Отчет по курсовой работе разработка конструкции и технологии изготовления кодового замка


НазваниеОтчет по курсовой работе разработка конструкции и технологии изготовления кодового замка
страница1/4
Дата публикации05.06.2013
Размер0.5 Mb.
ТипОтчет
userdocs.ru > Физика > Отчет
  1   2   3   4
Министерство Профессионального и общего образования Российской Федерации

Московский Авиационный Институт

( Научно-исследовательский институт)

ОТЧЕТ ПО КУРСОВОЙ РАБОТЕ

Разработка конструкции и технологии изготовления кодового замка

Научный руководитель

каф. № 404. ________ ____________ Шишков А.Н.

(подпись) (дата)

Выполнил студент

группы 04-317 ________ ____________ Давыдов Д.Д.

(подпись) (дата)

Москва, 2011

Реферат

Отчет 44 с., 1ч., рис.20, табл.17, источников 4.

Объектом исследования является кодовый замок, устанавливаемый на тонких стенках или перегородках.

Цель работы – разработка комплекта конструкторско-технологической документации на изготовление кодового замка. Объектом установки разрабатываемого блока устройства будут являться тонкие стенки или перегородки.

Задачами разработки являются: схемотехническая отработка конструкции, разработка конструкции, оценка показателей качества и оформление конструкторской документации.

В процессе работы теоретически доказан выбор элементной базы, рассчитаны массогабаритные характеристики, надежность, вибропрочность и тепловая модель, выбрана система охлаждения и разработан комплект необходимых чертежей.

В результате работы был разработан фрагмент конструкторской документации на совместной стадии эскизного и технологического проектирования.

Степень внедрения - результаты работы могут использоваться в массовом производстве, как модификация существующих приборов.

Область применения - применятся в бытовой аппаратуре.

Экономическая эффективность - малая стоимость, удобство с точки зрения эргономики.

Содержание

Введение

4

Техническое задание на разработку конструкции изделия

5

Анализ технического задания

8

Анализ схемы по постоянному току

9

Выбор элементной базы

11

Анализ элементной базы

21

Расчет ожидаемых массогабаритных характеристик

22

Выбор системы охлаждения.

24

Расчет площади печатной платы и определение ее типоразмера

26

Разработка конструкции печатной платы

29

Разработка конструкции блока

31

Оценка показателей качества

32

Тепловое моделирование и расчет теплового режима конструкции

32

Расчет вибропрочности

Расчет надежности изделия

38

40

Заключение

42

Список используемых источников

43









Введение

Цель работы – разработка комплекта конструкторско-технологической документации на изготовление кодового замка. Объектом установки разрабатываемого блока устройства будут являться тонкие стенки или перегородки.

Задачами разработки являются: схемотехническая отработка конструкции, разработка конструкции, оценка показателей качества и оформление конструкторской документации.

В рамках курсового проекта производится схемотехническая обработка конструкции, разработка конструкции изделия, оценка показателей качества конструкции, расчет показателей вибропрочности и расчет конструкции изделия.
^ 1 Техническое задание на разработку конструкции изделия
1.1 Наименование и области применения

Наименование изделия – кодовый замок на микроконтроллере.

Предназначено для защиты помещений от несанкционированного вскрытия.
1.2 Основание для разработки

Основанием для разработки служит задание на курсовое проектирование, выданное кафедрой №404
1.3 Цель и задачи разработки

Целью разработки служит комплект конструкторско-технологической документации на кодовый замок.

Задачами разработки являются:

  • схемотехническая отработка конструкции;

  • разработка конструкции изделия;

  • расчет показателей качества конструкции;

  • оформление схемной и конструкторской документации.


