Interfonul de laborator a luat fiinta ca urmare a nevoii restrictionarii accesului intr-un spatiu cu mai multe camere si osing

UNIVERSITATEA DIN PITETIFACULTATEA DE ELECTRONIC,

COMUNICAII I CALCULATOAREStr. Trgul din Vale, Nr.1, Piteti-110040, Romnia

Tel./Fax: +40-(0)348-453200

TEHNICI DE INTERCONECTARE N ELECTRONIC EDIIA a XXII-a 30 martie 2013, PitetiProiectul propus reprezint un sistem de control al temperaturii unei incite termice pe baza datelor provenite de la un calculator prin intermediul comunicaiei seriale de tip RS232 i pe baza unui program stocat n memoria Eeprom a microsistemului. Parametrii obinui sunt afiai pe un LCD cu organizarea de 2x16 caractere alfanumerice i totodat aceti parametri pot fi ajustai manual cu ajutorul celor 5 taste.

Fig. 1

Schema bloc a microsistemului ce va controla incinta.

Fig. 2

Modul de plasare a unor componente precum i modul de suprapunere al celor dou PCB-uri.

Pentru realizarea sistemului se va proiecta un modul electronic format din dou PCB-uri, conform specificaiilor de mai jos. 1. Realizare SCM - 75 puncte1.1 Schema electric a microsistemului este prezentat n figurile 3 5 i va fi editat ntr-un singur proiect i pe o singur structura ierarhic pe una sau mai multe pagini. Ea este compus din: surse de alimentare circuitul de sincronizare i blocul de comand a heaterului (SCHEMATIC1 _ PAGE1); unitatea central, memoria Eeprom, comunicaia serial, conectorul de programare i conectorul de comunicaie cu LCD-ul i tastatura (SCHEMATIC1 _ PAGE2); schema celui de-al doilea PCB care conine LCD-ul tastatura i componentele aferente lor (SCHEMATIC1 _ PAGE3).

1.2Pentru editarea schemelor electronice sunt utilizate entitile necesare din bibliotecile sistemului de proiectare, sau cele create n bibliotec proprie denumit TIE2013. Biblioteca proprie va fi creat n directorul curent (directorul n care se afl fiierele de proiectare). Orice modificare a simbolurilor pentru componente se face cu salvarea componentei n librria proprie;

1.3Se vor aduga condensatoare de decuplare tuturor circuitelor integrate din cadrul proiectului;

1.4Schema electric final nu trebuie s conin terminale neconectate sau nespecificate;

1.5Numerotarea componentelor va fi fcut automat, fr s fie obligatorie corelaia cu numerotarea din figurile prezentate;

1.6Dup finalizarea schemei se va analiza corectitudinea conexiunilor electrice, generndu-se rapoarte cu rezultatul verificrii i lista de componente.

Obs: La realizare se va avea n vedere respectarea strict a cerinelor i obinerea schemelor electrice corecte, clare i ngrijite.

2. Proiectare PCB - 150 puncte2.1Modul de proiectare al PCB-ului

2.1.1Modulul va fi proiectat iniial pe un singur PCB de tip FR4 35m dublu placat,care va fi secionat ulterior n dou PCB-uri, astfel:

Un PCB care s conin componentele aferente schemelor editate n (SCHEMATIC1 _ PAGE1) i (SCHEMATIC1 _ PAGE2) i Un PCB care s conin componentele aferente schemei editate n (SCHEMATIC1 _ PAGE3).

2.1.2PCB-urile vor fi delimitate de productorul cablajului prin crestare cu disc, a crui lime de frezare este de 0,5mm, astfel nct dup asamblarea componentelor cele dou PCB-uri s poat fi separate prin torsiune. Zona n care va aciona freza va fi marcat cu SST i nu va afecta dimensiunile celor dou PCB-uri;

2.1.3Dimensiunile PCB-urilor sunt prezentate n figura 2 i si au urmatoarele dimensiuni placa de baz = 185/115mm iar placa cu LCD i tastatur = 185/55mm;

2.1.4Modul de asamblare al celor dou PCB-uri este prezentat n figura2. De menionat faptul c cele doua PCB-uri vor fi fixate una deasupra celeilalte, ca n figur, i fixate cu ajutorul a 4 distaniere cu lungimea de 20mm i 6mm n care se nfileteaz uruburi cu 3.5mm.

