6. Розрахунок теплового режиму
Метою даного розрахунку є перевірка необхідності використання додаткових елементів (радіаторів) для розсіювання тепла, що виділяється елементами схеми.
Розрахунок теплового режиму для контролера АТ89С2051 і АТTINY2313.
Контролери мають наступні параметри (таблиця 6.1):
Таблиця 6.1 Параметри мікроконтролерів
Контролер | Струм споживання Iспож, мА | Напруги U, В | Припустима температура кристала мікросхеми Tдоп. ºС | Тепловий опір пластмасового корпусу Rтепл. пл. ºС / Вт |
АТ89С2051 | 25 | 6,6 | 85 | 110 |
АТTINY2313 | 20 | 5,5 | 85 | 110 |
Отже розсювана потужність:
PрозАТ89С2051= I. U = 6,6.25 = 165 (мВт)
PрозАТTINY2313= I. U = 5,5.20 = 110 (мВт)
Для розрахунку приймемо максимальну температуру з технічного завдання Tокр..= 40 ºС.
Розрахуємо температуру кристала:
Tкр. =Tокр..+ Pрас. × Rтепл. пл | (6.1) |
Tкр АТ89С2051.= 40 + 0,165 ×110 = 58,15ºС
Tкр АТTINY2313.= 40 + 0,11 ×110 = 52,1ºС
Оскільки Tкр. < Tдоп., то корпус мікросхеми розсіює задану потужність без перегріву і в додаткових засобах тепловідводу потреби немає.
7. Розрахунок на віброміцність
Віброміцність - здатність пристрою протистояти протягом терміну служби прискоренням, що виникають при руйнівній дії вібрації в заданих діапазонах частот.
Вібростійкість - здатність пристрою виконувати свої функції в умовах вібрації в заданих діапазонах частот і прискореннях, що виникають при цьому.
Визначимо віброміцність спроектованої ДП зі склотекстоліту розміром 80×62.5×1,5 мм. Вважаємо, що радіоелементи на ДП розміщені рівномірно.
1. Визначення маси ДП і маси ЕРЕ:
mпп = abδппρст, | (7.1) |
де a, b - геометричні розміри плати (а = 0,08 м, b = 0,0625 м); δпп – товщина ДП (δст = 1,5 мм); ρст – щільність склотекстоліту (ρст = 2050 кг/м3);
mпп = 0.0625.0.08.0.0015.2050 =15,4 10-3 кг = 15,4 г.
Конструктивні елементи представлені в таблиці 7.1.
2. Визначимо коефіцієнт впливу Кв, що враховує співвідношення маси ЕРЕ й маси плати:
(7.2) |
3. Визначимо, коефіцієнт α, вважаючи, що ДП шарнірно опирається по контуру:
, | (7.3) |
де a, b - геометричні розміри плати, а = 0,08 м, b = 0,0625 м
Таблиця 7.1 Розрахунок загальної маси елементівНайменування елемента | Тип елемента | Кількість, шт. | Маса, г |
1 | 2 | 3 | 4 |
Діоди | 1N4007 | 7 | 7*0,24 = 1.68 |
1N4148 | 2 | 2*0,24 = 0,48 | |
Стабілізатор | 78L05 | 1 | 3 |
Конденсатори | |||
- електролітичні | ECR | 2 | 2*1,2 = 2,4 |
- керамічні | C 0603 | 10 | 10*0,3 = 3 |
Резистори | R 0805–0,125Вт | 19 | 19*0,25=4,75 |
Мікроконтролер | АТ89С2051 | 1 | 4 |
ATTINY2313 | 1 | 4 | |
Кварцовий резонатор | KX-3Н | 1 | 4 |
HC 49U | 1 | 4 | |
Світлодіоди | GNL-014SRD, GNL-3014 | 2 | 2*0,15=0,3 |
Перемикачі | SWD 1–4 | 1 | 3 |
Кнопки | PS580L/N | 1 | 3 |
Транзистори | 2N3904A | 2 | 2*0,35=0,7 |
BSS295 | 2 | 2*0,35=0,7 | |
Роз’єми | PLS-6 | 1 | 2 |
PLS-8 | 1 | 3 | |
STB 1–12 | 1 | 5 | |
Батарея | Крона | 1 | 10 |
Σ | 59,01 |
4. Визначимо циліндричну жорсткість:
(7.4) |
де Е – модуль Юнга, Е = 3.02.1010 Па;
μ - коефіцієнт Пуасона, μ =0.22.
