Контактні площадки та друковані провідники.

Контактні площадки служать для приєднання жорстких або гнучких виводів компонентів, а також для приєднання провідників, за допомогою яких комутаційна плата з’єднується з виводами корпуса.

Провідники служать для з’єднання між собою контактних площадок та печатних елементів мікрозбірки (опорів, конденсаторів, індуктивних котушок).

Для провідників та контактних площадок мають використовуватись матеріали з малим опором та хорошим щепленням з матеріалом підложки: електричний опір квадрату плівки проводячих слоїв повинно бути не менш 0,03 Ом.

Тонкоплівочні провідники та контактні площадки.. Для їх виготовлення найбільш часто застосовують алюміній або мідь. Для покращення щеплення провідника з підложкою зразу наносять шар ванадію товщиною 0,04 – 0,05 мкм, а потім шар алюмінію або міді товщиною 1,2 – 1,6 мкм.

Алюмінієві контактні площадки використовують в тому випадку, якщо гнучкі виводи компонентів будуть приєднувати до контактної площадки зваркою. Для спрощення технологічного процесу в цьому випадку умісно та провідники виконувати з алюмінію.

Товстоплівочні провідники та контактні площадки. При використанні товстоплівочної технології для отримання провідників та контактних площадок на підложку наносять провідникові пласти, наприклад, типу 3701 та 3711 і вжигають їх.

Особливості товстоплівочної технології не дозволяють отримувати провідники таких же розмірів, як при тонкоплівочної технології: ширину провідників та відстань між ними зазвичай роблять не менш 150 мкм.

2.4. Плівочні резистори. Для виготовлення резисторів застосовують велику кількість тонких та товстих плівок. Опір цих плівок характеризують значення опору шару.

На рис. 12.1. показана квадратна тонка пластина, через бокові грані якої проходить струм.

В табл. 12.3. приведені матеріали, які найбільш широко застосовуються для виготовлення тонкоплівочних резисторів.

Для виготовлення товстоплівочних резисторів застосовують пасти, які містять суміш срібла та паладію. Характеристики деяких паст для виготовлення товстоплівочних резисторів приведені в табл. 12.4.

2.5. Плівочні конденсатори. Плівочні конденсатори виконують в двох варіантах: трьохшарові конденсатори (рис. 12.4, а, б), які складаються з двох металічних обкладок, які розділені шаром діелектрика, та конденсатори планарної конструкції (рис. 12.4, в), в яких обидві обкладки нанесені на діелектрик та розміщені в одній площині. Якість і надійність тонкоплівочних схем в значній мірі визначаються якість та надійністю конденсаторів.

2.6. Мікросмугові лінії (МСЛ). При розробці конструкції мікрозбірок, які працюють в діапазоні метрових та більш коротких хвиль, необхідно враховувати вимоги, які пред’являють до лінії для передачі ВЧ сигналів.

В мікрозбірках для передачі ВЧ сигналів застосовують мікросмугові лінії.

Конструкція мікросмугової лінії повністю аналогічна конструкції смугової лінії.

Застосування тонкоплівочної та товстоплівочної технології дозволяє різко скоротити габарити таких ліній.

2.7. Плівочні індуктивні котушки. Вони мають відносно великі розміри, малу індуктивність, тому їх використовують рідко. Однак в практиці конструювання мікрозбірок зустрічаються випадки, коли без індуктивних котушок не вдається виконати мікрозбірку. Деякі варіанти виконання плівочних котушок показані на рис. 12.8. Мінімальні розміри провідників та зазорів приведені в табл. 12.7.

 

Д/з: Вивчити теоретичний матеріал.

 

Лекція 1 3

 

Тема: Компоненти мікрозбірок

 

План

1. Компоненти мікрозбірок

2. Кріплення та з’єднання компонентів мікрозбірки.

 

 

Література:

1. Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. – М.: Высшая школа, 1989 -  c.284-299

 

Після вивчення теоретичного матеріалу студенти повинні:

Знати компоненти мікрозбірок та їх кріплення;

Вміти правильно застосовувати різні компоненти мікрозбірок.

 

1. Компоненти мікрозбірок

 

При мікрозбірках використовують на ряду з активними приладами (діодами, транзисторами, інтегральні мікросхеми) інші навесні компоненти (конденсатори).