1.4 Источники разработки

1.4.1 Литературные источники

Журнал «Радио», 2007г, №11 стр.50

1.4.2 Конструкторские аналоги

Аналогов нет

1.5 Технические (тактико-технические) требования

1.5.1 Состав изделия и требования к конструкции

Изделие должно удовлетворять следующим требованиям:

  • кодовый замок должен быть выполнен в виде блока;

  • устройство должно собирается в пластиковом корпусе;

  • устройство должно быть предназначено для установки на тонких стенках или перегородках;

  • на сторону корпуса, обращенную на улицу, должна быть вынесена клавиатура (11 клавиш) и светодиод;

  • на сторону корпуса, которая обращена в сторону помещения, должна быть вынесена кнопка “Открыть” и кнопка перезагрузки микроконтроллера;

  • должны быть предусмотрены выводы для соединения с аккумулятором;

  • должны быть предусмотрены выводы для соединения с электромагнитом;

  • габаритные размеры блока должны быть не более (Д*Ш*В) 200*100*200 мм;

  • масса блока должна быть не более 1кг.


1.5.2 Показатели назначения

Источник питания устройства:

- источник постоянного тока напряжением 10..15 В.

- Перед открытием замка необходимо, ввести четырехзначный код ,с интервалом нажатия не более 3с.

- Если интервал превысит 3с ,то должен прозвучать сигнал с уменьшающейся частотой, и код необходимо ввести заново.

-Перед открытием замка должен прозвучать сигнал соответствующий сигналу нажатия клавиш, но большей длительности.

1.5.3 Требования к надёжности

Изделие со средней долговечностью: минимальная наработка на отказ 5500 часов. Величина прогиба печатной платы должна быть не более .
1.5.4 Требования к уровню унификации и стандартизации

Обеспечить максимальную степень использования стандартных элементов.
1.5.5 Требования к безопасности

Изделие должно быть электробезопасно в производстве и эксплуатации.

1.5.6 Эстетические и эргономические требования

По эстетическим и эргономическим показателям изделие должно отвечать требованиям, предъявляемым к бытовой аппаратуре.

1.5.7 Условия эксплуатации

Объектом установки изделия являются стационарные помещения (здания).

Категория размещения – (под навесом или на объектах), где колебания температуры или влажности несущественно отличаются от условий открытого воздуха. Исходя из этого факта, изделие должно сохранять работоспособность при следующих условиях окружающей среды:


  • температура: от минус 40 до +60 ºC;

  • влажность воздуха до 93% при температуре 25oС;

  • относительное давление от 61 до 111кПа;

  • вибрация до 30 Гц при ускорении 19,8 м/с²;

  • степень защиты IP55D.

1.5.8 Дополнительные требования

Ограничение: изделие должно быть выполнено на ПП.

1.5.9 Требования к транспортировке и хранению

Транспортировка изделия должна производиться всеми видами транспорта без ограничения расстояния в специальной упаковке.

1.6 Стадии разработки

Разработка изделия в себя включает:

  • получение задания на разработку;

  • разработка ТЗ на изделие;

  • анализ ТЗ;

  • расчеты;

  • выполнение чертежей;

  • сдача выполненной работы на проверку;

  • защита.

1.7 Комплектность документации

Документация должна в себя включать:

  • расчетно-пояснительная записка;

  • схема электрическая принципиальная;

  • топологический чертеж платы;

  • сборочный чертеж платы.

2 Анализ технического задания

2.1 Принцип работы и результаты его анализа

схема принципиальная(чертеж).png

Рисунок 1 - Электрическая принципиальная схема

2.1.1 Принцип работы

Код вводят поочередным кратковременным нажатием на цифровые кнопки. В подтверждение нажатия прозвучит короткий тональный сигнал пьезоизлучателя НA1, управляемого транзистором VT2. Диод VD1 предназначен для защиты транзистора VT1 от всплеска напряжения самоиндукции электромагнита. Если все условия ввода кода соблюдены, то на выходе RA0 микроконтроллера DD1 установиться высокий уровень, откроется транзистор VT1 и сработает электромагнит. Для открывания замка изнутри помещения нажимают на кнопку SB1 и удерживают ее до срабатывания электромагнита. Если замок не откроется, то необходимо нажать на кнопку SB2(перезагрузка) и снова нажать на кнопку SB1. При трехкратной ошибке ввода кода включиться светодиод, который покажет что опрос клавиатуры окончен(кроме SB1, SB2).

