Порядок виконання і рекомендації щодо конструкторської частини

Робота над конструкторською частиною дипломної роботи бакалавра розпочинається з першого тижня дипломування.

Після того, як схема електрична принципова та розрахунки номіналів елементів пристрою виконані, починається пошук довідкової інформації (внутрішня структура, розміри корпусу та контактних площинок) на всі радіоелементи, які присутні в схемі. Для пошуку можна використовувати:

- каталоги фірм, які займаються виготовленням та продажем електронних компонентів;

- електронні сторінки таких фірм ([50, 51, 54 … 62]);

- друковані та електронні довідники з елементної бази електроніки ([48, 49, 52, 53]);

- спеціалізовані програмні продукти (на кшталт „IPC-7351 Land Pattern Calculator” [63]);

- стандарти на корпуси елементів ([46]).

Зазначену вище інформацію потрібно звести в один файл, або ж виписати, так як в подальшому вона буде використовуватись як для креслення схеми електричної принципової і друкованої плати, так і для оформлення пояснювальної записки.

Однією з основних проблем під час пошуку інформації на елементи є те, що часто в технічному завданні не повністю наведена інформація про дискретні радіоелементи. Так, для резистора може бути лише один напис – 10кОм, а для конденсатора – ємність 0,1 мкФ. В цьому випадку в розділі 4 дипломної роботи необхідно провести необхідні розрахунки, й визначити наступну інформацію:

1. Потужність, яка буде розсіюватись резистором. В залежності від її величини необхідно обирати відповідний тип корпусу резистора. Як правило, при потужності, що розсіюється на елементі більше 1 Вт рекомендується використовувати PTH-резистори (хоча, в довідниках можна знайти і SMT-резистори на 3 Вт).

2. Максимальну напругу, яка може бути на виводах конденсатора.

3. Типи корпусів мікросхем, що використовуються в проекті. Для автоматизації збірки друкованої плати пристрою рекомендується використовувати елементи поверхневого монтажу.

4. Рекомендації виробників мікросхем. В деяких випадках в рекомендаціях по використанню (Application Notes) або ж в довідниковій інформації (Data Sheets) виробники вказують виробника й назву дискретних компонентів, які повинні бути встановлені разом з мікросхемою.

5. Температурна стабільність і точність дотримання номінального значення.

Подібним чином треба діяти і при виборі комутаційних елементів – з’єднувачів, перемикачів, кнопок. Не зайвим буде просто оцінити розміри елементів, які ви обрали – вони не повинні суттєво відрізнятись. Якщо струми у вашій схемі не перевищують десятків міліампер, то нема сенсу використовувати великі клеми, які використовуються для підключення потужних навантажень. Крім того, потрібно враховувати технологію збірки електронного пристрою для зменшення його собівартості. Наприклад, без зайвої потреби не використовувати одночасно THT- і SMT-компоненти, так як це може призвести до пайки за два заходи – хвилею і в печі.

Наступний крок – створення інтегрованої бібліотеки елементів для САПР Altium Designer, яка повинна містити інформацію про умовне графічне зображення (УГЗ) радіоелементу, інформація про габарити й розташування виводів посадкового місця, опис зв’язків між виводами УГЗ і посадкового місця, атрибути.

Атрибути використовуються для автоматизації створення супровідних документів, переліку елементів та переліку покупних елементів. Відповідно, при створенні бібліотеки необхідно обов’язково створювати наступні атрибути:

- вартість елементу;

- посилання на довідникову інформацію (Data Sheet) на електронній сторінці виробника;

- номер замовлення компоненту на електронній сторінці дистриб’ютора;

- іншу необхідну інформацію.

Пам’ятайте, що УГЗ елемента повинно відповідати вимогам діючих стандартів [26...40], і не завжди співпадає з наведеним у фірмовій довідниковій інформації для закордонних елементів. Під час роботи над цим етапом рекомендується використовувати довідкову літературу [63, 64, 66, 68, 69].

Етап пошуку інформації про компоненти дуже важливий, так як помилка, допущена в бібліотеці, призведе до неправильно розробленої друкованої плати, і як наслідок – суттєвого зниження підсумкової оцінки. Не секрет, що в стандартній поставці будь-якої САПР вже йде певний набір бібліотек радіоелементів. Знайти створені іншими користувачами бібліотеки можна також в мережі Інтернет. Звичайно, в багатьох студентів виникає спокуса спростити свою роботу, використавши „чужі” бібліотеки, але, цей крок як правило призводить до багатьох проблем в подальшому, з-за чого не рекомендується використовувати сторонні бібліотеки. Перелічимо основні з цих проблем.

1. При розробці посадкового місця обов’язково треба враховувати можливості того виробництва, на якому буде виготовлена друкована плата (до параметрів ДП, які треба враховувати відносять мінімальний діаметр металізованих отворів, ширину гарантованого пояску контактних площинок PTH-компонентів, габаритні розміри контактних площинок SMT-компонентів). В результаті, використавши сторонні бібліотеки, які орієнтовані на інше виробництво, можна отримати високий відсоток браку під час виготовлення ДП і монтажу елементів: погану металізацію отворів, ефект перевертання дискретних Chip-елементів (так званий „tombstone”), закорочування сусідніх виводів, і т.п.

2. „Чужі” бібліотеки можуть містити помилки. Один з укладачів даних методичних вказівок під час роботи над своїм першим реальних проектом використав бібліотеку стороннього розробника, і лише після виготовлення ДП та монтажу елементів з’ясувалось, що в „чужому” елементі два виводи (вхід і вихід) переплутані між собою. Результат – втрачено час на знаходження помилки, внесення змін до бібліотечного елементу, схеми та друкованої плати, і, звичайно, понесені додаткові затрати на виготовлення нових ДП. Пам’ятайте, помилка в бібліотеці проявляє себе лише тоді, коли пристрій вже зроблено (кошти на виготовлення і монтаж ДП вже потрачено), і йде процес його тестування. Виправити помилку – означає виготовити нову друковану плату. На відміну від цього, наприклад помилки в бібліотеках функцій для програмного забезпечення мікроконтролерів можна знайти і своєчасно виправити під час перевірки програми в симуляторі. Навіть якщо помилку пропущено, і тестовий зразок пристрою вже виготовлено, виправити її можна без зміни „заліза” приладу.

3. УГЗ елементів сторонніх бібліотек (особливо це стосується бібліотек розробників Західної Європи, Америки та Південно-Східної Азії) не відповідають вимогам діючих в Україні стандартів на оформлення конструкторської документації. Навіть бібліотеки різних вітчизняних розробників, оформлені за вимогами стандартів, можуть мати різні товщини ліній, розмір та стиль тексту, позначення виводів. Це призведе до необхідності модифікації сторонніх бібліотек, на що треба буде затратити час не менший, ніж для створення подібних елементів самостійно.

4. Жодна з наявних в мережі Інтернет бібліотек не містить всі елементи, які випускаються виробниками. Кожен рік випускаються тисячі нових елементів, які лише згодом можуть з’явитись у вигляді бібліотечних елементів для тієї чи іншої програми САПР. Не навчившись створювати самостійно бібліотечний елемент, розробник електронного пристрою буде завжди відставати від вимог сучасності, використовуючи лише те, що вже було зроблено до нього іншими.

Підсумовуючи сказане – не використовуйте сторонні бібліотеки.

