Датчик пожароопасных ситуаций

Конструирование датчика пожароопасных ситуаций, с помощью которого возможно уменьшение количества пожаров в местах повышенной огнеопасности. Схема применения пироэлектрического датчика в устройстве охранной сигнализации. Расчет параметров печатной платы.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

30

Министерство науки и образования РФ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедр конструирования и производства радиоэлектронной аппаратуры (КИПР)

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой КИПР,

д.т.н., профессор

В.Н. Татаринов

Пояснительная записка к курсовому проекту

ДАТЧИК ПОЖАРООПАСНЫХ СИТУАЦИЙ

Студент гр. 237-2

И.С. Тен

Руководители

Ю.П. Кобрин

А.А. Чернышёв

2011

Содержание

Введение

1. Задание на курсовое проектирование

2. Анализ технического задания

2.1 Устройство простейшего пироэлектрического датчика

2.2 Конструктивные ограничения

2.3 Технологические ограничения

3. Описание работы прибора

4. Конструкторская часть

4.1 Выбор типа ПП

4.2 Выбор типа электрического монтажа

4.3 Определение параметров ПП

4.3.1 Выбор класса точности изделия

4.3.2 Выбор шага координатной сетки

4.4 Выбор материала ПП

4.5 Выбор корпуса изделия

4.6 Выбор элементной базы

4.6.1 Пироэлектрический датчик ИК-излучения

4.6.2 ЭРЭ и соединители

4.7 Выбор материала припоя и флюса

4.8 Расчёт массы конструкции изделия

4.9 Расчёт частоты собственных колебаний

4.10 Расчёт надёжности изделия

4.11 Расчёт себестоимости изделия

4.12 Выбор способов защиты устройства от дестабилизирующих факторов

4.13 Обеспечение ремонтопригодности

4.14 Обеспечение требований стандартизации, унификации и технологичности конструкции устройства

5. Проектирование ПП с помощью САПР P-CAD 2006

5.1 Размещение ЭРЭ

5.2 Создание топологического рисунка проводящих слоев

5.3 Разработка маркировки

Выводы

Введение

Сегодня уже мало кого удивляет автоматически распахивающаяся перед посетителем дверь учреждения или магазина. В большинстве подобных случаях приближение человека «чувствует» висящий над дверью прибор, снабжённый пироэлектрическим датчикам (приёмником) ИК-излучения. Подобные датчики отличаются высокой чувствительностью, долговечны, просты в эксплуатации. Они находят широкое применение, в том числе в системах охранной и пожарной сигнализации, дистанционных измерителях температуры. [1]

Целью данной конструкторской разработки является создание конструкции датчика пожароопасных ситуаций, с помощью которого окажется возможным уменьшить количество пожаров в местах повышенной огнеопасности. Система предполагает минимальные затраты при проектировании, разработке и производстве. Является необходимым в повседневной жизни человека.

1. Задание на курсовое проектирование

1 Наименование и область применения

1.1 Датчик пожароопасных ситуаций РКФ КП. 425232. 001 применяется в составе блока стационарной РЭА.

2 Основание для разработки

2.1 Задание на курсовое проектирование по курсу «Информационные технологии проектирования РЭС», ТУСУР, кафедра КИПР, 15.11.2010

3 Цель и назначение разработки

3.1 Цель разработки - создание конструкции датчика пожароопасных ситуаций, с помощью которого окажется возможным уменьшить количество пожаров в местах повышенной огнеопасности. Датчик необходимо разработать на основе несущей конструкции (корпус блока) с подробной проработкой печатного узла.

3.2 Разработка должна быть выполнена с применением САПР P-CAD 2006, Solid Works и КОМПАС-3D.

3.3 Изделие предназначено для обнаружения загораний, сопровождающихся появлением электромагнитного излучения, очага пламени, тления или угрозы взрывного процесса и передачи извещения на пульт центрального наблюдения.

4 Источники разработки

4.1 «Радио», Москва, №7 - 2004, А. Сергеев «Пироэлектрические датчики ИК-излучения».

5 Технические требования

5.1 Состав изделия и требования к конструктивному устройству

5.1.1 Печатный узел (ПУ) должен быть выполнен на жесткой двусторонней печатной плате (ПП) и оформлен в виде отдельного блока в покупном (пластиковом) корпусе минимального объёма.

5.1.2 Масса прибора должна быть определена в процессе разработки.

5.1.3 Срок службы изделия - 10000 часов.

5.1.4 Площадь ПП должна быть минимально возможной при заданной электрической схеме. Класс точности проводящего рисунка должен быть установлен в процессе проектирования по ГОСТ 23752-79 «Платы печатные. Общие технические условия».

5.2 Показатели назначения

5.2.1 Ток потребления не более 500 мкА.

5.2.2 Напряжение питания прибора: +5 В.

5.2.3 Диапазон рабочих температур: -25 … +55єС.

5.3 Требования к технологичности

5.3.1 Общая трудоёмкость изделия должна быть минимальной и уточняется в процессе разработки и изготовления макетов. При изготовлении изделия используются типовые технологические процессы.

5.3.2 ПУ должен быть разработан с применением технологии автоматизированного проектирования САПР P-CAD 2006. В ходе проектирования ПУ должны быть проработаны следующие вопросы технологичности конструкции:

а) выбор вариантов установки электрорадиоэлементов (ЭРЭ) с определением габаритных и установочных размеров по ГОСТ 29137-91 «Формовка выводов и установка изделий электронной техники на печатные платы»;

б) определение необходимых диаметров монтажных и переходных отверстий, исходя из условий качественной пайки, минимизация количества типоразмеров отверстий ПП;

в) выбор формы и размеров контактных площадок (КП), исходя из варианта монтажа выводов (планарный или в отверстие) с учётом необходимой площади для получения качественной пайки;

г) определение расстояния между элементами проводящего рисунка, исходя из технологических ограничений (класса точности), электрической прочности и допустимых паразитных ёмкостей;

д) формирование пользовательской библиотеки ЭРЭ проекта;

е) настройка программ САПР P-CAD 2006, автоматизированное формирование конструкторских и технологических документов;

ж) выбор припоя и маркировки ПП и ПУ, корректировка конструкторских документов.

5.4 Требования к уровню унификации и стандартизации

5.4.1 В изделии должны быть максимально использованы покупные составные части, стандартные или унифицированные конструктивные решения.

5.5 Требования к безопасности

5.5.1 Конструкция блока должна соответствовать общим требованиям безопасности по ГОСТ 12.2.007.0-75 «Изделия электротехнические. Общие требования безопасности».

5.6 Эстетические и эргономические требования

5.6.1 Компоновка органов управления контроля и настройки, конструкции лицевой панели должна соответствовать современным требованиям эргономики и технической эстетики.

5.7 Требования к составным частям и материалам изделия

5.7.1 Полупроводниковые приборы и ЭРЭ, используемые в изделии, не должны иметь запрета на применение в новых разработках.

5.7.2 Допускается использование импортной элементной базы.

5.8 Условия эксплуатации и хранения

5.8.1 Датчик пожароопасных ситуаций должен стабильно работать при различных внешних воздействиях по ГОСТ 16962-71 «Изделия электронной техники и электротехники. Механические и климатические воздействия. Требования и методы испытаний».

5.8.2 Требования к маркировке, упаковке, транспортированию и хранению изделия устанавливаются на последующих стадиях разработки.

6 Экономические показатели

6.1 Себестоимость изделия должна быть минимально возможной.

7 Стадии и этапы разработки

7.1 Стадия разработки - технический проект.

8 Порядок контроля и приёмки работы

8.1 На экспертизу и последующую защиту проекта представляется пояснительная записка с полным комплектом конструкторских документов на прибор и его ПУ.

8.3 Материалы проекта проверяются на соответствие настоящему ЧТЗ, ОС ТУСУР 6.1-97, стандартам ЕСКД (в частности, ГОСТ 2.106-96 «Текстовые документы», ГОСТ 2.109-73 «Основные требования к чертежам», ГОСТ 2.413-72* «Правила выполнения конструкторской документации изделий, изготовляемых с применением электрического монтажа», ГОСТ 2.417-91 «Платы печатные. Правила выполнения чертежей», ГОСТ 2.702-75 «Правила выполнения электрических схем», ГОСТ 23751-86 «Платы печатные. Основные параметры конструкции», Г...