Файл: 1. 1 Анализ поставленной задачи 9.docx

3 Разработка печатной платы

3.1 Определение габаритных размеров ПП

При выборе размеров ПП необходимо придерживаться принципа - максимальное количество связей выполнять с помощью печатного монтажа. Габаритные размеры ПП не превышают установленных значений для следующих типов: особо малогабаритных - 60х 90 мм; малогабаритных - 120х 180 мм; крупногабаритных - 240х 360 мм. Быстродействие, установочные размеры, эксплуатационные характеристики и т.п. также влияют на выбор размеров и конфигурации ПП. Линейные размеры ПП рекомендуется выбирать по ГОСТ 10317-79.

ГОСТ 10317-79 рекомендует использовать платы прямоугольной формы, размеры каждой стороны печатной платы должны быть кратными 2,5; 5 или 10 при длине соответственно до 100; до 350 и свыше 350 мм. Максимальный размер любой из сторон не рекомендуется превышать 470 мм, соотношение сторон - не более 3 : 1. Данные ограничения обусловлены в основном возможностями технологического оборудования по изготовлению печатных плат (ПП). При необходимости возможно отклонение габаритов, соотношения сторон и формы ПП от рекомендуемых.

Если габаритные размеры ПП не заданы, то необходимо:

· выбрать (рассчитать) типоразмер ПП;

· скомпоновать конструкторско-технологические зоны для размещения:

· ЭРЭ;

· элементов контроля;

· элементов электрического соединения;

· элементов крепления;

· элементов фиксации ячейки в модуле.

· выбрать толщину ПП.

У нас в техническом задании даны габаритные размеры печатной платы равные 100х 60 мм.

Исходными данными для расчета габаритных размеров печатных плат являются перечень элементов и установочные размеры изделий электронной техники (ИЭТ). Методика расчета следующая:

1. Суммарная площадь, занимаемая всеми ИЭТ:

(3.1),
где S_yi - значение установочной площади i-го элемента, n - количество элементов.

Под установочной площадью ЭРЭ понимается площадь прямоугольника (квадрата), в которую вписывается ЭРЭ вместе с выводами и контактными площадками при установке его на ПП.

---

2. Приблизительная площадь печатной платы с учетом способа монтажа (односторонний, двусторонний):

Таблица 3.1 - Установочные площади элементов платы

Элемент и его тип	Установочная площадь, мм 2	Кол-во	Установочная суммарная площадь, мм 2
1	2	3	4
Микроконтроллер PIC16F873A-I/P	585.5	1	585.5
Резистор 0.125Вт 1 кОм 5%	13.8	6	82.8
Резистор 0.125Вт 18 кОм 5%	13.8	1	13.8
Резистор 0.125Вт 910 Ом 5%	13.8	1	13.8
Резистор 6,2 кОм 5% 0,125 Вт	13.8	1	13.8
Резистор 0,125 Вт, 39 кОм, 5%	49.5	1	49.5
Резистор 0.125 Вт, 4.7 кОм, 5%	13.8	2	27.6
Резистор 0.125 Вт, 22 кОм, 1%,	13.8	1	13.8
Резистор 1Вт, 0,1 Ом, 5%	44	1	44
Резистор 1Вт, 47кОм,5%	49.5	1	49.5
Резистор 0,125Вт 10кОм, 5%	13.8	2	27.6
Резистор подстроечный 0,5Вт, 22кОм	20.7	1	20.7
Резистор подстроечный 0,5Вт, 47кОм	20.7	1	20.7
Резистор 0,125Вт , 200Ом, 5%	13.8	1	13.8
Конденсатор 4700 мкФ, 50 В, 105°C, 20%	69.08	1	69.08
Конденсатор 4.7 мкФ, 25 В, 105°,	12.56	1	12.56
Конденсатор 1000мкФ, 25В, 105°C, 20%	31.4	1	31.4
Конденсатор 100nF, ±20%, 50V, Y5V	31.4	2	62.8
Конденсатор 470мкФ, 16В, 105°C, 20%	25.12	1	25.12
Электролитический конденсатор, 27 мкФ, 100 В	25.12	2	52.24
Транзистор NPN 40В 0.1А 0.15Вт 250Мгц КТ13	37,5	1	37,5
Транзистор NPN 45В 3А 25Вт 3Мгц	21.84	2	43.68
Кварцевый резонатор 4.000 МГц HC-49SM	46.35	1	46.35
Светодиод красный 50° d=5мм 0.9мКд 655нМ	15.7	1	15.7
Светодиод зеленый 50° d=5мм 1.5мКд 567нМ	15.7	1	15.7
Операционный усилитель LM358M	19.11	2	38.22
Крепежные отверстия	12,56	4	50,24
Итого			1477.5

---

=1477.5/0,4=3.693 мм²(3.2),

где k_з - коэффициент заполнения платы печатной (0,3-0,8), m - количество сторон монтажа (1, 2).
Зная площадь ПП, задаваясь соотношением сторон ПП, можно определить ее размеры по ГОСТ 10317-79. Предельные отклонения на сопрягаемые размеры контура ПП должны быть не выше 12 квалитета, а на несопрягаемые не выше 14 квалитета по ГОСТ 25347-82.

Итак, суммарная площадь всех элементов платы составляет: S_У= мм ²

Рассчитываем площадь всей печатной платы, подставляя в формулу 3.2 значения и учитывая, что коэффициент заполнения печатной платы равен 0,4 и что у нас односторонняя печатная плата - мы получим:

= 7245 мм ².

Площадь, отведенная под крепежные отверстия равна 50,24 мм ² . Округляем суммарную площадь ПП до 3693 мм ² для того, чтобы все элементы свободно разместились на ней.

3.2 Выбор класса точности ПП и определение основных параметров проводящего рисунка ПП

Печатные платы в зависимости от размеров элементов печатного монтажа делятся на пять классов точности.

ГОСТ 2375–86 устанавливает номинальные размеры основных элементов печатного монтажа. Эти данные приведены в таблице 3.2
Таблица 3.2 – Характеристики классов точности

Элементы	Номинальное значение размера, мм
	1	2	3	4	5
t	0.75	0.45	0.25	0.15	0.10
s	0.75	0.45	0.25	0.15	0.10
b	0.30	0.20	0.10	0.05	0.025
y	0.40	0.40	0.33	0.25	0.20

В этой таблице:

t – ширина печатного проводника

---

S – расстояние между краями соседних элементов

b – гарантийный поясок

y – отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий к толщине печатной платы области применения и технологическое обеспечение печатных плат, по ГОСТ 23751–86.

1–2 класс точности, применяется для печатных плат с дискретными элементами при малой или средней насыщенности платы навесными элементами.

3 класс точности, для печатных плат с микросхемами, имеющими штыревые и планарные выводы, а также с без выводными элементами при средней и высокой насыщенности поверхности платы навесными элементами, линии химико-гальванической металлизации и травления модульного типа.

4 класс точности, для печатных плат с микросхемами, имеющими штыревые и планарные выводы, а также с без выводными элементами пир высокой насыщенности поверхности платы навесными элементами.

5 класс точности, для печатных плат с БИС и микроблоками, имеющими планарные и штыревые выводы при очень высокой насыщенности платы с навесными элементами.

Учитывая данные приведённые в таблицах 3, а также плотность монтажа разрабатываемого изделия выбираем 2-ой класс точности.

3.3 Порядок создания библиотеки радиоэлектронных компонентов в системе DipTrace

Редактор Компонентов — это программа, которая позволяет открывать и редактировать библиотеки компонентов, а также добавлять и создавать новые компоненты. Компонент состоит из графического символа и привязанного посадочного места.

В рамках выполнения курсового проекта была создана библиотека компонентов, в которую были помещены недостающие компоненты, отсутствующие в стандартных библиотеках программы, а также компоненты, свойства которых требовали редактирования и адаптации под проект.

Также в совокупности с компонентами была создана библиотека со всеми нужными для проекта корпусами, которые создали в Редакторе Корпусов.
Скрин библиотеки из DipTrace

Рисунок 3.5 - Библиотека корпусов проекта

---

3.4 Создания электрической принципиальной схемы в DipTrace

В графическом редакторе Schematic Capture была разработана электрическая схема проектируемого устройства.
Скрин схемы электрической принципиальной из DipTrace

Рисунок 3.5 - Разработка электрической схемы устройства

3.5 Формирование топологии ПП в системе DipTrace

Кратко охарактеризовать процесс выполнения трассировки и указать, каким методом она была выполнена, атематическим или вручную

Ручная трассировка предлагает больше возможностей, но вероятность совершения ошибки намного выше. К счастью, DipTrace имеет функции, которые проверяют плату в реальном времени и позволяют пользователю видеть ошибки, прежде чем они будут сделаны, или вовсе не допускают создание трассы с нарушениями правил проектирования. Чтобы воспользоваться этими функциями, нажмите кнопку Установка трассы вручную и поставьте флажок Показывать ошибки и / или Следовать правилам на панели Трассировка, которая появляется слева. При включенной опции Показывать ошибки все ошибки трассировки будут выделены красными кружками в реальном времени, когда дорожка создается или редактируется. Если активирована опция Следовать правилам, DipTrace не допускает нарушений установленных правил проектирования при трассировке существующих сетей.


Рисунок 3.6 - Выполнение трассировки

3.6 Проверка ПП в системе DipTrace

После проведения трассировки выполняется проверка на ошибки. Для этого используется пункт меню Проверка.



Рисунок 3.7 – Выполнение проверки



Рисунок 3.8 – Результат проверки

3.7 Разработка чертежа печатной платы

---