kursovik (Разработка технологического процесса сборки и монтажа печатной платы «Пульт ДУ»)

2 Назначение и особенности конструкции прибора

Пульт дистанционного управления (ПДУ) телевизора, видео­магнитофона, спутникового ресивера, музыкального центра и т. д. можно использовать для включения и выключения осве­тительных, а также других электроприборов. Для этого надо сделать специальное переключающее устройство, которое описано в предлагаемой статье.

"ПДУ телевизора управляет люстрой". Вниманию чи­тателей предлагается более простой и универсальный вариант такого уст­ройства, не требующий дешифрации команд ПДУ, который может работать с любым пультом, в том числе и с про­стым самодельным.

Для управления приборами исполь­зуется следующий алгоритм. С пульта ДУ подают команду (любую) и удержи­вают кнопку нажатой в течение 1 с.

На кратковремен­ные нажатия кно­пок (например, при управлении телевизором) уст­ройство не реаги­рует. Для того, чтобы исключить реакцию телеви­зора на попытку управления уст­ройством, нужно выбирать неис­пользуемые кноп­ки на пульте или использовать пульт от выклю­ченного в данный момент аппарата. Другой вариант — использовать та­кие кнопки пульта, нажатие на кото­рые (в конкретный момент) не приве­дет к изменению режима работы. Например, нажатие кнопки выбора канала, соответст­вующей принимаемой в данный мо­мент программе, никак не скажется на работе телевизора.

Схема устройства показана на рис. . Специализированная микро­схема DА1 усиливает и преобразует сигнал фотодиода ВL1 в электрические импульсы. На элементах DD1.1 и DD1.2 собран компаратор, а на эле­ментах DD1.3, DD1.4 — генератор им­пульсов.

Состояние устройства (включена или выключена нагрузка) определяет триггер DD2.1. Если на прямом выходе этого триггера высокий уровень, гене­ратор будет работать на частоте около 1 кГц. На эмиттерах транзисторов VТ1 и VT2 возникнут прямоугольные им­пульсы, которые через конденсатор С10 поступят на управляющий элект­род симистора \/S1. Он будет откры­ваться в начале каждого полупериода сетевого напряжения.

В исходном состоянии на выводе 7 микросхемы DА1 присутствует высо­кий логический уровень, конденсатор С5 заряжен через резисторы R1, R2 и на входе триггера DD2.1 низкий уровень. Если на фотодиод ВL1 посту­пят импульсы ИК излучения с ПДУ, на выводе 7 микросхемы DА1 появятся импульсы и конденсатор С5 будет раз­ряжаться через диод VD1 и резистор R2. Когда напряжение на С5 уменьшит­ся до нижнего порога компаратора (через 1 с или более), компаратор пе­реключится и на вход триггера DD2.1 поступит импульс. Состояние триггера DD2.1 изменится. Таким образом про­исходит переключение устройства из одного состояния в другое.

Микросхемы DD1 и DD2 можно при­менить аналогичные из серий К176, К564. VD2 — стабилитрон на напряже­ние 8...9 В и ток не менее 35 мА. Диоды VDЗ и VD4 — КД102Б или аналогичные. Оксидные конденсаторы — К50-35; С2, С4, С6, С7 —К10-17; С9, С10 — К73-16 или К73-17.

Большинство деталей устройства смонтированы на печатной плате из односторонне фольгированного стек­лотекстолита, эскиз которой показан на рис. 2. Плату устанавливают в кор­пус из изоляционного материала. Ре­зистор R8 и конденсатор С9 установ­лены методом навесного монтажа. Симистор VS1 при мощности нагрузки более 250 Вт необходимо установить на теплоотводе.

Налаживание устройства сводится к подбору резистора R2 таким образом, чтобы переключение происходи­ло через 1...2 с.

1. Выбор конструкции изделия и материала печатной платы

Конструкция изделия выполнена в виде функционального прибора имеющего геометрические размеры 130 х 170 х 20 мм. Устройство предназначено не только для работы в домашних условиях, а так же в уличных. Поэтому особых вредных воздействий, ударов, линейных ускорений не испытывает или испытывает частично. Прибор эксплуатируется в условиях изменения температуры и влажности, без влияния механических нагрузок. Поэтому для защиты деталей от внешнего воздействия применяется герметизация корпуса с уплотнениями из резинотехнического уплотнителя марки ИРП-254. Для крепления печатной платы в корпусе применяются электроизоляцион­ные втулки диаметром 7 мм с отверстием диаметром 4,3 мм; высота втулок — 15 мм (4 шт.). Реле крепят к плате гай­кой, под которую необходимо вложить шайбу из электро­изоляционного материала. В отверстия платы, обозначен­ные цифрами 1—8, впаи­вают по отрезку провода МГШВ сечением 1 мм² и разной длины в зависимости от места расположения платы до места расположения питания и к панели с кнопками. Собранную и проверенную в работе печатную плату необхо­димо покрыть несколькими (4) слоями лака, напри­мер, УР231. Плату крепят в алюминиевом или пластмассовом корпусе. Между платой и корпу­сом пульта устанавливают втулки таким образом, чтобы отверстия втулок совпали с крепежными отверстиями в плате и корпусе.

