Разработка технологического процесса изготовления платы сопряжения персонального компьютера с датчиком движения

Содержание

Введение

Глава 1. Физико-технические принципы построения и нормативное регулирование производства плат сопряжения в России

1.1. Анализ функциональных схем и физических процессов преобразования сигнала в интерфейсных модулях датчиков движения

1.2. Обзор отраслевых стандартов и регламентов Росстандарта в области производства радиоэлектронной продукции гражданского назначения

Глава 2. Конструкторско-технологический анализ объекта проектирования и расчет параметров цепей

2.1. Выбор оптимальной компоновки электронных компонентов и расчет электрических параметров печатных проводников

2.2. Анализ тепловых режимов и электромагнитной совместимости платы сопряжения в составе системного блока персонального компьютера

Глава 3. Разработка промышленной технологии изготовления и организация системы контроля качества

3.1. Формирование технологической карты процесса сборки, монтажа и пайки изделия в условиях серийного выпуска

3.2. Разработка методики технического контроля и программы испытаний готовых изделий на соответствие эксплуатационным требованиям ГКРЧ и ГОСТ

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Разработка технологического процесса изготовления платы сопряжения персонального компьютера с датчиком движения

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы обусловлена интенсивным развитием систем автоматизации и «умного дома» в России, где интерфейсные модули для подключения датчиков движения к персональным компьютерам становятся ключевыми элементами реализации концепции Интернета вещей (IoT). Рост потребности в отечественной элементной базе и радиоэлектронной продукции гражданского назначения в условиях импортозамещения требует совершенствования технологических процессов производства печатных плат, соответствующих требованиям ГОСТ и стандартам Росстандарта. Печатные платы сопряжения, обеспечивающие аппаратную интеграцию сенсорных устройств с цифровыми системами обработки данных, должны сочетать высокую надежность, электромагнитную совместимость и технологичность конструкции при серийном производстве [3, c. 47].

Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе характеризуется наличием фундаментальных исследований в области конструирования радиоаппаратуры и технологии производства печатных плат. Работы специалистов ФГУП «НИИР», АО «Концерн Радиоэлектронные технологии» и профильных кафедр МИРЭА, МЭИ содержат методологические подходы к проектированию интерфейсных модулей, однако комплексное описание технологического процесса с учетом современных требований по электромагнитной совместимости и тепловым режимам для плат сопряжения с датчиками движения требует дополнительной систематизации.

Цель курсовой работы – разработать технологический процесс изготовления платы сопряжения персонального компьютера с датчиком движения с обеспечением требований серийного производства и соответствия отраслевым стандартам.

Задачи курсовой работы:

• проанализировать функциональные схемы и физические принципы преобразования сигнала в интерфейсных модулях датчиков движения;
• изучить отраслевые стандарты и нормативные документы Росстандарта, регламентирующие производство радиоэлектронной продукции;
• выполнить конструкторско-технологический анализ платы сопряжения с расчетом электрических параметров печатных проводников;
• провести анализ тепловых режимов и электромагнитной совместимости платы в составе системного блока;
• разработать технологическую карту процесса сборки, монтажа и пайки изделия в условиях серийного выпуска с системой контроля качества.

Объект исследования – технологический процесс изготовления печатных плат интерфейсных модулей.

Предмет исследования – конструкторские и технологические параметры платы сопряжения персонального компьютера с датчиком движения.

Методологическая база включает теоретические основы радиоаппаратостроения, методы расчета параметров печатных проводников, конструктивно-технологический анализ, моделирование тепловых процессов, инструментальные методы контроля качества печатных плат, нормативно-техническую базу: ГОСТ РВ 0015-002-2012, ГОСТ 2.001-2013 (ЕСКД), ГОСТ Р 51318.22-2006, ОСТ В 11 0999-99.

Научная новизна состоит в комплексном подходе к разработке технологического процесса, объединяющем конструкторский расчет электрических параметров, анализ электромагнитной совместимости и формирование технологической документации для серийного производства плат сопряжения.

Теоретическая значимость заключается в систематизации отечественных подходов к проектированию и изготовлению интерфейсных модулей, соответствующих современным требованиям радиоаппаратостроения.

Практическая значимость определяется разработкой технологической карты и программы испытаний, применимых на предприятиях радиоэлектронной промышленности Российской Федерации.

Структура работы включает введение, три главы (физико-технические принципы и нормативное регулирование; конструкторско-технологический анализ; промышленная технология и контроль качества), заключение и список использованной литературы.

ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И НОРМАТИВНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПЛАТ СОПРЯЖЕНИЯ В РОССИИ

1.1. Анализ функциональных схем и физических процессов преобразования сигнала в интерфейсных модулях датчиков движения

Интерфейсные модули сопряжения персональных компьютеров с датчиками движения представляют собой радиоэлектронные устройства, обеспечивающие прием аналогового или цифрового сигнала от сенсора, его первичную обработку, преобразование в формат, соответствующий протоколу обмена данными (USB, RS-232, I2C, SPI), и передачу в вычислительную систему. Физические принципы работы датчиков движения основываются на регистрации изменений параметров окружающей среды: инфракрасное излучение (пироэлектрические сенсоры), ультразвуковые волны (эффект Доплера), микроволновое излучение (радиолокационный принцип), изменение емкости или индуктивности. Пироэлектрические датчики, наиболее распространенные в системах безопасности и автоматизации зданий, регистрируют тепловое излучение человека в диапазоне 8–14 мкм посредством пироэлектрического элемента, генерирующего электрический сигнал при изменении температуры чувствительного элемента [1, c. 63].

Функциональная схема типового модуля сопряжения включает входной каскад с элементами защиты от перенапряжений и электростатических разрядов, предусилитель сигнала, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), микроконтроллер для предварительной обработки данных, интерфейсный контроллер (UART, USB-UART мост, I2C/SPI интерфейс) и узлы гальванической развязки для обеспечения электромагнитной совместимости и защиты интерфейсов персонального компьютера. В схемах на основе пироэлектрических датчиков выходной сигнал сенсора имеет амплитуду в диапазоне единиц – десятков милливольт, что требует применения операционных усилителей с низким уровнем собственных шумов (менее 10 нВ/√Гц) и коэффициентом усиления 100–1000. Для подавления синфазных помех и повышения помехоустойчивости применяются дифференциальные каскады и активные фильтры нижних частот с частотой среза 1–10 Гц [5, c. 112].

Пр

…