Активні компоненти для використанні в мікрозбірках та інших малогабаритних пристроях виготовляють в малогабаритних корпусах, в безкорпусному виконанні або на стрічкових носіях. Розміри безкорпусних компонентів значно менші, ніж у корпусних.

Безкорпусні компоненти мають вологозахист у вигляді плівки емалі, лаку або компаунда товщиною 0,2-0,4 мм. Така плівка не може забезпечувати захист кристалу від вологості повітря. Тому безкорпусні компоненти використовують тільки в мікрозбірках, які мають герметичний корпус.

Ці компоненти повинні задовольняють основним вимогам:

1) займати мінімальну площу на поверхні комутаційної плати;

2) допускати можливість автоматизованої збірки та монтажу;

3) забезпечити високу надійність монтажних з’єднань;

4) допускати можливість автоматизованої перевірки компоненту перед встановленням на комутаційну плату.

Безкорпусні напівпровідникові діоди, транзистори або мікросхеми можуть мати виводи наступних конструкцій:

1) жорсткі виводи – столбікові або кулькові;

2) гнучкі виводи із проволоки діаметром 30-50 мкм;

3) балочні виводи на стрічкових носіях.

Жорсткі виводи отримують гальванічним нарощуванням міді або золота на алюмінієві контактні площадки кристалу. Зовнішній вигляд цієї мікросхеми з такими виводами зображений на рис. 12.13.

Однак, як показав опит, такі виводи не забезпечують високу надійність електричного контакту при тривалій експлуатації. Тому безкорпусні мікросхеми з жорсткими виводами не рекомендується використовувати в апаратурі, розрахованій на великий строк служби.

Гнучкі виводи (рис. 12.14) отримують приварюванням золотої або алюмінієвої проволоки до контактних площадок кристалу. Таке з’єднання забезпечує високу надійність електричного контакту.

Гнучкі виводи можна з’єднувати з комутаційною платою за допомогою напівавтоматичних зварювальних установок. Тому кристали з гнучкими виводами широко використовують при виготовленні мікрозбірок.

Для багатовиводних мікросхем розроблені спеціальні корпуси; на рис. 12.13, а зображений керамічний корпус, на рис. 12.13, б – пластмасовий.

Керамічний корпус має гарну герметизацію, що дозволяє забезпечити високу надійність встановленої в ньому мікросхеми.

Мікрокорпуси мають велику кількість виводів, а габаритні розміри їх в декілька разів менше, ніж у звичайних корпусів.

Пластмасові мікрокорпуси розраховані на встановлення напівпровідникових приладів та мікросхем з меншою кількість виводів. Такі корпуси мають меншу вартість, але забезпечують менш надійну герметизацію ніж керамічні.

До переваг мікрокорпусів треба віднести й те, що процес перевірки мікросхем перед встановленням та процес встановлення можуть бути автоматизовані.

Зараз часто використовується спосіб формування у кристала балочних виводів за допомогою стрічкового носія. На рис. 12.13, в зображений такий спосіб.

Для стрічкових носіїв використовують широку номенклатуру полімерних плівок. Найбільш відомим є поліїмідна плавка, тому що вона обладає гарними механічними якостями та теплостійкістю (дозволяє виконувати термокомпресорну зварку та пайку кремнію і золота при температурі 673К); температурний коефіцієнт лінійного розширення поліїміда близький до коефіцієнту лінійного розширення міді та алюмінію.

 

2. Кріплення та з’єднання компонентів мікрозбірки.

 

Способи кріплення та приєднання компоненту залежать від конструкції компоненту та конструкції його виводів.

Компоненти з гнучкими виводами закріплюють до комутаційної плати за допомогою клею або пайкою. Найбільш часто застосовують приклейку, використовуючи для цього клей на епоксидній основі, наприклад ВК – 9. для підвищення теплопровідності в клей в якості наповнювача додають нітрид бора.

Гнучкі виводи компонентів приєднують до контактних площадок пайкою або сваркою (рис.12.14). Сварка забезпечує більш високу якість з’єднання, оказує менший вплив на сусідні елементи, які розташовані на комутаційній платі.

При термокомпресіонній зварці проволока, яка приєднується, придавлюється до контактної площадки нагрітим інструментом. За рахунок взаємозв’язку нагріву та тиску забезпечується взаємна дифузія матеріалу виводу та контактної площадки. Схема процесу термокомпресіонної зварки з використанням електрода, який має отвір, показана на рис.12.15.

