Индикатор уровня заряда батареи (стр. 1 из 3)

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРТСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ электроники и математики

Кафедра "Радиоэлектронные и телекоммуникационные устройства и системы"

Индикатор уровня заряда батареи

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

МИЭМ 7.102.004

Студент гр. РС-62

Белик Г. А.

Консультант

Кечиев Л.Н.

_________________(подпись)

_____________(дата)

2007г.

Оглавление

1.Введение.............................................................................................................................................................................................. 2

2. Задание на проект............................................................................................................................................................................ 2

2.1. Схема принципиальная электрическая............................................................................................................................. 2

2.2. Конструкторско-технологические требования............................................................................................................... 3

3. Обоснование конструкции устройства....................................................................................................................................... 3

3.1. Описание и анализ принципиальной электрической схемы........................................................................................ 4

3.2. Способ компоновки................................................................................................................................................................. 4

3.3. Характеристика элементной базы...................................................................................................................................... 5

3.4. Выбор материалов для изготовления печатного узла.................................................................................................. 6

3.5. Межсоединения........................................................................................................................................................................ 7

3.6. Установка радиоэлементов на плате................................................................................................................................. 7

3.7. Расчет компоновочных параметров печатного узла..................................................................................................... 8

4. Расчет параметров печатных проводников.............................................................................................................................. 9

4.1. Исходные данные..................................................................................................................................................................... 9

4.2. Расчет основных конструкторских параметров печатной платы............................................................................. 9

4.3. Расчет электрических параметров печатной платы................................................................................................... 11

4.4. Расчет компоновочных параметров печатной платы................................................................................................. 12

1. Введение

Целью выполнения настоящего проекта является изучение методов практического конструирования функциональных узлов (ФУ) микроэлектронной аппаратуры на печатных платах. Особое внимание уделяется ознакомлению с нормативной конструкторской документацией и приобретению навыков ее применения.

2. Задание на проект

2.1. Схема принципиальная электрическая

Технические характеристики:

Рабочий диапазон: 2,5…18 В.

Максимальный потребляемый ток, не более: 20 мА.

Ориентировочный размер печатной платы: 40х20 мм.

Краткое описание:

Индикатор состоит из трех простейших пороговых элементов:

- VD1, VD2;

- VD3, VT1;

- VD5, VD6, VT2.

Светодиоды VD1, VD4, VD7, являются индикаторами и показывают уровень напряжения бортовой сети автомобиля. Резисторы R1, R2, R4 ограничивают ток через диоды, а R3, R5 обеспечивают необходимое напряжение смещения на базах транзисторов VТ1 и VТ2.

Элементная база:

Позиция	Характеристика	Наименование и/или примечание	Кол.
R1, R2	680 Ом	Голубой, черный, коричневый	2
R3, R5	10 кОм	Коричневый, черный, оранжевый	2
R4	100 Ом	Коричневый, черный, коричнев.	1
VD1	LED 5 mm Y	Светодиод желтого свечения	1
VD2	КД522Б	1
VD3	Zener 12 V	Стабилитрон	1
VD4	LED 5 mm G	Светодиод зеленого свечения	1
VD5, VD6	Zener 6.8 V	Стабилитрон	2
VD7	LED 5 mm R	Светодиод красного свечения	1
VT1, VT2	ВС547	2
A802	43х20 мм	Печатная плата	1

Принципиальная схема:

2.2. Конструкторско-технологические требования

Тип производства – массовое.

Климатические факторы внешней среды – индикатор предназначена для работы при температуре внешней среды от +5 до +30°С и относительной влажности воздуха до 80% при температуре +25°С. При хранении воздействует среда от -5°С до +50°С и влажность до 80%.

Для обеспечения массового производства с наименьшими производственными затратами индикатор должен быть реализован на печатной плате. Печатная плата должна соответствовать:

1) ГОСТ Р 50621-93 (МЭК 326-4-80). Платы печатные одно- и двусторонние с неметаллизированными отверстиями. Общие технические требования.

2) ГОСТ 23751-86. Платы печатные. Параметры конструкции.

3) ГОСТ 10317-79. Платы печатные. Основные размеры.

3. Обоснование конструкции устройства

3.1 Описание и анализ принципиальной электрической схемы

Светодиоды VD1, VD4, VD7 являются индикаторами и показывают уровень напряжения бортовой сети автомобиля. Резисторы R1, R2, R4 служат для ограничения тока через диоды, a R3 и R5 обеспечивают необходимое напряжение смещения на базах транзисторов VT1 и VT2.

При подаче на индикатор напряжения бортовой сети автомобиля загорается светодиод VD1, что говорит о наличии минимального напряжения. При работающем двигателе и исправно функционирующем реле-регуляторе на базу транзистора

VT1 приходит напряжение, достаточное для его открывания и зажигания светодиода VD4, индицирующего нормальное напряжение в сети и оптимальный ток заряда аккумулятора. При выходе из строя реле-регулятора или иной поломке на базу транзистора VT2 поступает повышенное напряжение, достаточное для его открывания и зажигания светодиода VD7, индицирующего превышение допустимого напряжения и тока заряда. При этом светится и светодиод VD4.

Работа с индикатором очень проста. Отрицательный вывод тестера необходимо соединить с корпусом автомобиля. Включение одного из светодиодов при касании щупом соответствует наличию положительного напряжения в проверяемой электрической цепи, в противном случае, на проверяемую цепь не поступает положительное напряжение или произошло короткое замыкание на корпус.

Следует иметь в виду, что проверяемые цепи могут иметь внутреннее сопротивление (обмотки реле, лампы, переходные сопротивления в соединениях). В этом случае по яркости свечения светодиодов можно судить как о величине этого сопротивления, так и об исправности элементов оборудования.

3.2 Способ компоновки

Разработка конструкции индикатора производится на основании требований технического задания и проведенного анализа схемы электрической принципиальной.

При разработке конструкции устройства выбирается и обосновывается способ компоновки, вид монтажа, способ защиты от воздействия климатических факторов, выбор унифицированных и стандартизированных узлов и деталей, выбор флюсов и припоев для монтажа.

В основу выбора способов компоновки положены требования ТЗ о массовом типе производства, следовательно, прибор должен быть рассчитан на производство в большом количестве в условиях оснащенного производства с применением современного оборудования и высокой технологии. Современные предприятия массового производства РЭА, как правило, имеют технологические линии для производства печатного монтажа, а также оборудование и технологию нанесения защитных покрытий, контроля качества, тренировки и испытания РЭА и изделия в целом.

На основании изложенного при конструировании мы выбираем способ компоновки с применением печатной платы и печатного монтажа.

Печатная плата, служащая основой для установки на ней радиоэлементов, представляет собой электроизоляционную плату с отверстиями для установки в них выводов радиоэлементов и систему проводников между ними, соответствующую схеме электрической принципиальной.

С целью оптимизации и минимизации индикатора принята односторонняя печатная плата (ОПП). С одной стороны устанавливаются радиоэлементы, а с другой стороны расположены только проводники.

3.3. Характеристика элементной базы

Для разработки конструкции устройства необходимы конструктивные параметры элементов, требования к их монтажу, предмонтажной подготовке и т.п. Все эти сведения приведены в ТУ на элементы. Производим выбор конструктивных параметров и сводим их в таблицу.

Наименование	Кол.	Конструкционные параметры, мм	Диапазон температур, °С
Диоды
КД522Б	1	см. рисунок 2	-65…+150
Резисторы
C2-23-0,125 -680 Ом	2	DxLxd:2,0 x 6 x 0,7	-55…+125
C2-23-0,125 -10 кОм	2	DxLxd:2,0 x 6 x 0,7	-55…+125
C2-23-0,125 -100 Ом	1	DxLxd:2,0 x 6 x 0,7	-55…+125
Светодиоды
АЛ102ДМ крас	1	см. рисунок 1	-30…+85
АЛ102ВМ зел	1	см. рисунок 1	-30…+85
ЗЛ341Д желт	1	см. рисунок 1
Стабилитроны	1
1N4736 6,8 V	2	см. рисунок 3	-55…200
1N4742A 12V	1	см. рисунок 3	-55…200
Транзисторы
BC547	1	см. рисунок 4

Рисунок 1. Параметры светодиодов.

Рисунок 2. Параметры диода КД522Б

Рисунок 3. Параметры стабилитронов 1N4736 и 1N4742A