Після закінчення роботи над бібліотекою елементів настає час створення схеми електричної принципової. Як правило, цей етап легший, ніж попередній, і за статистикою, кількість допущених помилок тут мінімальна однак, увагу слід звернути на назви електричних кіл. Рекомендується давати електричним колам імена, які потім дозволять легко ідентифікувати важливий провідник в проекті друкованої плати (наприклад, назва Data0 набагато більш інформативна, ніж Net0135)/

Наступний крок – створення проекту друкованої плати. Цей етап роботи є основним для цього розділу. В свою чергу, розробку плати можна розбити на дві складові – розміщення елементів і трасування з’єднань. Пам’ятайте, що якість трасування дуже сильно залежить від якості розташування елементів (за оцінками досвідчених розробників – приблизно 70% успішного трасування закладається на етапі розміщення). Під час виконання цього етапу бажано використовувати рекомендації, наведені в конспекті лекцій з дисципліни «Системи автоматизованого проектування в електроніці», презентаціях, відеоуроках та довідковій літературі до зазначеної дисципліни [67, 69, 73…85]. Досить часто під час виконання цього етапу дипломної роботи допускаються типові помилки. Причини цього наступні:

- невдале планування процесу виконання цього етапу („пізній старт”), в результаті чого на найбільш важливий етап просто не залишається достатньо часу;

- не бажання користуватись довідковою літературою і конспектом лекцій.

Для автоматичного розміщення елементів на ДП можна використовувати спеціалізовані програми (TopoR [67], Specctra [66]). Але, якість результатів роботи в них буде гірше, ніж для ручного розміщення, так як сам етап розташування елементів дуже складний, і в автоматизованому варіанті програми використовують лише критерій мінімуму сумарної довжини зв’язків. Такі важливі особливості розміщення, як розділення аналогових і цифрових частин друкованої плати, екранування для зменшення завад й інші подібні аспекти в таких програмах не враховуються. Тому, рекомендується використовувати авторозміщення лише для отримання початкового варіанту. Слід відмітити, що з усіх протестованих програм, здатних автоматично розміщувати компоненти, найбільш прийнятний результат дає TopoR.

Наступною типовою помилкою є бездумне використання програм для автотрасування з’єднань. Студенти досить часто в буквальному сенсі розуміють суть дисципліни «Системи автоматизованого проектування в електроніці”, і вважають, що достатньо лише натиснути кнопку „Autoroute”, як програма виконає всю роботу і видасть ідеальний варіант. Насправді ж, програми не думають, а лише виконують закладений в них алгоритм. Думати, в якій послідовності потрібно прокладати друковані провідники, визначати, які ділянки плати є найбільш важливими повинен сам студент. Враховуючи це, рекомендується найбільш відповідальні електричні зв’язки проводити в інтерактивному режимі (коли програма контролює дотримання встановлених правил проектування, таких як довжина, ширина провідників і зазор між ними, а сам провідник проводить розробник). Після цього можна завершити прокладання провідників в автоматичному режимі.

Ще однією типовою помилкою, яка часто призводить до суттєвого зниження оцінки, є відсутність аналізу результатів проектування, коли в якості кінцевого результату на перевірку здається перший же отриманий варіант друкованої плати, при якому кількість розведених провідників складає 100% від загальної. Пам’ятайте, що розробка друкованих плат – процес ітераційний. Для плат середньої складності після отримання першого варіанту можна з’ясувати „вузькі” місця плати, на яких розташовано дуже багато провідників, місця скупчення перехідних отворів й т.п. Іноді для того, щоб побачити недоліки в „розведеній” платі, достатньо роздрукувати в масштабі 1:1 всі шари ДП. Змінюючи розташування елементів й повторно прокладаючи провідники можна суттєво покращити дизайн плати.

7 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА У НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ.Цей розділ складається з таких підрозділів:

7.1 Задачі в галузі охорони праці

7.2 Аналіз шкідливих і небезпечних виробничих факторів

7.3 Інженерні рішення для забезпечення безпеки технологічного процесу

7.4 Розрахунок інженерного рішення

Більш детальні відомості щодо складу цього розділу наведені в [86].

ВИСНОВКИ.Повинні містити констатуючу частину, де перераховуються вирішені питання та отримані результати по всіх розділах. Робиться висновок щодо виконання завдання в повному обсязі, наводяться основні техніко-економічні характеристики розробки, даються рекомендації щодо застосування. З висновків повинно бути видно, наскільки самостійною є розробка та застосовані інженерні рішення.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА.	\|	ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.