 

Д/з: Вивчити теоретичний матеріал

 

Лекція 14

 

Тема: Конструкторська документація на ГІС.

 

План

1. Основні відомості.

 

Література:

1. Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. – М.: Высшая школа, 1989 -  c.284-299

 

Після вивчення теоретичного матеріалу за даною темою студенти повинні:

Знати конструкцію ГІС, вимоги до розробки конструкторської документації;

Вміти розробляти ескізи топології.

 

1. Основні відомості.

В таких схемах пасивні компоненти (R, L, C) виготовляють на ізоляційних підложках нанесенням на них плівок, а активні елементи (транзистори та діоди) виготовляють в кристалі, який монтують на підложці з пасивними компонентами. До числа гібридних відносять також багатокристальні схеми, це мікросхеми, які складають з декількох кристалів, які з’єднані між собою та змонтований в одному корпусі.

У випадку, якщо пасивні компоненти з необхідними характеристиками (конденсатори великої ємності) не можна отримати методами тонкоплівочної технології, в гібридній мікросхемі можна встановити малогабаритні дискретні компоненти.

Окремі компоненти гібридної схеми можуть з’єднуватися між собою струмопровідними плівочними провідниками, які нанесені на підложку.

Будь-яка інтегральна мікросхема має герметичний корпус, який захищає кристал та ін. елементи від зовнішніх впливів.

Мікросхеми – це виріб, який виконує визначену функцію перетворення та обробки сигналів, та призначений для широкого застосування в різноманітних видах апаратури.

Конструкція та технологічний процес виготовлення мікросхем відробляється в розрахунку на масове виробництво, їх виготовляють спеціалізовані підприємства.

Мікрозбірка – це гібридна мікросхема місцевого застосування, яка може складатися з резисторів, конденсаторів, корпусних чи безкорпусних діодів, транзисторів ті мікросхем, а також інших елементів, які з’єднані між собою необхідним чином.

Схему та конструкцію мікрозбірки розробляє конструктор РЕА, в якій вона буде використовуватись. Технологічний процес виготовлення розробляється виходячи з потреби в тих виробах, для яких вона призначена.

Конструювання апаратури з застосуванням мікрозбірок крім зменшення об’єму та маси повинно забезпечувати підвищення надійності апаратури та створювати умови уніфікації схемних та конструктивних рішень.

Кожна мікрозбірка складається з комутаційної плати, елементів, компонентів та при необхідності корпуса.

Елемент – частина мікрозбірки, яка реалізує функцію якого-небудь електрорадіоелемента, яка виконана нероздільно від комутаційної плати та не може бути виділена в самостійний виріб з точки зору вимог виготовлення та експлуатації. Прикладами елементів мікрозборок є резистори та індуктивні котушки, які виконані шляхом нанесення плівок безпосередньо на комутаційну плату.

Компонент – частина мікрозбірки, яка реалізує функцію якого-небудь електрорадіоелемента, яка може бути виділена як самостійний виріб. прикладами компонентів є транзистори, об’ємні конденсатори, та резистори, які встановлюються на комутаційну плату.

На комутаційній платі розташовують також плівочні провідники, які з’єднують елементи і компоненти, а також контактні площадки, які служать для приєднання виводів компонентів та плати к виводам корпусу.

По конструктивному виконанню мікрозбірки підрозділяють на плоскосні та об’ємно-плоскосні.

У мікрозбірки плоскосної конструкції елементи та компоненти розташовані на одній площині, а у мікрозбірки об’ємно-плоскісної конструкції – на двох та більше площинах.

 

Лекція 15

Тема: Компоновка радіоелектронної апаратури.

 

План

1. Одноблочні та багатоблочні конструкції.

2. Функціональний модульний метод компоновки.

3. Базові несучі конструкції.

4. Ячейки та блоки.

5. Стійки.

 

Література:

1. 1. Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. – М.: Высшая школа, 1989 -   с. 362 – 390

 

Після вивчення теоретичного матеріалу студенти повинні:

Знати методи компоновки, конструкцію РЕА;

Вміти розробляти конструкції РЕА.

 

1.Одноблочні та багатоблочні конструкції.

 

Компоновка радіотехнічного виробу – частина процесу конструювання. На цьому етапі визначаються форма та габаритні розміри всього апарату, а також взаємне розташування окремих вузлів, деталей, блоків. Від якості компоновки в значній мірі залежать технічні, технологічні та експлуатаційні характеристики виробу, а також його надійність.

Конструктор повинен шукати такі компоновочні рішення, які повинні задовольняти наступним вимогам:

а) між окремими вузлами, приборами та блоками повинні бути відсутніми значні паразитні електричні взаємозв’язки, які впливають на технічні характеристики виробу; теплові та механічні впливи елементів конструкції на повинні значно погіршувати їх технічні характеристики;

б) взаємне розташування елементів конструкції повинно забезпечити технологічність збірки та монтажу з урахуванням використання автоматів та напівавтоматів, легкий доступ до деталей контролю, ремонту та обслуговування;

в) розташування та конструкція органів управління та розрахункових приладів повинні забезпечити максимальну користь для оператора;

г) виріб повинен задовольнити потреби технічної естетики;

д) габарити та маса виробу повинні бути мінімальні.

Однак зазначимо, що габарити і маса виробу в значній мірі залежать від прийнятих схемних рішень та використаних радіоелементів. Різке скорочення габаритів і маси було отримано при переході від лампових схем до схем на напівпровідникових приладах. Такий перехід супроводжувався зменшенням потужності апарату та зниженням напруги, що надало можливість разом з напівпровідниковими елементами використовувати малогабаритні малопотужні резистори, конденсатори та інші малогабаритні радіоелементи. Ще більший ефект проявляється при широкому використанні в апаратурі мікросхем та мікрозбірок.

Сучасна складна радіотехнічна система може складатися з десятків тисяч елементів масою від декількох грамів до десятків кілограмів. Спроба створити систему у вигляді одного пристрою приведе до абсурдних результатів: вона буде не зручна при транспортуванні та розміщенні, складний ремонт та експлуатація, система буде мати погану технологічність та надійність. Тому сучасні складні радіотехнічні пристрої зазвичай поділяють на прилади.

 

2.Функціональний модульний метод компоновки.

Тривалий час радіоелектронна апаратура розробляється на основі блочного методу конструювання, який передбачав розділення апаратури на блоки. При цьому кожний блок мав шасі, на яке встановлювались радіолампи, друковані плати та інші елементи схеми та конструкції виробу.

Висока складність сучасної РЕА, яка побудована з застосування мікросхем різного типу, мікрозбірок та інших сучасних ЕРЕ викликала необхідність пошуку таких конструктивних та компоновочних рішень, які б дозволили задовольняти наступним вимогам:

1) висока степінь мікромініатюризації апаратури в цілому;

2) широка уніфікація елементів в конструкції;

3) можливість паралельної збірки та регулювання складових частин РЕА;

4) забезпечення високої експлуатаційної надійності апаратури багаторазової дії за рахунок швидкої заміни складових частин;

5) можливість проведення модернізації окремих складових частин.

Вказані вимоги в значній мірі вдається виконувати, застосовуючи функціонально-модульний метод конструювання разом з впорядкованою структурою ділення апаратури на складові частини.

Обидва принципи полягли в основу системи базових несучих конструкцій, які широко застосовуються при конструюванні РЕА.

Суть функціонально-модульного методу компоновки складається в тому, що весь пристрій поділяється на окремі конструктивно-закінчені складальні одиниці – модулі. Зазвичай стараються робити так, щоб модулі мали однакові розміри, або ж в крайньому випадку два розміри були однакові, а третій був кратний якому-небудь значенню.

Це дозволяє зручно, без втрати об’єму компонувати з модулів, як з паралелепіпедів, конструктивні споруди більш високого рівня.

В зв’язку з постійним ускладненням апаратури виконання вимог по надійності становиться все більш складною задачею. Одним з параметрів, який характеризує фактичну надійність виробу, є середній час, який затрачується на пошук та усунення недоліків.

Якщо пристрій поділений на окремі легкоз’ємні модулі та мається запасна власність, то необхідно знайти тільки модуль, в якому знаходиться елемент, який відказав.

 

3. Базові несучі конструкції.

 Несучою конструкцією електронного модулю або пристрою називають елемент або сукупність елементів конструкції, яка призначена для розміщення складових частин апаратури та забезпечення їх стійкості к впливу в заданих умовах експлуатації.

Несучі конструкції повинні забезпечувати:

1. Можливість конструювати апаратуру з використанням модульного принципу.

