Ćwiczenia nr 6: PROJEKT ELEKTROMECHANICZNY I BADANIE CIEPLNE URZĄDZENIA ELEKTRONICZNEGO

Transkrypt

1 INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH WEL WAT ZAKŁAD EKSPLOATACJI SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH Ćwiczenia nr 6: PROJEKT ELEKTROMECHANICZNY I BADANIE CIEPLNE URZĄDZENIA ELEKTRONICZNEGO MODUŁ 1 PROJEKT ELEKTROMECHANICZNY URZĄDZENIA ELEKTRONICZNEGO MODUŁ 2 BADANIA CIEPLNYCH WARUNKÓW PRACY URZĄDZEŃ ELEKTRONICZNYCH PRZEZ BEZKONTAKTOWE WYZNACZANIE ROZKŁADU TEMPERATURY NA POWIERZCHNI BADANEGO OBIEKTU

2 A. Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z problematyka projektowania elektromechanicznego urządzenia elektronicznego. W trakcie ćwiczenia student zaznajomi się ze zbiorem problemów konstrukcyjnych i technologicznych dotyczących określonej grupy modułów urządzenia elektronicznego. Wykonany zostanie projekt kasety przyrządowej z modułami na podstawie konstrukcji o zunifikowanej technologii wytwarzania i jednolitych wymiarach przeznaczonej do umieszczenia w szafie przyrządowej lub stojaku. Przedstawione zostaną także wybrane techniki mocowań mechanicznych podzespołów i szybkie metody łączenia przewodów ze złączami. Przedstawione zostaną przykładowe systemy chłodzenia urządzeń elektronicznych i przebadany zostanie rozkład temperatury w przykładowych modułach elektronicznych. B. Wymagany zasób wiadomości. 1. Urządzenia modułowe. Mikroukłady. Moduły podstawowe. Blok. Zespół bloków. Stojaki i szafy. System. Unifikacja i normalizacja konstrukcji. 2. Moduły podstawowe. Cechy modułów. Czynniki decydujące o rozmiarach modułów. Montaż elementów elektronicznych i elektromechanicznych. 3. Główne narażenia środowiskowe i ich wpływ na urządzenia, podzespoły i elementy elektroniczne. Temperatura otoczenia. Wilgotność powierza. Ciśnienie atmosferyczne. Zanieczyszczenia atmosfery. Narażenia radiacyjne. Narażenia biotyczne. Narażenia mechaniczne. Narażenia antropogenie. Badania środowiskowe, kategorie klimatyczne. 4. Chłodzenie urządzeń elektronicznych. Wymiana ciepła w urządzeniach elektronicznych. Metody zwiększania intensywności wymiany ciepła. 5. Połączenia elektryczne w urządzeniach elektronicznych. Przewody właściwości i podstawowe rodzaje. Okablowanie i rozwiązania konstrukcyjne. Połączenia elementów elektronicznych. 2

3 C. Przebieg ćwiczenia Moduł 1. Projekt elektromechaniczny urządzenia elektronicznego 1. Prowadzący ćwiczenie omawia strukturę przykładowego urządzenia elektronicznego i przedstawia założenia jego konstrukcji elektromechanicznego. 2. Na podstawie otrzymanych informacji studenci opracowują schemat funkcjonalny urządzenia elektronicznego uwzględniając jego strukturę mechaniczną. 3. Na podstawie dostarczonego prototypu urządzenia elektronicznego studenci wykonują następujące zadania projektowe: - rysunek techniczny płyty czołowej przyrządu; - na podstawie dostarczonego katalogu obudów i kaset systemu EURO wykonują specyfikację niezbędnych podzespołów elektromechanicznych urządzenia i przybliżony kosztorys. 4. Studenci zapoznają się z wybranymi technikami wykonywania okablowania międzymodułowego i specjalizowanymi narzędziami do wykonywania połączeń rozłącznych. 3

4 Moduł 2. Badania cieplnych warunków pracy urządzeń elektronicznych przez bezkontaktowe wyznaczanie rozkładu temperatury na powierzchni badanego obiektu 1. Umieścić na stole operacyjnym systemu do bezstykowego pomiaru temperatury badane urządzenie elektroniczne. Włączyć zasilanie badanego obiektu i odczekać 5 minut. 2. Uruchomić program Excel, nadać własną nazwę jak poniżej Plik Zapisz jako - <nr grupy_data> na pulpicie w folderze podanym przez prowadzącego, opisać kolumny arkusz kalkulacyjnego : A1 X, B1 Y: C1 Temperatura 3. Zmieniając położenie czujnika pirometrycznego systemu do bezstykowego pomiaru temperatury, wpisać do arkusza kalkulacyjnego kolejne dane pomiarowe (części ułamkowe oddzielać przecinkiem). 4. Uruchomić ze skrótu na Pulpicie program SigmaPlot) 5. Przenieść informacje wpisane do schowka w programie Excel do programu SigmaPlot wybierając polecenia Edit - Paste lub ikoną Paste. Sporządzić wykres trójwymiarowy ilustrujący rozkład temperatury w badanym obiekcie Następnym punktem pracy będzie wykonanie wykresu poziomicowego 4

5 D. Przykładowe pytania kontrolne 1. Co to jest podział funkcjonalny (poziomy) urządzenia elektronicznego w procesie poszukiwania koncepcji rozwiązania problemu? 2. Co to jest podział konstrukcyjny (pionowy) urządzenia elektronicznego w procesie poszukiwania koncepcji rozwiązania problemu? 1. Jakie są cele i zakres modularyzacji. 2. Omówić pokrótce podstawowe wybrane cechy charakterystyczne modułów zamienność funkcjonalna i wymiarowa, gęstość upakowania, niezawodność, podatność naprawcza, koszt i czas opracowania. 3. Podać przykłady stosowanych obudów i konstrukcjeinośnych elementy (podzespoły) mechaniczne, wsuwki, kasety, ramy stojaki, szafy itp. 3. Funkcja i istota połączenia elektrycznego. 4. Co to jest rezystancja połączenia (zestyku)? 5. Od czego zależy rezystancja połączenia? 6. Jakimi parametrami powinno charakteryzować się połączenie elektryczne? 7. Przykładowe kryteria wyboru połączenia. 8. Jak wykonuje się połączenie owijane i jakie są ich podstawowe rodzaje? 9. Właściwości połączeń owijanych. 10. Jak powstaje połączenie zaciskane, rodzaje połączeń? 11. Na czym polega połączenie lutowane? 12. Etapu procesu lutowania. 13. Od czego zależy jakość procesu lutowania? 14. Rola topnika w procesie lutowania. 15. Naprawa połączeń lutowanych. 16. Jakie są podstawowe funkcje podzespołów stykowych w sprzęcie elektronicznym? 17. Charakterystyka złącz krawędziowych dla obwodów drukowanych. 18. Charakterystyka złącz pośrednich dla obwodów drukowanych. 19. Porównanie złącz krawędziowych i pośrednich. 20. Wymienić główne czynniki narażeniowe dla urządzeń elektronicznych. 21. Podać najczęściej stosowane sposoby zabezpieczeń urządzeń elektronicznych przed szkodliwym wpływem czynników narażeniowych. 22. Co rozumiemy pod pojęciem kategoria klimatyczna podzespołów i urządzeń elektronicznych. E. Literatura 1. Kisiel R. Podstawy technologii dla elektroników, Poradnik praktyczny, Wydawnictwo BTC, Michalski J.: Technologia i montaż płytek drukowanych. WNT, Warszawa Okoniewski S. Technologia dla elektroników, WSiP 4. Karty katalogowe systemu kaset i obudów systemu EURO 5. Katalog podzespołów f-my ELFA 5