Расчёт надёжности радиоэлементов в схеме. Анализ разработки и метода изготовления печатных плат. Оценка технологии изготовления устройства для управления шаговым двигателем. Обзор цоколёвки микросхемы 142ЕН5А. Методы разработки программы и её отладки.
МОСКОВСКИЙ ОБЛАСТНОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ По дисциплине: «Микросхемотехника» на тему: «Управление шаговым двигателем с помощью микроконтроллера»Шаговые двигатели находят широкое применение в различных областях. Сфера применения шаговых двигателей: подача пленки и изменение масштаба изображения в камерах, факсимильные аппараты, принтеры, копировальные машины, лотки подачи и сортировщики бумаги, а также дисководы, автомобилестроение, светотехническое оборудование, теплотехника, станки с ЧПУ и т.д. Шаговые двигатели обладают некоторыми уникальными свойствами, что делает порой их исключительно удобными для применения или даже незаменимыми: угол поворота ротора определяется числом импульсов, которые подаются на двигатель. Хорошие шаговые двигатели имеют ошибку позиционирования не более 3-5% от величины шага, причем эта ошибка не накапливается от шага к шагу; Срок службы шагового двигателя фактически определяется сроком службы подшипников;Структурная схема данного устройства состоит из 3-х блоков, один из которых является связующим, точнее служит развязкой между блоком управления (микроконтроллером) и исполнительным механизмом (шаговым двигателем). Блок управления (БУ) реализован на микроконтроллере ATMEGA 8A, который работает на внутреннем тактовом генераторе на частоте 8МГЦ.Конструирование аппаратуры на микросхемах включает следующие основные этапы: создание макета печатной платы, разработку метода изготовления печатной платы, конструирование корпуса прибора, в котором должна быть размещена печатная плата.Расчет проводится по допустимой плотности тока с учетом допустимого перегрева проводника по отношению к температуре окружающей среды: , выбираем . где а - толщина меди, мм; Это расстояние определяется электрической прочностью материала платы и зависит от атмосферного давления и относительной влажности воздуха. При разработке печатной платы следует учитывать, что в нормальных условиях могут быть использованы рекомендации таблицы. Таблица 1 - Расстояния между проводниками при рабочем напряжении. Расчет проводится по допустимой плотности тока с учетом допустимого перегрева проводника по отношению к температуре окружающей среды.Для того чтобы рассчитать интенсивность отказов системы воспользуемся нижеприведенной формулой: Электролитические конденсаторы: Керамические конденсаторы: Резисторы: Микросхема: Диоды: Транзисторы: Провода: Печатная плата: Соединение пайкой: Интенсивность отказов: Надежность:Платы с проводниками и контактными площадками используют тогда, когда устройство предварительно хорошо отработано. В процессе настройки приходится несколько раз демонтировать отдельные детали и устанавливать другие, а печатные контактные площадки под действием многократных тепловых и механических нагрузок, как правило, отслаиваются. Поэтому на этапе отладки схемы лучше применять монтажные платы, которые являются макетом будущей печатной платы. Для изготовления макета монтажной платы используют пластину изоляционного материала (гетинакса, текстолита и стеклотекстолита) с множеством отверстий, в которые вставляются выводы навесных радиоэлементов. Размеры и очертания печатных проводников и элементов, контактных площадок, монтажных и контактных отверстий и т.п. на чертежах печатных плат указывают с помощью координатной сетки в прямоугольной системе координат.Печатная плата изготавливается из однослойного стеклотекстолита. Чертеж печатной платы распечатывается в масштабе 1:1 и переносится на печатную плату. Окись меди на поверхности проводников удаляется растворителем, ластиком; кромки плат обрабатываются напильником. Травление платы производится химическим способом: раствором хлористого железа (тара под раствор должна соответствовать размерам печатной платы и быть достаточно глубокой). С поверхности образовавшихся дорожек защитный слой удаляется растворителем, плата промывается водой и вытирается насухо ветошью.Радиомонтажник, выполняя те или иные работы, должен помнить и выполнять основные правила техники безопасности.При химической обработке металлов (травлении) применяют следующий ряд реагентов: хлорное железо, персульфат аммония, хлорную медь, хромовый ангидрид с серной кислотой и другие токсичные вещества. Работу с реагентами следует проводить в спецодежде (халат из плотной ткани, резиновые перчатки, защитные очки).Само устройство состоит из следующих элементов: Центральная часть устройства - микроконтроллер ATMEGA 8-A, работающий от внутреннего тактового генератора на частоте 8МГЦ;Напряжение на микроконтроллер подается от блока питания, который состоит из микросхемы 142ЕН5А - трехвыводного стабилизатора с фиксированным выходным напряжением 5 вольт. Такие стабилизаторы напряжения широко используются в радиоэлектронных устройствах в качестве источников питания логических микросхем, измерительной технике, устройствах высококачественного воспроизведения и других радиоэлектронных устройствах.
План
Оглавление
Введение
1. Описание структурной схемы
2. Описание конструкции
3. Расчетная часть
3.1 Расчет схемы
3.2 Расчет надежности радиоэлементов в схеме
4. Разработка и метод изготовления печатных плат
5. Изготовление устройства для управления шаговым двигателем с помощью микроконтроллера
6. Техника безопасности
6.1 Основные требования техники безопасности при химической обработке металлов