2. Високий рівень мініатюризації апаратури.

3. Високу надійність апаратури.

4. Технологічність конструкції.

5. Нормальний тепловий режим апаратури.

6. При необхідності захист апаратури від дії вібрації та ударів, від дії повітря з підвищеною вологістю та від зміни тиску навколишнього середовища, від дії проникаючої радіації.

7. Електромагнітне екранування апаратури.

8. Безпечні умови для персоналу.

9. Високі ергономічні характеристики.

Розробка несучих конструкцій – трудоємкий процес, зв’язаний з великими витратами часу. Послідуючий запуск несучих конструкцій у серійне виробництво також потребує великих матеріальних витрат для виготовлення нестандартного обладнання та розробки технологічного процесу.

 

4. Чарунки та блоки.

4.1. Уніфіковані базові несучі конструкції чарунок. Конструктивною основою чарунок, призначених для використання в РЕА 3-го покоління, в якій використовуються мікросхеми на корпусовані мікрозбірки разом з дискретними ЕРЕ, є одношарова та багатошарова друкована плата, на якій встановлюються ЕРЕ.

Всі уніфіковані базові несучі конструкції чарунок є легкоз’ємними і тому мають у своєму складі електричний з’єднувач.

Розміри друкованих плат, які використовуються у чарунках типу ЯУ1, приведені в табл. 15.2.

Один із варіантів конструкції ЯУ1 показаний на рис. 15.4.

4.2. Уніфіковані базові несучі конструкції корпусів блоків. На ряду з уніфікованими базовими несучими конструкціями чарунок розроблені уніфіковані базові конструкції блоків. Приклад такої конструкції показаний на рис. 15.9. Це шасі, призначене для установки в нього чарунок типу ЯУ3.

На рис. 15.10. показана конструкція блоку типу Б6. Характерною особливістю цього блоку є те, що чарунки видвигаються з блоку в горизонтальному напрямку.

 

 

4.3. Книжна конструкція кріплення чарунок. Приклад виконання книжної конструкції показаний на рис. 15.11. 

 

 

Блок складається з декількох чарунок, кожна з яких, обертається навколо своєї вісі, може відкидатися, як сторінка книги. Відповідна чарунка показана на рис. 15.12.

 

 

4.4. Перспективні конструкції чарунок для апаратури 4-го покоління.

Не складно уявити, що в кожній мікросхемі, кожній мікрозбірці кристал або ізоляційна основа зі схемою займають невеликий процент від об’єму мікрозбірки та мікросхеми або від площини, займаної ними на друкованій платі. Основний об’єм та площа «витрачається» на конструювання корпусу, його контактів та з’єднань між контактними площадками кристалу та виводами корпусу.

Тому застосування безкорпусних мікрозбірок може дати суттєве скорочення об’єму апаратури.

При цьому необхідно враховувати, що герметизація дуже сильно ускладнює ремонт чарунок та блоків. Це значить, що час, який витрачається на ремонт, підвищується, вартість ремонту теж підвищується, а кількість ремонтів, яка може витримати чарунка або блок, зменшується; для виконання ремонту необхідно складне технологічне обладнання.

 

5. Стійки.

Блоки можуть встановлюватись безпосередньо на об’єкті або з них можуть формуватися більш складні пристрої – стійки (рис. 15.16).

 

 

Зазвичай стійка має каркас, виконаний з фасонних профілей та стінки з листового металу. Вони створюють кожух стійки.

Кожного блока, який встановлюється в стійку, на задній стінці повинен бути встановлений електричний з’єднувач.

Друга половина з’єднувача має бути закріплена на задній стінці стійки. За допомогою прокладеного по задній стінці жгута всі з’єднувачі стійки з’єднуються один за одним відповідності до схеми виробу. Передню панель блоку кріплять до стійці гвинтами. Щоб виключити зміщення задній частини блоку, на задні частині каркасу стійки встановлюють направляючі втулки. В них входять направляючі штирі, встановлені на блоці.

Розглянемо, які вимоги пред’являються до корпусу та кожуху окремого пристрою або стійки.

1. Корпус та кожух повинні забезпечувати нормальний тепловий режим апаратури.

2. Корпус та кожух повинні забезпечувати захист усіх розташованих в ньому елементів від механічних подразнень в процесі експлуатації та транспортування виробу.

3. В конструкції корпусу повинні бути спеціальні місця для укладки жгутів, які з’єднують окремі блоки.

Часто в стійках приходиться укладати велику кількість жгутів. Такі способи кріплення показані на рис. 15.18.

 

4. Корпус та кожух повинні забезпечувати легкий доступ до розташованих в них блоках для ремонту та заміни.

5. Кожух повинен забезпечувати безпеку людини, яка обслуговує виріб. Кожух повинен мати земляну клему, яка забезпечує надійне його заземлення. Виконання цієї вимоги необхідно для захисту персоналу від ураження електричним струмом.

6. Кожуха переносної апаратури повинні мати ручки або інші пристрої.

7. Кожухи усі пристроїв повинні мати місце для зручного захвату пристрою руками при перенесенні у процесі упаковки, монтажу на об’єкті, демонтажу.

8. Габарити кожуху повинні дозволяти легко проносити його через дверні проєми та люки, які є на об’єкті, де буде установлений пристрій.

9. Конфігурація корпусу повинна дозволяти економічно розташовувати виріб у приміщенні, де буде експлуатуватися апарат.

10. Стаціонарно встановлюємі корпуси повинні мати пристрої для закріплення виробу на об’єкті.

 

 

Д/з: Вивчити теоретичний матеріал

 

 

Лекція 16

Тема: Способи компоновки.

 

План

1. Загальні відомості.

2. Аналітична компоновка.

3. Модельна та аплікаційна компоновка.

4. Графічна компоновка.

 

Література:

1. Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. – М.: Высшая школа, 1989 -    с.391-398.

 

Після вивчення теоретичного матеріалу за даною темою студенти повинні:

Знати способи компоновки;

Вміти виконувати компоновку печатного модуля.

 

1. Загальні відомості.

Для компоновки блоків радіоапаратури необхідно мати принципову електричну схему пристрою, а також габаритні та установочні креслення деталей, вузлів і приладів, які входять в загальну схему. Повинні бути знайомі вузли, параметри яких оператор буде змінювати при експлуатації і, дані, які характеризують призначення і умови експлуатації апарату.

 

2. Аналітична компоновка.

Її виконують на начальних етапах проектування апаратури з вимогою отримання загальних характеристик, на основі яких складається перші уявлення про деякі конструктивні параметри виробу.

Наприклад, якщо розрахувати суму об’ємів, які займають ЕРЕ і спеціальні пристрої у складі РЕА та цю суму поділити на коефіцієнт К_v, який характеризує заповнення об’єму радіоелементами і спеціальними пристроями, то отримане число з деякою точністю буде характеризувати об’єм апаратури.

Гарні результати аналітична компоновка дає при розрахунках розмірів друкованих плат, схема яких побудована з використанням мікросхем в однотипних корпусах або інших однотипних елементах.

Такі випадки зустрічаються на практиці дуже часто, особливо при проектуванні цифрових пристроїв. В цьому випадку вводять поняття «шаг встановлення мікросхеми на платі», обирають значення перефирійної зони плати, незайнятою мікросхемами і друкованими провідниками, та призводять розрахунок кількості мікросхем, яку можна розмістити на платі заданих розмірів.

 

3. Модельна та аплікаційна компоновка.

При використанні цих методів компоновку проводять з використанням об’ємних або плоских моделей ЕРЕ. Об’ємні моделі виготовляють із будь-яких легкооброблюємих матеріалів. Іноді замість об’ємних моделей використовують деталі, які необхідно розмістити.

Аплікації – це пласкі моделі ЕРЕ, які виготовлені із бумаги або картону. Іноді аплікації виробляють з тонкої листової сталі та для розміщення елементів використовують спеціальні шаблони, які оснащені постійними магнітами. На цей шаблон на цей шаблон накладають лист паперу, а на нього аплікації елементів. Аплікації добре утримуються на шаблоні та при необхідності можуть бути легко зміщенні для вибору оптимального розміщення. Цю компоновку використовують при проектуванні одно- та двостороннього монтажу.

За допомогою модельної компоновки знаходять оптимальне взаємне розположення деталей, на основі якого роблять збіркове креслення.

 

4. Графічна компоновка.

Її виконують на листі паперу кресленням контуру деталей, що компонуються. Графічна компоновка – дуже трудоємка операція. Щоб знайти найкраще розташування деталей, конструктору треба виконати декілька варіантів компоновки. Тому графічну компоновку треба виконувати, коли вже знайшли оптимальний варіант розміщення деталей.

Компоновка починається з розміщення органів керування і відлікових пристроїв на передній консолі. Одночасно провадять попереднє розміщення керуємих вузлів на передній консолі та шасі. Органи, які при експлуатації використовуються рідко, не мають рукояток, їх розташовують в середині апарата навпроти спеціальних отворів, через які за допомогою викрутки встановлюють в необхідне положення.

Паралельно з розміщення керуємих вузлів та органів керування можна компонувати малогабаритні елементи схеми на секціях.

Після закінчення компоновки на секціях приступають до компоновки секцій та окремих крупногабаритних елементів, які треба розташовувати на шасі апарата. Компоновку виконують використовуючи плоскі макети деталей в декількох проекціях.

 

 

Лекція 17

 

Тема: Основи інженерної психології. Засоби відбиття інформації.

 

План

 

1. Загальні відомості.

 

Література:

1. 1. Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. – М.: Высшая школа, 1989 -  . с. 398-400

 

Після вивчення теоретичного матеріалу за даною темою студенти повинні:

Знати основи інженерної психології;

Вміти застосовувати певні питання.

 

1. Загальні відомості.

 

В сучасній РЕА широко використовуються мікропроцесорні прилади, що дозволяє суттєво підвищити рівень автоматизації процесів керування апаратурою, а також об’єктів, на яких вона встановлена. Проте дуже часто повної автоматизації процесів управління досягти не вдається; у цьому випадку найбільш складні та відповідальні рішення по управлінню об’єктом покладають на оператора. Тому при конструювання РЕА повинні враховувати психофізичні та анатомічні особливості людини. Вивчанням цих питань займається наука, яка зветься інженерною психологією.

Процес управління об’єктом може бути представлений у вигляді сукупності наступних елементарних дій:

- сприйняття показників індикаторних приладів об’єкту що управляється;

- аналіз показників індикаторних приладів та прийняття рішень про необхідні дії (командах управління);

- вплив на органи управляння об’єктом;

реакція об’єкту на команди управління, робота по веденій програмі, зміна показників індикаторних пристроїв. Після цього цикл процесу управління об’єктом повторюється. В цьому представленні людина-оператор може розглядатися, як «машина», яка приймає інформацію, перероблює її та видає в іншій формі, у вигляді дій що управляються. Для того щоб людина-оператор міг виконувати цю функцію з мінімальною кількістю помилок, повинні виконуватись наступні умови:

а) конструкція індикаторних приладів, їх розташування, темп оновлення інформації в максимальній мірі повинні відповідати характеристикам тих органів почуття, при допомозі яких оператор сприймає інформацію;

б) конструкція робочого місця оператора, розташування і конструкція органів управління повинні відповідати анатомічним і психофізичним характеристикам оператора;

в) умови, в яких знаходиться оператор (температура навколишнього повітря, вологість, освітленість та ін.) мають бути комфортними.

Фізіологічні та анатомічні фактори, які визначають конструкцію приладів. Людина-оператор отримує інформацію від зовнішніх приладів з допомогою зору, слуху, дотику.

Зір. Найбільшу частину інформації, яка необхідна для процесу управління, оператор отримує за допомогою зорового аналізатора. Його «вхідним пристроєм» є око. Він містить у собі – своєрідну лінзу, яка, змінюючи свою форму, проектує зображення предмету на сітківку. Сітківка має палички та колбочки, які під дією світу збуджують зорові нерви, зв’язані з відповідними областями головного мозку.

Колбочки забезпечують високу гостроту зору (можливість розрізняти малі предмети) при денному освітленні, а також кольоровий зір.

Палички забезпечують сутінковий зір – можливість розрізнювати погано освітлені предмети. Острота сутінкового зору значно гірше, ніж денного. Око може пристосовуватися до зміни освітлення розглядаємого предмету в широких межах. Ця якісь називається адаптацією. Час, необхідний на адаптацію, залежить від того, як сильно змінюється освітлення розглядаємого предмету, та може досягати десятків секунд. Тому важливо не змінювати різко освітлення в приміщення, де знаходиться оператор.

Розрішаюча можливість ока складає 3-12 кутових хв. Це означає, що око може чітко розрізнювати два предмети, віддалених від нього, якщо довжина між ними така, що, кут, під яким видно цю відстань, не менш вказаної. Така розрішаюча можливість має місце тоді, коли час розглядання не менш 0, 5 сек.

Час наведення ока на задану точку складає 0,15 сек.

Оптимальна відстань від ока до шкали складає 300-500 мм.

При суттєвому збільшенні відстані вірогідність помилкового відліку різко підвищується. На рис. 15.24 приведена межа поля чорно-білого та кутового зору для лівого ока; для правого ока конфігурація зору симетрична.

Слух. Слуховий аналізатор включає до себе барабанну перепонку та систему слухових кісточок, збуджуючих кінчики нервових волокон.

Людина може сприймати звукові коливання, частота яких лежить в межах від 20 до 20000 Гц.

Чуттєвість звуку залежить від звукового тиску, який створюється джерелом звуку; звуковий тиск виражають в паскалях.

Поріг чутності при частотах 2-4 кГц складає 20 Па.

При підвищенні або зниженні частоти порогу чутності великий вплив оказує рівень шуму в приміщенні, наявність інших сигналів та ряд інших факторів. Для впевненого прийому звукового сигналу час його дії повинен бути не менш 0,5 сек.

Людина може розрізнювати напрямки приходу сигналів: без повороту голови можна розрізнювати 2 сигнали, якщо кут між напрямками на них перевищує 20^о, з поворотом голови – якщо кут не перевищує 4^о.

 

Д/з: Вивчити теоретичний матеріал

 

 

Лекція 18

 

Тема: Основи художнього проектування.

 

План

1. Загальні відомості.

 

Література:

1. Антонович Є. А., Василишин Я. В., Шпільчак В. А. Російсько-український словник-довідник з інженерної графіки, дизайну та архітектури: Навч. посібник. - Львів: Світ, 2001. - 240 с.

2. Волкотруб И. Т. Основы художественного конструирования. - К.: Вища школа, 1988. - 191 с.

3. Зинченко В. П., Мунипов В. М. Основы эргономики. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979. - 344 с.

4. Макарова М. Н. Перспектива. Учебное пособие для студ. пед инст. по худ. граф. спец. - М.: Просвещение, 1989. - 191 с.

5. Нестеренко О. И. Краткая энциклопедия дизайна. - М.: Молодая гвардия, 1994. - 315 с.

6. Лазарев Е. Н. Дизайн машин. - Л.: Машиностроение, 1988. - 256 с.

7. Лазарев Е. Н. Бионика и художественное конструирование. - Л.: ЛДНТП, 1971. - 32 с.

8. Ратнічин В. М. Перспектива. - К.: Вища школа, 1977. - 135 с.

9. Сапего И. Г. Предмет и форма. - М.: Советский художник, 1984. - 304 с.

10. Сомов Ю. С. Композиция в технике. - М.: Машиностроение, 1977. - 272 с.

11. Федоровский Р. Ф. Техническая эстетика и эффективность использования техники. - М.: Знание, 1974. - 245 с.

12. Шпара П. Е., Шпара И. П. Техническая эстетика и основы художественного конструирования. - Киев, 1989. - 247 с.

 

1. Загальні відомості.

В художньому проектуванні, як і в будь-який іншій творчій діяльності, склалися і постійно розвиваються власні техніка і технологія - матеріали, інструменти, проектна мова, засоби і прийоми роботи. Володіти ними досконало необхідно для успішного вирішення задачі, що постає перед проектувальником - створити новий, у всіх відносинах якісний виріб, що цілком реалізує його творчі можливості. Це найважливіша умова майстерності художника-конструктора, без якого будь-які ідеї та задуми залишаються тільки наміром.

 

В сучасному художньому проектуванні застосовують дві спеціальних проектних мови, які доповнюють евристичні можливості одна одної, тобто можливості, пов'язані з творчим пошуком найкращого рішення проектної задачі. Це мова проектної графіки, і мова так званого об'ємного проектування - макетування і моделювання.

Види проектної графіки. Існують різні види проектної графіки: лінійне зображення, монохромне (одноколірне) зображення, виконане в техніці відмивання, і поліхромне (багатобарвне) зображення. Застосування того чи іншого виду графіки залежить від характеру об'єкта проектування, від виду проекцій його зображення (перспектива, розріз, ортогональ) і загального композиційного задуму.