необходимо поверхности, подлежащие пайке, тщательно очищать от загрязнений и окислов.
При пайке применяют только бескислотные флюсы. После нанесения флюс должен подсохнуть в течение 1…2 минут, чтобы быстрое испарение спирта, входящего в его состав, не привело к образованию раковин и пузырей. Для пайки припоем ПОС61 применяется паяльник мощностью 35Вт. При пайке следует прогревать вывод изделия в течение 3…5 секунд, не касаясь паяльником печатного проводника. Соблюдение такого режима обеспечивает многократную перепайку деталей (до 10 раз) без нарушения металлизации печатного проводника. Остатки флюса удаляются тампоном из бязи, смоченным в этиловом спирте.
Большое значение на надежность радиоэлектронной аппаратуры оказывает выбор припоя для электрического монтажа. Качество паяных соединений (прочность, герметичность, надежность и др.) зависят от правильного выбора припоя, флюса, способа нагрева и величины зазора. Припой должен хорошо растворять основной материал, обладать смачивающей способностью, быть дешевым и не дефицитным.
Из анализа характеристик припоев приведенных в справочных материалах видно, что наиболее подходящим для пайки ЭРЭ в нашем модуле синтезатора частоты является припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76 (температура кристаллизации: начальная – 190°С; конечная – 183°С).
Нагрев платы при пайке припоем ПОС-61 производят паяльником или погружением платы в расплавленный припой, но перед этим плата должна пройти операцию флюсования. Флюсы паяльные применяются для очистки поверхности паяемого металла, а так же для снижения поверхностного напряжения и улучшения растекания и смачиваемости жидкого припоя.
Групповые методы пайки обычно применяются при одностороннем расположении навесных деталей.
Технологический процесс пайки печатных плат с односторонним монтажом методом погружения и волной припоя состоит из следующих этапов: обезжиривание, наклейка маски, пайка, удаление маски и остатков флюса и контроль.
Обезжиривание выполняют погружением платы со стороны монтажа в растворитель, состоящий из смеси спирта с бензином. Затем плату обдувают воздухом до полного высыхания.
Участки и проводники плат, которые не подвергаются пайке, закрывают маской. Маски штампуют из бумажной ленты, гуммированной костным клеем. В маске пробивают отверстия против мест пайки и базовые. Маску приклеивают так, чтобы места пайки не выходили за пределы отверстий в маске.
Высокие параметры обеспечиваются современным радиоканалом на частоту 433,92 МГц с частотной модуляцией и кварцевой стабилизацией частоты. Приемник имеет высокую избирательность и устойчивость к помехам. Кроме того, к приемнику можно подключить выносную антенну, что существенно увеличивает дальность работы в сложных условиях городской застройки.
В ходе дипломного проектирования разработана сборка платы приемного модуля, которая имеет следующие габариты: 172×107×31 (мм), и в приложении к дипломному проекту предъявлена ее спецификация.
Выбор и решение конструкции приёмного модуля проведен с учетом современных направлений в конструировании РЭА. В разработке конструкции нашли применение полупроводниковые и гибридные интегральные схемы, а также бескорпусные полупроводниковые приборы. Это позволило сократить габариты и массу всего изделия.
