ЦЕЛИ РАБОТЫ:
- Разработать принципиальную схему соединений цифрового измерителя температуры;
- разработать печатную плату;
- изготовить печатную плату на фрезерном станке с ЧПУ.
1. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЙ
Рисунок 1 - Принципиальная схема соединений цифрового измерителя температуры
Описание элементов входящие в состав цифрового измерителя
- Arduino NANO
Рисунок 2 - Микроконтроллер Arduino NANO
- Четырехразрядный светодиодный индикатор с последовательной шиной
Рисунок 3 - Семисегментый четырехразрядный индикатор
Рисунок 4 - Распиновка индикатора
- DS18B20 - Цифровой измеритель температуры
Рисунок 5 - Распиновка датчика DS18B20
- Резистор R1 с сопротивлением 4,7кОм
- Конденсатор с емкостью 0,1мкФ
2. РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ ЦИФРОВОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
2.1. Трассировка печатной платы в программной среде Sprint Layout Для соединений элементов цифрового измерителя была разработана печатная плата в среде Sprint Layout.
Sprint Layout оборудован инструментами для формирования контактных площадок различной формы (как для выводного, так и для поверхностного монтажа), проводников, полигонов, текста и т.д. Размеры элементов можно изменять в широком диапазоне.
Размеры печатной платы были определены исходя из площади, необходимой для размещения всех элементов, элементов печатного монтажа и площади дополнительных зон. Печатная плата имеет следующий размер Для создания трассировки печатной платы использовались следующие инструменты программы Sprint Layout:
- Контакт, имеющий форму круга для создания контактной площадки присоединения элементов цифрового измерителя к плате;
- проводник для прорисовки токопроводящих дорожек между элементами цифрового измерителя.
Рисунок 6 - Печатная плата в среде Sprint Layout
Для того чтобы произвести печатную плату на станке с ЧПУ нужно полученную плату в программе Sprint Layout экспортировать в программу для редактирования векторной графики CorelDraw в формате PLT.
Рисунок 7 - Печатная плата в CorelDraw
Печатная плата в программу ArtCAM была импортирована из программы CorelDraw c расширением DXF.
В программе ArtCAM полученная плата была разбита на 2 слоя: отверстия и дорожки. Также были нанесены отверстия под крепёжные шурупы.
Рисунок 8 - Печатная плата в ArtCAM
Для создания управляющей программы плата была разделена на 3 траектории: сверления отверстий, гравировка дорожек и снятие лишней меди.
2.3.1. Сверление
Для сверловки отверстий взято сверло с диаметром 0,8 мм, частота вращения сверла 50 Гц. В настройках была указана толщина текстолита на котором делается плата которая составила 1,65 мм, глубина резания была взята с запасом 0,45 мм.
Рисунок 9 - Окно настроек сверления
2.3.2. Гравировка дорожек
Гравировка дорожек была осуществлена в режиме траектории обработки по профилю.
Для гравировки дорожек взят гравер шириной 0,3 мм, частота вращения гравера 200 Гц. Глубина резания взята 0,025 мм.
Рисунок 10 - Окно настроек обработки по профилю
2.3.3. Снятие лишней меди
Снятие лишней меди было осуществлено в режиме траектории выборки.
3. МОДЕРНИЗАЦИЯ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ ЦИФРОВОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Данная печатная плата разрабатывалась в той же среде, что и предыдущая версия, Sprint Layout. Новая плата содержит исправления ошибок, неучтенные в предыдущей версии, такие как:
- Большое расстояние между элементами цифрового измерителя;
- большое расстояние между дорожками печатной платы;
- неправильное соединение четырехразрядного семисегментного индикатора;
- отсутствие крепежных отверстий под четырехразрядный семисегментный индикатор;
- неправильное зеркальное расположение элементов.
Рисунок 11 - Модернизированная печатная плата в среде Sprint Layout
