Разработка конструкции регистратора и тарификатора исходящих звонков

 

      Исходя  из принципа работы прибора, составлена схема электрическая функциональная

        

Рис. 1: Схема электрическая функциональная 
 
 

Выбор варианта конструкции  корпуса и разработка лицевой  панели.

        

    Рассмотрим  теперь какие варианты корпуса могут  использоваться при конструирования  устройства, и выберем наиболее оптимальную  форму. Выбор формы будет осуществляться согласно заданию, т.е. из расчета хорошей  ремонтопригодности, возможности перевозить всеми видами транспорта без каких  либо негативных последствий.

    Но  специфика данного прибора накладывает  некоторые другие условия. Прежде всего, оно должно быть максимально привлекательным  с точки зрения дизайна, удобным  в использовании, т.е. занимать по возможности  меньшее пространство.

Рис. 2 Варианты формы корпуса. 

     Вариант корпуса на рис. 2.1 характеризуется  квадратным корпусом и малой высотой. В таком корпусе печатную плату лучше расположить в горизонтальном положении. Разъемы для соединения с ТА будут расположены на одной половине прибора, а печатная плата с другой стороны, это сделано для сохранения центра тяжести в центре прибора. Это улучшает устойчивость конструкции.

       Вариант корпуса на рис. 2.2. В  этом корпусе плата размещена  вертикально и крепится на  боковой стенке. В нижней части располагаются разъемы для соединения с ТА. Таким образом основной вес прибора расположен в нижней его части. Данная конструкция меньше остальных вариантов по ширине и длине, но значительно превосходит их по высоте. Из недостатков: прибор с такой высотой и достаточно маленьким основанием не обладает хорошей устойчивостью, а также плохая ремонтопригодность.

     Корпус  на рис. 2.3. Такая форма корпуса  хороша для переноски, сверху будет  ручка. Печатная плата и разъемы расположены в одну линию. Данная конструкция устойчива, но габариты ее велики. Поскольку на лицевой панели большое количество элементов, лицевая панель будет широкой, и по краям прибора будет много свободного места.

          Наиболее предпочтительным вариантом  выглядит корпус на рисунке  2.1. 

     Регистратор и тарификатор исходящих звонков будет располагаться на горизонтальной поверхности.

     К выбору ЛП нужно подходить не только с точки зрения дизайна,  что  на самом деле играет не малую роль, но и  с точки зрения относительно не сложной её практической реализации.

     Исходя  из  описания принципа действия прибора  и схемы электрической принципиальной, можно составить таблицу с  данными о наличии и размерах элементов, находящихся  на лицевой, задней и боковой панели.

       На рисунках 3.1-3.3 приведены возможные варианты компоновки лицевой панели. Рассмотрим каждый из вариантов.

    Рис.3.1. Вариант лицевой панели. 

    Рис.3.2. Вариант лицевой панели.

    Рис.3.3. Вариант лицевой панели.

     Рассмотрим  рисунки. Они особо не отличаются друг от друга.

     Вариант лицевой панели на рисунке 3.1. не подходит из-за неудачного расположения кнопки «Вкл.», в таком положении она находится на краю лицевой панели в лежащем положении и не подходит по эстетическим параметрам. Недостатком лицевой панели на рисунке 3.2. является неправильное расположение светодиодов. Они расположены очень низко и в силу физиологических особенностей не подходит для работы за этим прибором, т.к. во время работы рука оператора будет закрывать их. Наиболее удачно элементы расположены на рисунке 3.3, все элементы находятся на одной линии.

     Итак, взвесив все “за” и “против”, выбираем лицевую панель, показанную на рисунке 3.3. Данный вариант наиболее привлекателен и функционален.   
 
 

Компоновка  прибора. 

      На рисунке 4 показано  размещение  ФУ в приборе .

    

    а)

 

    б) 

    Рис.4. Размещение ФУ в приборе: а – вид  сверху; б – вид сбоку 
 

Расчет  размеров корпуса. 

Исходные  данные для проектирования корпуса  представлены в таблице 1.

Таблица 1.

 

     При механической сборке зазор можно  представить в виде совокупности слагаемых:

     где   GZ - гарантированный зазор (GZ = 2⁺ 0,5 мм)

      Xi, X i+1 - допуски на размеры Xi, X i+p (если рассматривают зазор между деталью и корпусом, то второй деталью считают корпус без зазоров)  

      Xi = 0, 01×Xi  

      Xip, X (i+1)p - допустимый прогиб i и i+1 частей

      Xip = 0,01× max (Yi,Zi)  

     Для расчета зазоров находятся приближенные размеры корпуса при условии  равенства нулю зазоров между  частями прибора. 

    Таблица 2.

 
 

Расчеты зазоров.

Таблица 3.

 

    Окончательные внутренние размеры корпуса.

 

    Таким образом, внутренние размеры корпуса  для размещения составных элементов  прибора должны быть не менее

                   XK·YK·ZK = 169,35·165·39,77 мм.  
 
 
 

Расчет  размеров печатной платы. 

    Для того чтобы правильно рассчитать размеры печатной платы, необходимо принимать во внимание все составляющие. Недостаток, которых может привести к ошибочному определению размеров печатной платы.

   

    Рис.3. Размеры и размещение областей на печатной плате 

     Краевые поля X1,X2,Y1,Y2 – необходимые для удобства изготовления и закрепления платы. Размеры краевых полей X1,X2,Y1,Y2 выбираются, прежде всего, исходя из способа закрепления платы в приборе. Крепление осуществляется винтами, значит в месте установки винтов размеры полей должны превышать диаметр головки винта, а в остальных местах ширина поля выбирается кратной шагу координатной сетки.

     Для платы был выбран шаг координатной сетки  2,5 мм.

     Для обеспечения минимизации размеров печатной платы, а следовательно, и  всего прибора выберем  X1=X2=Y2=2,5мм.Y1=0.5мм.

     Определим размер зоны присоединения, на которой  размещаются контактные площадки, обеспечивающие электрическое соединение с внешними цепями.

     Xпр = N*DK1+(N+1)*SZпр  = 18*1,8+(18+1)*0,7 = 45,7 мм.

     Yпр = DK1+6* Tпп = 1,8+6*1 = 7,8 мм.

     Теперь  определим размеры коммутационной зоны, на которой дорожки подходят к краю платы

     YK=(N-1)*XA/2+SZ(N+1)/2=(18-1)*0,5/2 +0,7*(18+1)/2 = 16,5 мм. 

     XK = YF

     Функциональная  область XF*YF=SF, где размещаются элементы электрической схемы и соединительные проводники.

       Итак, чтобы определить размеры ФУ, нужно:

       Выписать  из справочника размеры элементов  XU, YU, ZU, Z0 и занести их в таблицу. 
 

Расчет  зоны установки элементов.