Курсовая работа: Реле акустическое на полевом транзисторе 2

Конструкция радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) отличается от других особенностью формируемых внутренних связей между частями: кроме пространственных и механических должны быть установлены сложные электрические, тепловые и электромагнитные связи. Эта особенность настолько существенна, что отделяет конструирование РЭА в отдельное инженерное направление.

1. Анализ технического задания

В данной курсовой работе требуется разработать акустическое реле на полевом транзисторе. Для сборки электронной части устройства применяется односторонняя печатная плата, которая закрепляется в пластиковом корпусе.

Данное реле обладает следующими параметрами:

- коммутируемое напряжение - ~220 В;

- ток нагрузки - 1 А;

- потребляемый ток 10мА;

- потребляемая мощность 2.2 Вт;

- рабочая частота 50 Гц.

Корпус устройства должен быть удобным, для того чтобы держать его в руках, а органы управления расположены так, чтобы оператору не составляло большого труда управлять моделью.

Устройство должно надежно работать в следующих условиях:

- температура окружающей среды +10+40 ± 5°С;

- работа в помещении;

- относительная влажность воздуха при температуре +25⁰ С до 80%;

- атмосферное давление 86,6 -106,7 кПа.

В данной схеме устройства используется микрофон, а так же его усилитель на основе транзистора VT1 для открытия реле, мощность усиления регулируется с помощью подстроечного резистора R6. Так же реле можно открыть с помощью единовременного нажатия на кнопку S1.

Открытие производится при помощи заряда накопляемого на конденсаторе C5. После открытия данный конденсатор, а так же конденсатор С9 (он регулирует время открытия реле) разрежаются через резисторы R10,R11. Также для ускорения разрядки используется транзистор VT4.

Когда происходит открытие реле (открытие транзистора VT5) ток в цепи R12, HL1 прекращается, усилитель микрофона обесточивается, а так же напряжение на конденсаторе C4 падает до 0.

Закрытие реле происходит, после закрытия транзистора VT5. После закрытия питание светодиода и усилителя микрофона восстанавливается – прибор переходит в исходное состояние.

Все элементы являются достаточно надежными в применении, недорогими и отвечают всем эксплуатационным, электрическим требованиям, а так же имеют допустимые габариты.

2. Выбор и обоснование элементов и материалов.

2.1 Выбор резисторов.

Для изготовления устройства выберем наиболее распространенные в промышленном производстве резисторы типа МЛТ, имеющие номинальную мощность рассеивания 0,125Вт, эти резисторы рассчитаны на работу при температуре окружающей среды -60 ч +70°С и относительной влажности до 98% при температуре +35° С, что удовлетворяет техническому заданию. Некоторые резисторы по ТЗ требуют большую мощность, в соответствии с требованиями выбираем более мощные.

Подстроечный же резистор выбираем типа СП3 - 19.

Так же для экономии места я использовал резисторы К1–12 – бескорпусные.

Номинальное сопротивление всех резисторов указано в перечне элементов. Они соответствуют стандартному ряду сопротивлений, который рекомендован для данного типа резисторов.

2.2 Выбор конденсаторов.

Электролитические конденсаторы выбираем типа К50, т. к. они достаточно дёшевы и распространены. По возможности для уменьшения габаритов выбираем бескорпусные конденсаторы типа К10. Так же требуются конденсаторы высокого напряжения, выбираем конденсаторы удовлетворяющие данному условию – К73. Мы их выбрали исходя из того, что они подходят по номинальному напряжению и имеют относительно малые размеры, так же они подходят и по диапазону рабочих температур. Электролитические конденсаторы это оксидно-электролитические конденсаторы предназначенные для работы в цепях постоянного и импульсного тока с температурами окружающей среды -20ч +70°С и имеют минимальную наработку 5000 часов, предназначены для монтажа на печатной плате.

2.3 Выбор светодиода.

В качестве индикатора работы прибора используется красный светодиод HL1 АЛ307, как наиболее дешёвый, простой и надёжный.

2.4 Выбор материала корпуса.

Выберем литой пластмассовый корпус, как наиболее легкий, обеспечивающий достаточную прочность конструкции и малые габариты в соответствии с техническим заданием.

2.6 Выбор системы питания.

Данное устройство питается от сети ~220В, 50 Гц, через нагрузку.

2.7 Выбор материала печатной платы.

В данном устройстве используется печатная плата выполненная из стеклотекстолита. Данный материал был взят, как часто используемый на производстве. Он более прочный механически, а так же в нём ослаблены ёмкостные связи по сравнению с другими материалами (к примеру гетинакс).

3. Выбор и обоснование конструкторского решения.

Печатный монтаж широко используется в конструкции РЭС. Он выполняется в виде печатных плат или гибких печатных кабелей. В качестве основания для печатной платы используется диэлектрик или покрытый диэлектриком металл, а для гибких печатных кабелей — диэлектрик. Для выполнения печатных проводников диэлектрик часто покрыт медной фольгой толщиной 35…50 мкм , либо медной или никелевой фольгой толщиной 5…1 0мкм . Мы не имеем возможности использовать одностороннюю печатную плату, в связи со сложностью устройства, применяем двустороннюю. Печатный монтаж выполняется базовым комбинированным позитивным методом (с предварительным сверлением отверстий). Данный способ основан на процессах гальванического осаждения меди.