2.1.5Conexiunea electric ntre cele dou PCB-uri va fi realizat prin intermediul conectorilor J3 =SIP 20 mam cu RM 2.54mm pentru placa de baz i J4 =SIP 20 tat cu RM 2.54mm pentru placa LCD i tastatur. Cele dou conectoare trebuie sincronizate att d.p.d.v. al conexiunilor electrice ct i mecanic.

2.2Componente utilizate

2.2.1Pentru realizarea modulului electronic se vor folosi urmtoarele tipuri de capsule:

Nr. Crt.Part numberFootprintDescriereNr. Crt.Part numberFootprintDescriere

1U1Dip 8PDF 39314C1,C6FKPFig. 7

2U2TO220 VerticalPDF 780515Cond. nepol.0805Bibliotec

3U3TQFP 64PDF_A12816R10414Fig. 8

4U48S1 SOICPDF24c6417R2,R3,R40207Fig. 9

5U5SSOP16PDF23218Rezistori- rmai0805Bibliotec

6U6,U7PDIP4PDF_81619VR1Doc.Fig. 10

7LCD1DEM_16215PDF_1621520L1Doc.Fig. 11

8X1D2PAK+RadiatorPDF_BTA121F1,F2Doc.Fig. 12

9Q1,Q2,Q3,Q4TO92Bibliotec22J3,J4SIP 20/2.54Fig. 14

10Toate diodeleDO41Fig. 423J2DIP 2x5/2.54Fig. 15

11QartzQMIMFig. 324SWKEY-RFig. 16

12T1DocumentaieFig. 525J1Pad5/Drill2Fig. 13

13Cond. polarizai10x13 RM5Fig. 626P150-HDN-MPDF_DB9

2.2.2Dimensiunile triacului X1-BTA16/600 al crui package este D2PAK sunt prezentate n PDF_BTA16. La realizarea footprintului i se ataeaz pinului A2 un radiator cu dimensiunile W-24/H-12mm att pe Top ct i pe Bottom. Pe suprafaa radiatorului vor fi distribuite 8 guri de transfer termic cu =0,5mm distribuite uniform pe suprafaa de radiaie exceptnd plasarea acestor guri pe suprafaa de lipire a pinului A2. Peste suprafaa Top a radiatorului se adaug o suprafa egal de SMT. Zona de lipire a pinului A2 va fi declarat cu 20% mai mic dect a pinului. Radiatorul va ncepe de la jumtatea capsulei din plastic a triacului (D/2) din punct de vedere al axei Y. Triacul va fi centrat pe mijlocul radiatorului din punct de vedere al axei X.

2.2.3TP1 i TP2 sunt pini THT cu dimensiunile de pad=6mm i drill=2mm cu shape corespunztor cu descrierea din schematic i plasate la 5mm distan unul fa de cellalt.

2.2.4Gurile de fixare a celor dou PCB-uri trebuie s asigure fixarea cu uruburi de diametrul =4mm al cror cap de fixare are =7mm i trebuie s fie izolate d.p.d.v. electric;

Obs: Toate footprint-urile folosite vor fi salvate ntr-o librrie proprie n cadrul proiectului.2.3Plasarea componentelor

2.3.1Toate componentele de pe placa de baz se vor plasa pe suprafaa Top a cablajului respectnd locaiile de plasare pentru componentele din fig.2. Componentele de pe palca LCD i tastatur vor fi plasate pe Top, cele indicate n fig.2 cu respectarea cerinelor de plasament ct i coordonatele impuse din fig. 2, iar pe Bottom restul componentelor;

2.3.2Componentele vor fi amplasate grupat, pe criterii de funcionalitate electric astfel nct s permit mbinarea celor dou PCB-uri (lungimea unui distanier este de 20mm). Nu este permis plasarea componentelor corespunztoare zonei digitale ntre componentele din zona de curent alternativ i invers.

2.3.3Centrul gurilor de prindere vor fi plasate la 6mm de fiecare margine a PCB-urilor.

2.3.4Coordonatele din fig,2 sunt exprimate n mm i au valoarea: origine = 0/0; LCD = 12/12; tasta < = 141/28; tasta > = 177/28

2.4Rutarea PCB-urilor

2.4.1Rutarea se va face pe dou straturi electrice: TOP i BOTTOM;

2.4.2Spaierile sunt fcute astfel nct ntre trasee, componente i trasee; vias-uri i trasee, componente i vias-uri s nu apar descrcri electrice datorate diferenelor de potenial (230Vca).

2.4.3Dimensionarea traseelor se va face astfel:

Traseele de alimentare s suporte un curent de 1A i un T = 20 C. Traseele de semnal s suporte un curent de 0,6A i un T = 20 C, dar nu mai subiri de 0,25mm;

2.4.4Rutarea trebuie efectuat complet (100%)

2.4.5Modulul va avea dou plane de mas att pe Top ct i pe Bottom ce vor fi asociate unul masei digitale cu o spaiere de 0.6mm fa de celelalte trasee, pad-uri i vias-uri, iar cellalt asociat masei analogice (Faz) cu o spaiere de 1mm fa de celelalte trasee, pad-uri i vias-uri.

2.4.6Distana dintre cele dou plane de mas trebuie s fie de minim 2mm.

3. Finalizare proiectare - 25 puncte

3.1Pe PCB-ul modulului, pe stratul de inscripionare (SS) asociat layer-ului TOP, va fi inscripionat iniialele concurentului cu caractere de nlime 1,5mm i grosime de 0,3mm, iar pe layer-ul BOTTOM va fi inscripionat textul TIE XXII, utiliznd caractere de aceleai dimensiuni;

3.2Se va genera (ca raport) fiierul list de legturi (Netlist);

3.3Se va genera (ca raport) fiierul list materiale ce trebuie s conin i footprint-urile asociate componentelor;

3.4Se vor genera fiierele (Gerber) necesare doar pentru realizarea plachetei electronice;

3.5Se vor genera fiierele (Gerber) necesare doar pentru realizarea asamblrii modulului electronic.

3.6Se vor genera un fiier cu coordonatele gurilor de tip nonplated i un fiier cu coordonatele gurilor plated.

Observaii:

a) Ordinea proiectrii va fi schematic, fiier de transfer (netlist), PCB, oricare alt mod de lucru nefiind acceptat.

b) Schema electric trebuie implementat corect din punct de vedere funcional, orice greeal de realizare ducnd la depunctri.

c) Se accept aproximarea 1mm=40mil

Timp de studiu 30min timp de lucru 3 oreFig. 3

Quartz de tip QMIM

Fig. 4 DO41

Fig. 5 Transformator 230/12Vca 16VA

Fig. 6

Cond unipolar

10/13/5

D=10mm

L=13mm

RM=5mm

pin=0.8mm

Fig. 7

Cond bipolar de tip FKP

Fig. 8Rezistor metalic

0414

Fig. 9Rezistor metalic

0207

Fig. 10Semireglabil

Fig. 11

L1 Inductor

Fig. 12F1 suport siguran

pin=1.5mm

Fig. 13

J1 Conector Heater

pin=1.3mm

Fig. 14

J3,J4 Conector SIP20

Fig. 15

J2 Conector DIP2X5

Fig. 16

Taste SW

PitetiComisie Concurs

30.03.2013Prof.dr.ing. Ioan LI

.l. dr. ing. Alin Gheorghi MAZRE

.l. dr. ing. Laureniu Mihai IONESCU

.l. dr. ing. Daniel VIAN

.l. dr. ing. Bogdan CIOC

Ing. Alin ALDEA

PAGE 4/7

_1426079608.vsdUNITATE CENTRAL

LCD 1 (2 X 16)

TASTATUR5 TASTE

MEMORIE EEPROM

CONECTOR JTAG2 X 5 PINI

ALIMENTARE 1

ALIMENTARE 2

ALIM.230 Vca50 Hz

SINCRONIZARE REEA

COMAND HEATER

CON.HEATER

Separator optic

Separator optic

P1DB9TAT

UART RS232

U3

U4

U5

U2

U1