2.1.2 Результаты анализа работы

При проектировании печатной платы ФЯ следует учесть, что на входе схемы установлен стабилизатор DA1, который при необходимости надо будет установить на теплоотвод, мощность выделяемая на транзисторе VT1 также может превысить пороговую. В схеме имеется элемент, работающий на частоте 4МГц, однако этого недостаточно для создания помех соседним элементам при работе с цифровыми сигналами, соответственно никаких особых методов конструирования, учитывающих частотные свойства и экранирование, не требуется.

^ 3 Анализ схемы по постоянному току

После преобразования наша схема выглядит следующим образом:

схема.png

Рисунок 2 – Схема по постоянному току

Целью проведения анализа является определение величин падения напряжения и протекающих токов на каждом элементе схемы. Знание данных величин позволит определить выделяемые мощности.

При рассмотрении схемы по постоянному току принимают следующие допущения:

-величина входящих сигналов по постоянной составляющей мала;

-входное сопротивление выводов микросхем стремиться к бесконечности;

-выходное сопротивление стремиться к 0.

Напряжение подаваемое с аккумулятора:

Ток питающий микроконтроллер:

Рабочее напряжение на микроконтроллере:

Рабочее напряжение пьезоизлучателя:























Мощность выделяемая стабилизатором:

Мощность выделяемая микроконтроллером:

Полученные данные приведены в таблице 1.

^ Таблица 1



4 Выбор элементной базы


В схему входит 30 элементов: 6 резисторов, 3 конденсатора, 1 биполярный транзистор, 1 полевой транзистор, 1 диод, 1 микросхема, 1 пьезоизлучатель, 1 светодиод, 13 кнопок, 1 кварцевый резонатор, 1 стабилизатор и 1 клеммник разъемный. Все элементы кроме клеммника размещены на печатной плате из текстолита соответствующего размера. Клеммник разъемный -устанавливается на корпус.

4.1 Резисторы

Все резисторы заменены SMD аналогами. Тип чип резисторов 0805.



Рисунок 3 - Общий вид чип резистора и его размеры

Таблица 2

Элемент

Обозначение

Номинальное сопротивление (допуск ± 2%), Ом

Масса, г

Номинальная мощность, Вт

Рабочая температура, t°C

Размеры

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

R1

0805

100

0,0008

0,125

-55 ÷ + 125

2

1,25

0,5

R2

0805

10000

0,0008

0,125

-55 ÷ + 125

2

1,25

0,5

R3

0805

10000

0,0008

0,125

-55 ÷ + 125

2

1,25

0,5

R4

0805

10000

0,0008

0,125

-55 ÷ + 125

2

1,25

0,5

R5

0805

10000

0,0008

0,125

-55 ÷ + 125

2

1,25

0,5

R6

0805

10000

0,0008

0,125

-55 ÷ + 125

2

1,25

0,5


4.2 Конденсаторы

Все конденсаторы заменены SMD аналогами (алюминиевые электролитические чипы). h:\проектирование рэс\smd\конд.png

Рисунок 4 - Общий вид чип конденсатора и его размеры

Таблица 3

Элемент

Обозначение

Номинальная емкость (допуск ± 20%), Ф

Масса, г

Номинальное напряжение, В

Рабочая температура, t°C

Размеры

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

С1

B41121A4107M000

0,0001

0,00002

16

-40 ÷ + 105

7,8

6,6

5,5

С2

B41121A4476M000

0,000047

0,00002

16

-40 ÷ + 105

7,8

6,6

5,4

С3

B41121A4476M000

0,000047

0,00002

16

-40 ÷ + 105

7,8

6,6

5,4


4.3 Биполярный транзистор

Транзистор заменен SMD аналогом в корпусе SOT23.



