lab_work (739232), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

уголка совокупность тумблеров для имитации дискретных сигналов.

Схема собиралась посредством соединения гибкими проводами

электронных компонентов вставляемых в сокеты или на "весу" мето-

дом пайки. Контроль параметров собранных схем производили с ис-

пользованием цифрового комбинированного прибора В7-40, осцилог-

рафа С1-93 и частотомера Ч3-64.

Процесс настройки включал замену частотозадающих, токо-

задающих и других компонентов электрических принципиальных схем,

с целью достижения требуемого для нашего изделия режима их ра-

боты, которые иногда приводили к существенному изменению базовой

принципиальной электрической схемы. О большинстве сделанных изме-

нений и доработок мы упоминали в предыдуших разделах, но ограни-

чивались приведением лишь принципиальных электрических схем в их

окончательном виде. Поясним последствия таких изменений на приме-

ре блока индикации и управления.

В процессе макетирования блока индикации (рис. 15) мы стол-

кнулись с проблемой недостаточно яркого и контрастного свечения

семисегментных матриц АЛС324А, проявившемся в плохой видимости

отображаемых на табло цифр в хорощо освещенном помещении и в не-

одинаковости как интенсивности их свечения, так цвета (от бледно

зеленого до насыщенно зеленого). Поэтому мы заменили семь семисег-

ментных матриц АЛС324А на два четырехразрядных цифровых индика-

тора CA56-21GWA импортного производства (фирма Kingbright), каж-

дая из которых включает в себя 4 семисегментные матрицы с разде-

лительным двоеточием между парами цифр, так как она ориентирована

на индикацию показаний времени (минуты : секунды). К сожалению, в

отделе "Радиотовары", в котором мы их приобрели, не было информа-

ции не только о ее параметрах, но и о цоколевке. Имеется советский

аналог этого индикатора -АЛ329 (А, Б, Ж или И) [16], в соста-

ве которого отсутствует двоеточие. Однако, советский аналог имел

14 выводов, а импортный 12 и мы определили цоколевку GA56-21GWA

методом подбора, подавая поочередно питание в 5 В, через резистр

600 Ом для защиты чипа от токовой перегрузки, на различные пары

выводов и отслеживая загорание ее сегментов. Определенная нами

цоколевка представлена на рис. 17.

Кроме достижения высокой четкости, контрастности, яркости и

однородности свечения цифр, мы получили дополнительную возможность

обозначения выполняемой в данный момент ОЭВМ КР1816ВЕ51 команды

пользователя, так как микросхема позволяет отображать верхнюю и

нижнюю точку двоеточия отдельно. Таким образом каждая из точек бу-

дет соответствовать одному из возможных режимов работы аналитических

весов: взвешивание тары "ТАРА", опрос внутренней температуры анали-

тических весов "t°C", однократное взвешивание "ОДНОКРАТНО" и много-

кратное взвешивание с усреднением результата "МНОГОКРАТНО".

Однако, вследствие особенности подключения этих индикаторов

(с общим катодом), принципиальная электрическая схема блока инди-

кации (рис. 17) изменилась, как впрочем, и протокол программного

вывода отображаемых на табло цифр. Такие изменения обусловлены изме-

нением полярности подключения: у АЛС324А - общий анод, а у

CA56-21GWA - катод. Микросхема К564ИК2 не подходит для непосред-

ственного обслуживания вывода на индикаторы CA56-21GWA, предпочти-

тельнее была бы микросхема К514, К531, К555 (ИД2, ИД18 - дешифратор

4-разрядного двоичного кода в сигналы семисегментного кода с общим

катодом [16]) или их импортные аналоги. Мы смогли найти только

микросхему КР514ИД2, недостатком которой является невозможность де-

шифрирования шести букв (A, B, C, D, E и F) гексодецимального ис-

числения, при помощи которых можно было бы выдавать на табло пояс-

няющие надписи, например, "BEC".

Усовершенствованная принципиальная электрическая схема блока

индикации представлена на рис. 17. В этой схеме двоичный код цифры,

поступающий с выводов P2.0 ... P2.3 ОЭВМ КР1816ВЕ51, дешифрируется

в сигналы семисегментного индикатора микросхемой D1, которые через

токоограничивающие резисторы R2 ... R8 поступают на соответствующие

входы многозначных семисегментных сборок D2 и D3. Выбор разряда сбо-

рок D1 и D2, на которую будет выдана цифра, производится с выводов

P1.1 ... P1.7 ОЭВМ. Представленная на рис. 17 схема дополнена дву-

мя сигналами управления индикацией выполняемой в данный момент опе-

рации. Так например для отображения верхней точки индикатора D2 не-

обходимо активизировать с выводов ОЭВМ состояния сигнала P1.3 и

сигнала PC7 параллельного перефирийного адаптера КР580ВВ55А, а для

индикации нижней точки - P1.4 и PC7, соответственно.

Для того, чтобы обеспечить ровное свечение всех отображаемых

на индикаторе семи цифр и четырех режимов, с точки зрения устрой-

ства глаза человека, необходимо каждую из них выдать на табло не

менее 24-х раз в секунду (то есть с частотой f = 24 Гц) . Тогда вре-

мя между двумя отображениями должно определяться по формуле

T

‑T = _____ ,

f

где: T - отрезок времени, равный секунде.

Тогда искомая величина времени составит

1000000 мкС

‑T = _____________ = 44,7 мС/Гц .

24 Гц

Поскольку на каждое переключение реле в процессе взвешивания

нам необходимо затратить 10 миллисекунд, то целесообразно програм-

мно организовать прерывания таймера T/C0 ОЭВМ КР1816ВЕ51 именно с

этой периодичностью, совместив процесс взвешивания и управления

подбором цифрового значения веса в подпрограмме обработки этого

аппаратного прерывания. Причем, в этой подпрограмме нужно будет

выдать значения двух цифр, например сразу после вхождения в под-

программу включить отображение одной цифры, выполнить включение

реле в нужной комбинации, обработать приращение таймера, включив

или выключив светодиод "Работа", затем выключить свечение первой

и выдать на индикатор вторую, завершив аппаратное прерывание.

При таком подходе нечетные цифры будут светиться время, рав-

ное времени обработки аппаратного прерывания таймера T/C0, а чет-

ные 10 миллисекунд с интервалом повторного зажжения через время

не превышающее вычисленного значения ‑T.

Завершив макетную отладку отдельных блоков аналитических

весов и убедившись в долговременной и надежной их работе мы присту-

пили к сборке их в единое изделие.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЕЧАТНЫХ МОНТАЖНЫХ СХЕМ

Современный способ сборки электрических принципиальных схем -

изготовление фиксированной основы схемы в виде совокупности провод-

ников, соединяющих выводы ее радиокомпонентов, прочно связанных с

основанием, на которое они и прикрепляются методом пайки [17]. Эта

технология называется печатным монтажом. В качестве основы печатной

монтажной схемы используют листы гетинакса или стеклотекстолита с

одно- или двухсторонним покрытием медной фольгой, выпускаемых про-

мышленностью.

Проводники ("дорожки") располагают на одной или с обеих сто-

ронах печатной платы с таким расчетом, чтобы они соединяли нужные

компоненты электрической принципиальной схемы по кратчайшим рассто-

яниям. Количество и размеры компонентов принципиальной электричес-

кой схемы определяют необходимый размер печатной монтажной платы.

Организационно, мы решили разделить принципиальную электри-

ческую схему, подлежащую переносу на печатную монтажную плоскость,

на три модуля: на модуль управления и индикации с его расположени-

ем в передней торцевой части весов, на модуль управления с установ-

кой его в заднем, хорошо проветриваемом отсеке, и устройство взве-

шивания с блоком питания - в нижней части изделия, для придания ана-

литическим весам устойчивости. Поэтому мы должны были изготовить две

печатные монтажные плоскости, предусмотрев соединение их между со-

бой и с блоком питания при помощи гибких многопроводных жгутов, а

для удобства настройки и ремонта - соединение жгутов с платами при

помощи разьемов( МРН14-1 для соединения процессорного модуля с

блоком питания и перефирийным оборудованием: устройством взвешива-

ния и датчиком подъема веса; МРН32-1 для сопряжения процессорного

модуля с модулем управления и получения питающего напряжения в 5

Вольт). Такая конструкция позволит без хлопот произвести отсоеди-

нение любого модуля для настройки или ремонта.

Процесс вычерчивания печатных монтажных плат очень сложный,

поэтому мы возложили его на имеющуюся у нас программу ORCAD для

компьютера IBM. Введя наименования всех использованных нами ком-

понентов принципиальной электрической схемы, дополнив библиотеку

описанием отсутствующих в ее составе компонентов (CA56-21GWA), объ-

явив, по определенной методике, соединения их друг с другом и дек-

ларировав требуемый размер печатной монтажной платы мы получили

ее изображение на принтере в масштабе 1:1. Правда, мы не останав-

ливаемся на том, что были предприняты значительные усилия для сни-

жения числа дорожек, переходящих с одной стороны печатной платы

на другую, так как только в условиях специализированного производ-

ства возможно коммутирование таких переходов методом металлиза-

ции [17], а нам пришлось бы делать их методом пайки.

Наша школа не располагает графопостроителем планшетного типа

и нам не удалось найти его ни в одной из организаций города для

того, чтобы автоматизировать процес рисования печатной платы. Эта

работа была выполнена нами вручную в следующей последовательности:

1) к двусторонне фольгированному листу гетинакса мы скотчем

прикрепили распечатку монтажной платы, полученную на принтере, и

дрелью просверлили отверстия в местах крепления электронных ком-

понентов или перехода дорожек с одной стороны платы на другую;

2) диаметр отверстий выбирался с таким расчетом, чтобы в них

без дополнительных усилий можно было бы вставить выводы соответст-

вующих радиодеталей принципиальной электрической схемы;

3) наждачной бумагой с мелкой зернистостью зачистили обе

стороны фольги платы от окисных пленок и заусенцев со стороны вы-

ходе сверла из нее;

4) нитрокраской, используя рейсфедер и линейку, нанесли

дорожки печатной платы, ориентируясь по просверленным заранее

отверстиям и устраняя ошибки растворителем или зачисткой при по-

мощи лезвия для безопасного бритья;

5) просушили плату и обезжирили обе ее поверхности при по-

мощи обыкновенного ластика;

6) удалили всю фольгу с поверхности гетинакса, не защищен-

ную нитрокраской, поместив плату в раствор хлорного железа ("про-

травили" [17]);

7) проверили качество травления, расделяя, при необходимос-

ти, ложные близкорасположенные и плохо протравленные цепи при помо-

щи хирургического скальпеля или острой заточки;

8) удалили защитную краску с поверхностей платы растворите-

лем и зачистили полученные дорожки наждачной бумагой;

9) облудили дорожки хорошо разогретым паяльником, предвари-

тельно обезжирив их паяльной кислотой, для защиты от коррозии и

облегчения процесса пайки к ним компонентов электрической схемы.

После этого, мы собирали схему по отдельным блокам на печат-

ной монтажной плоскости, соединяя выводы ее электронных компонен-

тов с дорожками платы методом пайки, настраивая или устраняя до-

пущенные в процессе изготовления платы ошибки (ложные цепи между

близко расположенными дорожками, восстановление пропущенных в про-

цессе рисовки дорожек при помощи проложения их тонкими гибкими про-

водниками и так далее). Пайку производили оловом с использованием

канифоли для снятия окисных пленок с выводов электронных компонен-

тов и мест пайки печатной монтажной схемы электропаяльником ЭПСН-

25. Для сборки монтажной печатной схемы использовали только эле-

менты, проверенные в процессе макетирования. После завершения про-

цесса сборки обе плоскости печатной монтажной платы были очищены

от остатков канифоли этиловым спиртом, чтобы избежать прохождения

токов по "ложным цепям" через брызги олова в накипях канифоли.

КОНСТРУКЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОННЫХ ВЕСОВ

Характеристики

Список файлов реферата