Программная и аппаратная часть автоматизированной сигнализации по GSM каналу

Рассчитаем площадь занимаемую элементом по формуле:

SЭ = Lэ*Bэ,

Где LЭ = 0,04 m – длина элемента, BЭ = 0,03 м – ширина элемента.

Получили: SЭ = 0,0012 м2

Теперь рассчитаем размер эквивалентного источника

Получаем:

Рассчи

таем критерий Био по формуле:

,

Где Вт/м2К коэффициент теплоотдачи на поверхности платы (в данной методике применяется одинаковым для обеих сторон платы);

м – толщина ПП;

Вт/мК – теплопроводность материала платы

.

Рассчитаем относительный перегрев по формуле:

Тепловая проводимость между элементом и платой определяем по формуле:

Вт/К

Проводимость между элементом и поверхностью корпуса:

Где Вт/м2К – коэффициент теплопередачи на поверхности корпуса, s = 0,0000012 м2 – площадь части поверхности, с которой происходит контакт.

Вт/К

Рассчитаем собственный перегрев элемента:

,

Где Вт/К – тепловая проводимость между ПП и корпусом (для воздушной прослойки),

Вт – мощность, рассеиваемая элементом.

Проверим условие:

По приближенным оценкам < . В результате расчетов получили, что условие выполняется для самого слабого элемента, следовательно, система не нуждается в защите от тепловых воздействий, так как это условие и для других элементов.

Расчет на механические воздействия

Вся РЭА подвергается воздействию внешних механических нагрузок, которые передаются к каждой детали, входящей в конструкцию.

Причинами механических воздействий являются вибрации и удары при возможном падении с места установки и при работе механизмов имеющих контакт с плоскостью установки РЭС.

Механические воздействия приводят к поломкам и деформациям несущих конструкций, отслаиванию печатных проводников, обрывам проводов, паразитной модуляции сигналов и др. Наибольшее разрушительное воздействие на конструкции оказывают вибрации.

Целью расчета является определение действующих на элементы изделия перегрузок при действии вибрации и ударов, а также максимальных перемещений и определение защищенности от механических воздействий.

При расчете используются данные из таблиц «Геометрические размеры компонентов» и «Перечень компонентов». Рассчитаем цилиндрическую жесткость платы:

Где – модуль упругости материала ПП (стеклотекстолит);

м – толщина печатной платы;

V=0,25 –коэффициент Пуассона.

Подсчитаем суммарную массу печатного узла.

Для этого вычислим массу ПП и массу установлены ПП элементов.

Масса ПП вычисляется исходя из того, что (плотность ПП) равна 2400 кг/м3, а ее геометрические размеры LППхBППхHПП: 70х70х2 (мм). В этом случае объем ПП будет равен:

м3.

И соответственно масса ПП будет равна:

(кг)

Рассчитаем теперь суммарный вес элементов, установленных на ПП.

(кг).

Откуда, (кг)

Рассчитаем частоту собственных колебаний платы с учетом того, что плотно крепится с трех сторон:

Где M=0,420 – суммарная масса ПУ.

Расчет на действие ускорения при вибрации

Определим коэффициент расстройки:

,

Где f=30 Гц – верхняя граница частотного диапазона из технического задания;

f0 – собственная частота ПП.

Определим коэффициент динамичности М1:

Полученное значение верно с точностью до 4-го знака после запятой.

Определим ускорение, воздействующее на плату:

АВОЗД=М1 ∙ АВХ=2,044 (g),

где АВХ – ускорение вибрации из ТЗ, АВХ =2g

Самым слабым в отношении вибрационных воздействий является конденсатор K52-10 (4,9g).

Проверим для него условие АВОЗД < АДОП:

2,044g<4,9g

Очевидно, что условие выполняется для самого слабого элемента. Следовательно, оно выполняется и для остальных элементов, и система не нуждается в дополнительной защите от воздействия вибрации, т.к. воздействующее ускорение на плату в 2 раза меньше допустимого.

Расчет на ударное воздействие проводить не имеет смысла по причине сформулированного технического задания, в котором говорится, что устройство является стационарным и непереносимым. Соответственно, подразумевается жесткое крепление на несущую поверхность (стена, пол, потолок здания), что исключает падения, но не исключает вибрации, расчет на которые приведен выше.

3.5.6 Расчет стоимости системы

Определим общую стоимость радиоэлементов центрального блока по таблице 4:

Таблица 4.

 Скачать реферат