Рисунок 5 - Общий вид элемента в корпусе SOT32

Таблица 4

Элемент

Обозначение

Uкбо макс, В

Uкэо макс, В

Iк макс, А

Рабочая температура, t°C

h21э мин

Fгр,

МГц

Максимальная рассеиваемая мощность ,Вт

Масса, г

Размеры

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

VT2

2SC3356

20

12

0,1

-65 ÷ + 150

50

7000

0,2

1,12

3,1

3

1,4

4.4 Полевой транзистор

Транзистор заменен SMD аналогом в корпусе SOT23. Общий вид элемента в корпусе SOT32 приведен на рисунке 5.

Таблица 5

Элемент

Обозначение

Uси, В

Iси макс, А

Uзи макс, В

Рабочая температура, t°C

Rси вкл, мОм

Pси макс, Вт

S,мА/В

Масса, г

Размеры

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

VT2

IRLML5203TRPBF


-20

-4,7

±20

-55 ÷ + 155

90

1,4

4000

1,1

3,05

2,5

1,11

4.5 Диод

Диод заменен SMD аналогом в корпусе DO-214AC.



Рисунок 6 - Общий вид чип диода и его размеры

Таблица 6

Элемент

Обозначение

Максимальное постоянное обратное напряжение, В

Максимальное импульсное обратное напряжение, В

Максимальный прямой (выпрямленный за полупериод) ток, А

Рабочая температура, t°C

Максимально допустимый прямой импульсный ток, А

VD1

S1J-E3/61T

600

600

1

-55 ÷ +150

40



Максимальный обратный ток, мкА 25гр

Максимальное прямое напряжение, В при 25гр.

Iпр, А

Максимальное время обратного восстановления, мкс

Общая емкость Сд, пФ

Масса, г

Размеры

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

5

1,1

1

1,8

12

0,7

5,28

2,79

2,29


4.6 Микросхема

Микросхема выполнена в корпусе SSOP и предназначена для поверхностного монтажа.



Рисунок 7 - Общий вид микроконтроллера

Таблица 7

Элемент

Обозначение

Ядро

Разрядность

Тактовая частота, МГц

Рабочая температура, t°C

Объем ROM-памяти

Объем RAM-памяти

Таймер

Размеры

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

DD1

PIC16F628A

PIC16FXX

8

20

-40 ÷ +85

2K

224

3 канала

8,18

7,34

1,98

4.7 Пьезоизлучатель

пьезоизлучатель kpi-1410http://www.symmetron.ru/suppliers/acoustics/gr/kpi-1410_c.jpg

Рисунок 8 - Общий вид пьезоизлучателя и его размеры

Таблица 8

Элемент

Обозначение

Номинальное напряжение, B

Рабочее напряжение, В

Максимальное токопотребление, мА

Рабочая температура, t°C

Резонансная частота, кГц

Масса, г

Размеры

Диаметр, мм

Высота, мм

HA1

KPI-1410

12

1,5

8

-40 ÷ +85

4

2

4,98

0,75


4.8 Светодиод



Рисунок 9 - Общий вид светодиода и его размеры

Таблица 9

Элемент

Обозначение

Номинальное напряжение, B

Интенсивность излучения, Лм

Длина волны, нм

Рабочая температура, t°C

Масса, г

Размеры

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

HL1

BL-LS0603UYC

2,15

6

583

-40 ÷ +85

0,9

1,6

0,8

0,8

4.9 Кнопки

Используется 13 кнопок фирмы Diptronics для поверхностного монтажа.



Рисунок 10 - Общий вид кнопки и ее размеры

Таблица 10

Элемент

Обозначение

Усилие нажатия, г

Ход, мм

Долговечность, циклы

Сопротивление замыкания, Ом

Масса, г

Размеры

Сопротивление изоляции, Мом

Электрическая прочность

Диапазон рабочих температур, ºС

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

SB1-SB13

DTSMW-66N

160±50

0,25±0,2

100 000

0,1

1

9

6,3

3,3

100

251 В AC в течении 1 мин

-25 … +70

4.10 Кварцевый резонатор

Элемент выполнен в корпусе HC-49S.



Рисунок 11 - Общий вид кварцевого резонатора и его размеры

Таблица 11

Элемент

Обозначение

Номер гармоники

Резонансная частота, МГц

Точность настройки dF/Fх10^-6

Температурный коэффициент, Ктх10-6

Нагру-ая емкость, Пф

Размеры

Диапазон рабочих температур, ºС

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

ZQ1

HC-49S

1



50

50

32

12,9 

4,7 

 5

-20…+70

4.11 Стабилизатор

Элемент выполнен в корпусе SMD-05.

стабилизатор.png

Рисунок 12 - Общий вид стабилизатора и его размеры

Таблица 12

Элемент

Обозначение

Uвых.ном, В

Uвых.мин, В

Uвых.макс, В

Iвых.макс

Uвх.макс, В

Kнест.напр.макс, %/В

Kнест.тока.макс, %/А

Размеры

Масса, г

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

DA1

КР142ЕН5Б

6

5,88

6,12

1,5

15

0,05

1,33

 30,02

10,28 

4,82 

2

4.12 Клеммник зажимной

Для соединения с питнаием и эелектромагнитом используем клеммник зажимной PT-407.

клемники.png

Рисунок 13 - Общий вид клеммника и его размеры
  1   2   3   4

Похожие:

Отчет по курсовой работе разработка конструкции и технологии изготовления кодового замка iconОтчёт по курсовой работе Кафедра “Архитектура и строительные конструкции” 203 учебный год
Остановка проектировалась для использования её в России для районов с жарким климатом
Отчет по курсовой работе разработка конструкции и технологии изготовления кодового замка iconМетодические указания по выполнению курсовой работы по дисциплинам...
Д53 методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплинам «Копирайтинг» и «Разработка и технологии рекламного продукта»/...
Отчет по курсовой работе разработка конструкции и технологии изготовления кодового замка iconМетодические указания к курсовой работе Цель курсовой работы
Целью курсовой работы является закрепление и углубление знаний, полученных при изучении дисциплины в ходе лекционных и практических...
Отчет по курсовой работе разработка конструкции и технологии изготовления кодового замка iconОтчет о научно-исследовательской работе
Квалификации, открытое образование, международная конференция, информационно-образовательная среда, Интернет, Телеконференции, электронные...
Отчет по курсовой работе разработка конструкции и технологии изготовления кодового замка iconНаучно-технический отчет о выполнении I этапа работ по проекту
...
Отчет по курсовой работе разработка конструкции и технологии изготовления кодового замка iconОтчет по лабораторной работе №7 «Internet -технологии абис. Поиск...
Отчет по лабораторной работе №7 «Internet-технологии абис. Поиск по веб-интерфейсам абис» студентки 2 курса 236 группы Барташевич...
Отчет по курсовой работе разработка конструкции и технологии изготовления кодового замка iconОтчет о научно-исследовательской работе по теме: «проведение научных...
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Отчет по курсовой работе разработка конструкции и технологии изготовления кодового замка iconОсновные технологические операции изготовления пп
При рассмотрении методов изготовления пп мы коротко останавливались на схемах технологических процессов субтрактивной и аддитивной...
Отчет по курсовой работе разработка конструкции и технологии изготовления кодового замка iconМетодические указания к курсовой работе по дисциплине «Статистика»
Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Статистика» / Сост. Т. И. Мазаева, Н. Н. Скитер, Е. Е. Смотрова, О. А. Донскова;...
Отчет по курсовой работе разработка конструкции и технологии изготовления кодового замка iconОтчет главы администрации Лужского городского поселения о проделанной...
В соответствии с Федеральным законом №131-фз «Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации», представляется...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница