Формирование схемы электрической принципиальной

Формирование принципиальной электрической схемы производится в редакторе Schematic. Процесс создания схемы можно разделить на несколько этапов:

1.Настройка среды редактора:

-установка формата рабочей области А4;

-установка миллиметрового шага сетки, кратного 2, 5 (согласно ЕСКД);

-установка кириллического шрифта в качестве стандартного;

-установка ширины линий;

-создание шаблона штампа (согласно ЕСКД) в виде *.ttl-файла и его подключение к документу;

-подключение ранее созданной библиотеки компонентов;

2.Непосредственное создание схемы:

-размещение надписей, обозначений компонентов в рабочей области графического редактора и объединение выводов проводниками;

-редактирование положения элементов и надписей на схеме;

3.Проверка схемы средствами редактора (командой Utils/ERC..).

Результатом проделанной работы является *.sch-файл схемы электрической принципиальной, а также *.erc-файл протокола ошибок (см. Приложения). [9]

Текст протокола ошибок:

D: \Курсач\Shema.erc:

ERC Report Options:

Single Node Nets: On

No Node Nets: On

Electrical Rules: On

Unconnected Pins: On

Unconnected Wires: On

Bus/Net Rules: On

Component Rules: On

Net Connectivity Rules: On

Hierarchy Rules: On

ERC Errors:

SINGLE NODE NETS:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

NO NODE NETS:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

ELECTRICAL RULES:

Warning 1 -- Net NET00000 has no input pins

Warning 2 -- Net NET00000 has no output pins

Warning 3 -- Net NET00001 has no input pins

Warning 4 -- Net NET00001 has no output pins

Warning 5 -- Net NET00005 has no input pins

Warning 6 -- Net NET00005 has no output pins

Warning 7 -- Net NET00003 has no input pins

Warning 8 -- Net NET00003 has no output pins

Warning 9 -- Net NET00013 has no input pins

Warning 10 -- Net NET00013 has no output pins

Warning 11 -- Net NET00004 has no input pins

Warning 12 -- Net NET00004 has no output pins

Warning 13 -- Net NET00007 has no input pins

Warning 14 -- Net NET00007 has no output pins

Warning 15 -- Net NET00008 has no input pins

Warning 16 -- Net NET00008 has no output pins

Warning 17 -- Net NET00009 has no input pins

Warning 18 -- Net NET00009 has no output pins

Warning 19 -- Net NET00010 has no input pins

Warning 20 -- Net NET00010 has no output pins

Warning 21 -- Net NET00006 has no input pins

Warning 22 -- Net NET00006 has no output pins

Warning 23 -- Net NET00018 has no input pins

Warning 24 -- Net NET00018 has no output pins

Warning 25 -- Net NET00019 has no input pins

Warning 26 -- Net NET00019 has no output pins

26 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

UNCONNECTED PINS:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

UNCONNECTED WIRES:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

BUS/NET RULES:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

COMPONENT RULES:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

NET CONNECTIVITY RULES:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

HIERARCHY RULES:

Hierarchy is simple.

Hierarchy is resolved.

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

ERC Summary:

Single Node:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

No Node:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Electrical:

    Errors: 0

    Warnings: 26

    Ignored Errors: 0

Unconnected Pin:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Unconnected Wire:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Bus/Net:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Component:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Net Connectivity:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Hierarchy:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Согласно протоколу, принципиальная электрическая схема выполнена правильно и мы в праве перейти к компоновке печатного узла.

 

Компоновка печатного узла

Перед непосредственной компоновкой создадим архивную библиотеку компонентов (командой Library/Archive library..)и список соединений (командой Utils/Generate Netlist..) в редакторе Schematic. Таким образом, мы освобождаем себя от необходимости ручного соединения компонентов в редакторе PCB.

Фрагмент списка соединений, касающийся непосредственно связи выводов компонентов:

(net " NET00000"

(node " R1" " 1" )

(node " VT1" " 1" )

)

(net " NET00001"

(node " R3" " 2" )

(node " VT1" " 2" )

)

(net " NET00005"

(node " R7" " 2" )

(node " R8" " 2" )

)

(net " NET00003"

(node " R5" " 1" )

(node " R9" " 1" )

)

(net " NET00013"

(node " VT3" " 3" )

(node " VT2" " 1" )

(node " R4" " 1" )

)

(net " NET00004"

(node " R7" " 1" )

(node " R7" " 3" )

(node " C1" " 1" )

(node " R9" " 2" )

(node " VT1" " 3" )

)

(net " NET00007"

(node " R10" " 2" )

(node " R6" " 1" )

)

(net " NET00008"

(node " R10" " 1" )

(node " C2" " 2" )

(node " VT2" " 3" )

(node " R8" " 1" )

)

(net " NET00009"

(node " R2" " 2" )

(node " VT2" " 2" )

)

(net " NET00010"

(node " U2" " 1" )

(node " U1" " 1" )

(node " R6" " 2" )

(node " R6" " 3" )

(node " R5" " 2" )

(node " R5" " 3" )

(node " R1" " 2" )

(node " R2" " 1" )

)

(net " NET00006"

(node " U2" " 2" )

(node " VT3" " 2" )

)

(net " NET00018"

(node " U1" " 2" )

(node " A" " 1" )

)

(net " NET00019"

(node " VT3" " 1" )

(node " C2" " 1" )

(node " C1" " 2" )

(node " R3" " 1" )

(node " R4" " 2" )

(node " A" " 2" )

Протокол ошибок создания архивной библиотеки:

Archive Library Log

Errors:

Total error messages: 0

Information:

Component 2N2646 copied from library D: \КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D: \Курсач\A

rhiv.lib.

Component C1-4 copied from library D: \КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D: \Курсач\Ar

hiv.lib.

Component CP3-24 copied from library D: \КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D: \Курсач\A

rhiv.lib.

Component 2N2222 copied from library D: \КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D: \Курсач\A

rhiv.lib.

Component K50-15 copied from library D: \КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D: \Курсач\A

rhiv.lib.

Component PBS1-10B copied from library D: \КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D: \Курсач\

Arhiv.lib.

Component ZP2 copied from library D: \КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D: \Курсач\Arh

iv.lib.

Component K73-11 copied from library D: \КУРСАЧ\NATALIA.LIB to library D: \Курсач\A

rhiv.lib.

Total informational messages: 8

 

Графический редактор P-CAD РСВпредназначен для разработки и конструирования узлов. Он позволяет задавать размеры ПП, ширину проводников и величину индивидуальных зазоров для разных проводников, размеры контактных площадок и диаметры переходных отверстий, экранные слои. Редактор позволяет выполнять маркировку элементов, их размещение, упаковку схемы на плату, ручную и полуавтоматическую трассировку проводников и формировать управляющие файлы для технологического оборудования.

1.Настройка среды редактора (схожа с настройкой среды редактора Schematic, поэтому остановимся на различиях):

-установка миллиметровых шагов сетки 2, 5 (для последующего построения контуров платы) и 0, 5 (для задания шага трассировки);

-подключение ранее созданной архивной библиотеки компонентов;

-подключение к документу списка соединений;

В результате в рабочей области появятся посадочные места компонентов, выводы которых соединены согласно принципиальной электрической схеме.

 

Рисунок 23. Результат подключения архивной библиотеки и списка соединений

 

2.Непосредственное создание схемы:

-создание контура платы в слое Board;

-создание монтажных отверстий на плоскости платы (аналогично контактным площадкам, но с заданием параметра Shape / Mounting Hole). Применим метод крепления платы в четырех точках, а диаметр монтажных отверстий зададим 1, 2 мм, под винты с диаметром резьбы 1 мм.

3.Трассировка платы:

-задание правил трассировки (командой Options/Design Rules):

-минимальное расстояние между элементами шелкографии 0.0мм (команда Design\SilkscreenClearance);

- минимально допустимое расстояние между двумя отверстиями оставим по умолчанию 13.0 mil (команда Design\HoleToHoleClearance);

-минимально допустимое расстояние между краями печатного рисунка на верхней и нижней сторонах платы 0, 25мм (команда Layer\Pad to Pad, Pad to Via, Pad to Line, Line to Via, Line to Line, Via to Via);

-ширина проводников платы равна минимально допустимой для класса точности 3, то есть 0, 25мм (команда Line Options\Width);

-размеры переходных отверстий согласно п. 6 (команда Options\Via Style..);

-создание печатного рисунка платы:

Для автоматической трассировки используем автотрассировщика Quick Route, который позволяет разводить несложные печатные платы, содержащие небольшое количество компонентов. [9]

Рисунок 24. Результат трассировки

 

4. Проверка правильности трассировки печатной платы (командой Utils/DRC..).

Отчет о трассировке: P-CAD Design Rule Check Report

D: \Курсач\RПлата.drc:

DRC Report Options:

Net List Compare: Off

Clearance Violations: On

Text Violations: On

Net List Violations: On

Unrouted Nets: On

Unconnected Pins: On

Net Length Violations: On

Silk Violations: On

Copper Pour Violations: On

Plane Violations: On

Component Violations: On

Drill Violations: On

Test Point Violations: Off

DRC Errors:

NETLIST VIOLATIONS:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

CLEARANCE VIOLATIONS:

 

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

UNROUTED NETS:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

UNCONNECTED PINS:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

Warning: Net length violation tests were not performed because

of missing MinNetLength, MaxNetLength, or MatchedLength rules.

NETLIST LENGTH VIOLATIONS:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

WIDTH VIOLATIONS:

Warning: Width violation tests were not performed because

of missing Width rule.

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

COPPER POUR VIOLATIONS:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

PLANE VIOLATIONS:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

COMPONENT VIOLATIONS:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

DRILL VIOLATIONS:

0 warning(s) detected.

0 error(s) detected.

DRC Summary:

Netlist:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Clearance:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Unrouted Nets:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Unconnected Pins:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Net Length:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Silk Screen:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Text:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Width:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Copper Pour:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Plane:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Component:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Drilling:

    Errors: 0

    Warnings: 0

    Ignored Errors: 0

Согласно протоколу полученная конструкция печатного узла соответствует схеме электрической принципиальной и отвечает требованиям по классу точности 3. Таким образом, проделанную работу по её проектированию можно считать завершенной.

 

Конструирование деталей

(корпуса)

Для удобства применения генератора «воющего» шума, следует предусмотреть в конструкции его корпуса место для автономного источника питания. В качестве этого источника применим высоковольтную батарею HIGH VOLTAGE.

 

Рисунок 25. Батареи HIGH VOLTAGE

 

Высоковольтные батареи HIGH VOLTAGE включают в себя целый ряд элементов питания марганцево-цинковой системы с щелочным электролитом. Все батареи этой системы представляют собой набор элементов дисковой конструкции, собранных в металлический корпус. Такие батареи отличаются высоким напряжением от 6 до 15 вольт. Применяются для фототехники, электронных игр, зажигалок, охранных устройств, электронных и медицинских приборов. [29]

Устанавливаем размеры корпуса генератора «воющего шума» 130 х 96 х 21.

Корпус устройства будет изготавливаться из пластмассы.

Пластмассы - материалы на основе органических природных, синтетических или органических полимеров, из которых можно после нагрева и приложения давления формовать изделия сложной конфигурации. Использование пластмассы в качестве материала для корпуса устройства, прежде всего, связано с рядом их достоинств.

Важнейшие из них:

1. Низкая себестоимость изготавливаемых деталей;

2. Великолепные диэлектрические свойства;

3. Пластмассы имеют достаточную прочность;

4. Высокая технологичность переработки пластмасс;

5. Высокая химическая стойкость.

Для изготовления корпуса генератора «воющего» шума применим винипласт.

Характерные свойства: винипласт имеет высокую механическую прочность, стоек против воздействия почти всех минеральных кислот, щелочей и растворов солей. Недостатки: склонность к ползучести, набухаемость в воде, низкая ударная вязкость, малая теплостойкость, резкая зависимость свойств от температуры и большой коэффициент теплового расширения.

Области применения: из винипласта изготовляют трубы, детали арматуры, емкости для хранения химикатов. В машиностроении винипласт используется в качестве корпусных материалов в сложных конструкциях, изготовляемых методом сварки.

Способы переработки: экструзия, прокатывание, прессование, литьевое прессование, горячее формование полуфабрикатов давлением, литье под давлением, механическая обработка, сварка.

Корпус устройства будет состоять из двух частей: платформы корпуса, на которой размещается печатная плата устройства и батарея питания, и крышки корпуса.

Платформа корпуса и крышка крепятся между собой посредством защелок.

Учитывая небольшое кол-во элементов, генератор целесообразно выполнить на одной плате. Плата будет размещаться на платформе и крепиться защелками. Так как плата односторонняя, а нагрев элементов незначителен, то разместим ее прямо на корпусе.

На платформе имеется и отсек для элемента питания, клеммы для батареи приклеиваются клеем ВК-9 в специальных «карманах» этого отсека. Клеммы являются покупным изделием.

Чертежи печатных плат и корпуса приведены на чертежах в графическом материале.

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: