INSTYTUT SYSTEMW ELEKTRONICZNYCH WEL WAT

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
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
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
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
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, 2005
2. Michalski J.: Technologia i montaż płytek drukowanych. WNT, Warszawa 1992
3. Okoniewski S. Technologia dla elektroników, WSiP
4. Karty katalogowe systemu kaset i obudów systemu EURO
5. Katalog podzespołów f-my ELFA
5