(Н∙ м)
5. Визначимо частоту власних коливань:
(7.5) |
де g – прискорення вільного падіння, g=9.8 м/с2;
- питома вага 2,05.
(Гц)
6. Визначимо амплітуду вібрації на частоті власних коливань:
, | (7.6) |
де n - коефіцієнт перевантажень; при n = 8g:
(мм)
Таблиця 7.1
n | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
A | 0,002 | 0,003 | 0,004 | 0,005 | 0,006 | 0,007 | 0,0081 | 0,0091 | 0,01 |
7. Визначимо коефіцієнт динамічності, що показує в скільки разів амплітуда змушених коливань, відрізняється від амплітуди коливань на власній частоті:
(7.7) |
де ε - коефіцієнт загасання, ε = 0.06, f - частота вібрації (f = 50 Гц);
8. Визначимо динамічний прогин:
, | (7.8) |
При й
(мм)
9. Визначимо еквівалентне рівномірне розподілене динамічне навантаження:
, | (7.9) |
де коефіцієнт С1 розраховується за таким виразом:
10. Максимальний розподілений згинальний момент:
, | (7.10) |
де коефіцієнт С2 розраховується за таким виразом:
(Н)
11. Визначимо припустиму напругу для ДП із склотекстоліту:
, | (7.11) |
де sT - границя витривалості матеріалу ДП (для склотекстоліту sT = 105 МПа); [ns] - припустимий запас міцності [ns] = 2.
МПа
12. Перевіримо виконання умови віброміцності для друкованої плати:
, | (7.12) |
МПа < (МПа)
Остаточний розрахунок підтвердив, що ДП не потребує додаткових опор, амортизаторів або інших елементів, необхідних для зменшення перевантажень при вібраціях.
... слід враховувати при організації обробки даних, побудові комп'ютерних інформаційних систем, виборі варіантів технології розв'язування тих чи інших економічних задач. 2 Інформаційно-правова система Організаційно впорядкована сукупність нормативно-правових документів (масивів док-тів), за допомогою яких суб'єкт управління (орган, посадова особа), застосовуючи інформаційні технології, у т. ч. ...
... розробленого GSM/GPS/GPRS мобільного терміналу охоронної системи для автомобіля та визначимо його основні функціональні характеристики. Призначення Розроблений пристрій – мобільний термінал охоронної системи для автомобіля – відноситься до апаратури спеціального призначення і характеризується рядом підвищених вимог щодо надійності, працездатності та захисту від несанкціонованого доступу. Ці ...
... по захисту інформації (маючих відповідний сертифікат); перевірки відповідності засобів обчислювальної техніки, програмного забезпечення, засобів зв'язку й АС в цілому установленим вимогам по захисту інформації (сертифікація засобів обчислювальної техніки, засобів зв'язку й АС); здійснення контролю по захисту інформації. Стаття 11. Встановлення вимог і правил по захисту інформації Вимоги і ...
... джерелом живлення і об'єднаний з мініатюрним радіопередавачем сигналів тривоги. Приймальна станція контролює до 99 датчиків. Фірма Sensor Electronics (Великобританія)випускає різні | бистророзгортувальні |периметральні| системи з пасивними ІЧ-ДАТЧИКАМИ|. На рис.25 показана одна з таких систем — портативний комплекс AutoGuard. Система містить в своєму складі від 8-ми до 24-х бездротових ІЧ- ...
0 комментариев