Закрепляют плату на корпу­се пульта тремя шурупами диаметром 4 и длиной 10 мм. Под головки шурупов следует подложить шайбы из электроизоляционного материала.

Свободные концы всех про­водов платы согласно схеме, показанной на рис. 1, соединяют с разъемами источника питания и панели с кнопками, и тщательно изолируют место пайки.

3 Расчет механической прочности платы

Компоновка конструкции способ размещения в определенном пространстве комплектующих элементов и их связей. Компоновку конструкции можно разделить на два уровня: функционально каскадный и функционально узловой. Необходимо минимизировать объем конструкций и ее вес, при сохранении точности выполнения основных функций. Учитывая то факт, что проектируемое изделие содержит одну плату, выбираем функционально каскадный метод, включающий в себя замену одного или нескольких элементов на плате, то есть низшим звеном компоновки конструкций функционально каскадному методу является ЭРЭ.

Выбираем наиболее приемлемы для условия эксплуатации данного изделия вариант конструкции печатной платы, которая приводится на рисунке ….

S₁’;S₁ -зона внедрения;

S₂’;S₂- зона коммутации и контроля;

S₃- зона функциональная.

Расчет габаритов печатной платы.

Таблица … - типовые размеры, количество ЭРЭ

Тип элементов	Размеры (мм)	Количество (шт.)
Резисторы
С2-33	6X3	7
С2-22	10X6	1
Конденсаторы
К50-35	10мм2	5
К10-17	6Х3	5
Микросхемы
К561ЛА7	19,5Х6,5	1
К561ТМ2	19,5Х6,5	1
КР1157ЕН502А	12Х4	1
Транзисторы
КТ315Б	7Х3	1
КТ361Б	7Х3	1
Диоды
КД105Б	6Х2	2
КД522Б	2Х2	1
Д814Б	12Х5	1

1. Определим общую площадь занимаемых элементов.

n- количество элементов

2.Определим площадь платы

1. Определяем коэффициент заполнения

Габаритные размеры печатной платы лежа в пределах регламентируемых ГОСТ 10317-79.

Соотношение размеров сторон печатной платы не более 3/1. размеры должны быть кратными 2,5 при L=100мм. Диаметр монтажных отверстий должны выбираться из ряда 0,4; 0,5; … через 0,1 до 3-х мм, за исключением 1,9; 2,9мм. Центр отверстий должны располагаться в узлах координатной сетки.

Печатная плата расположена в корпусе и закреплена в 4-х точках.

a – длина платы 0.1 м;

b – ширина платы 0.06 м;

h – толщина платы 0.0015 м;

ρ – плотность платы 1.83 г/см³;

Е – модуль Юнга 2*10⁹;

ع - коэффициент Пуассона 0.22

1. Найдем соотношение сторон платы

β=a/b=1

1. Рассчитаем вспомогательный коэффициент α₁

α₁=9.87· (1+β²)=9.87· (1+1²)=11.87

1. Рассчитаем цилиндрическую плоскость платы

1. Определяем массу элементов, установленных на печатной плате

Таблица … масса элементов, располагаемых на печатной плате

Тип элементов	Количество (шт)	Масса одного элемента (гр.)	Общая масса
Резисторы
С2-33	6	0.6	3.6
С2-22	2	0.5	1.0
Конденсаторы
К50-35	1	1.2	1.2
К10-17	8	0.8	6.4
Микросхемы
К561ЛЕ5	1	1.1	1.1
К561ЛЕ5	1	1.1	1.1
Транзисторы
КТ818Г	3	1.1	3.3
Диоды
КД510А	2	0.4	0.8
КД510В	2	0.5	1.0

8. Определяем массу платы

1. Определяем приложенную массу к площади печатной платы

1. Определяем частоту основного тона колебания

1. Рассчитываем стрелу прогиба

α'₁= α'_доп·a²=0.01·55·10^-3=0.55·10^-3 (м)