Металоискатель

   2.1.10 Беручи до уваги, що густина струму в друкованому провіднику не більша ніж 0,1 А/мм², визначаємо ширину друкованих провідників з таблиці 12.5 [4]. Приймаємо мінімальну ширину провідника 0,5 мм при товщині фольги 35 мкм.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    

      
 
 
 
 
 
 
 
 

   

   

   

   2.2 Електричний розрахунок вузла схеми 

   2.2.1 Дані для розрахунку ланцюга індикації (світлодіоді HL1 та резистора R ) напруга живлення Uж = 5 B.

   

   Малюнок 2.1 Схема ланцюга індикації

   2.2.2 Вибираємо світлодіод

   Приймаємо світлодіод АЛ307А з наступними параметрами (7):

         - Прямий  струм Iпр = 10mA;

         - Пряма напруга Uпр = 4 В.

   2.2.3 Визначаємо опір резистора R

                               R =( Uж-Uпр) / Iпр                                            (2.4)

                                R =(5-4) / (2,5x10 )= 400 Ом 

   Приймаємо R = 510 Ом.

   2.2.4 Визначаємо потужність  резистора R

                     P = ( Uж-Uпр)x Iпp                                            (2.5)

                     P =(5-4) x (2,5x10 )= 2,5x10 Bт                                         

   Приймаємо Р = 0,125 Вт.

   В результаті проведеного  розрахунку визначені наступні елементи схeми :

   - світлодіод – АЛ307А аА0.336.409 ТУ;

   - резистор R – МЛТ-0,125-510Ом±10% ГОСТ 7113-75 
 
 

   

   

   2.3 Розрахунок показників  надійності  

   2.3.1 Завдання для розрахунку: зробити розрахунок  і дати оцінку  надійності    конструкції.

   2.3.2 Початкові дані  для розрахунку:

   а) схема електрична принципова;

   б) перелік елементів.

   2.3.3 Умови розрахунку: кліматичні - нормальні.

   2.3.4 Розрахунок:

   Заповнюємо  таблицю даних  для розрахунку надійності

   Таблиця 2.2 Початкові дані

 
 
         

         

         Продовження таблиці 2.2

 

   2.3.4.1 Визначаємо значення інтенсивності відмов радіоелементів з таблиці 2 [3] і записуємо в таблицю 2.2.

   2.3.4.2 Визначаємо наближені коефіцієнти навантаження для кожної групи радіоелементів і порівнюємо їх з рекомендованими коефіцієнтами навантаження, які наведені в таблиці 4 [3].

   2.3.4.3 За значенням коефіцієнта навантаження з таблиці 3 [3] вибираємо поправочний коефіцієнт   " ", який заносимо в таблицю 2.2.

   2.3.4.4 За відомим з переліку елементів типу радіоелементів з таблиці 2 [3] вибираємо інтенсивність відмов для кожної групи радіоелементів і записуємо їх у таблицю 2.2

   2.3.4.5 Визначаємо сумарну інтенсивність відмов за формулою

                                    ,                          (2.6)

     де  - сумарна інтенсивність відмов, 1/год;

   n - кількість елементів;

    - інтенсивність  відмов;

    - поправочний  коефіцієнт;

   

18,791×10^-6   1/год

   2.3.4.6 Визначаємо середню наробку на відмову за формулою:

                                          

                                                         T=1/                                         (2.7)

   Т=1/18,791×10^-6=52712   год. 

   2.3.4.7 Визначаємо ймовірність безвідмовної роботи за формулою: 

                                        Р(t)=                                      (2.8) 
 

   Р(1000)=e ^{–18,791×1000×}

=0,98 

   Р(5000)=e ^{–18,791×5000×}

=0,90 
 

   Р(10000)=e ^{–18,791×10000×}

=0,83 

   Р(15000)=e ^{–18,791×15000×}

=0,75 
 

   Р(20000)=e ^{–18,791×20000×}

=0,68 

   Р(25000)=e ^{–18,791×25000×}

=0,62 

   Р(30000)=e ^{–18,791×30000×}

=0,56 

   2.3.4.8 Будуємо графік  залежності Р(t)=

   

     
 
 

    

    

   Малюнок 2.1 Графік залежності ймовірності безвідмовної   роботи від часу

     В результаті розрахунку  надійності визначено,  що напрацювання  на відмову складає  10200 годин при рівні ймовірності безвідмовної роботи  0,8. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   3 Конструкторський  розділ

 

   3.1  Опис і обґрунтування  конструкції 

     Головні складові  частини металошукача – це основа (позиція 4) і кришка (позиція 3). Плата основна(позиція 1) кріпиться на стійки основи за допомогою чотирьох гвинтів 3,5×10 ГОСТ 10621-80 (позиція 6). Плата додаткова (позиція 2) кріпиться паралельно до передньої панелі двома гвинтами 3,5×10 ГОСТ 10621-80 (позиція 6).

   В основі вирізані прорізи, через які виводять всі елементи управління і індикації на передню панель:

• тумблер Ввімк. (позиція 8);
• світлодіоди індикації глибини (позиція 28);
• кнопки налаштувань (позиція 2).

        На задній панелі  приладу розташований  відсік для батареї,  який закривається  кришкою (позиція  4 ). Також на задній панелі розташований роз’єм (позиція 10 )  для підключення котушки.

        Основа та кришка виготовлені з ударостійкого полістиролу          ПСМ-151 “С” ГОСТ 20282-86  методом лиття під тиском.

        Друкована плата  виготовлена з  склотекстоліту фольгованого  СФ2-35-1,5 ГОСТ 10316-72 комбінованим способом методом сіткографії.

        Розглянувши конструкцію пристрою можна зробити висновок, що вона являється достатньо простою, крім того забезпечується легкий доступ до елементів конструкції, що робить її ремонтопридатною. 
 
 
 

    

      

3.2 Обґрунтування вибору  матеріалів та 

покриттів

   Основним  конструктивним матеріалом пристрою є полістирол ПСМ-151 ²С² сорт 1 ГОСТ 20282-86. Деталі конструкції виготовлені методом лиття. Матеріал володіє необхідною міцністю та твердістю. В наш час формований полістирол достатньо дешевий, також він дозволяє використовувати прогресивні методи формування, такі як лиття, екструзія, легко обробляється ріжучими інструментами, добре склеюється органічними клеями і розчинниками. Виготовлені з нього деталі мають невелику вагу та не потребують додаткового покриття фарбою або іншими захисними речовинами.

   Для виготовлення основи та кришки обираємо полістирол       ПСМ-151 ²С² сорт 1 ГОСТ 20282-86. Матеріал володіє необхідною міцністю та твердістю, легко обробляється.

   Для виготовлення друкованої плати використовується склотекстоліт СФ2-35-1,5 ГОСТ 10316-72. Цей матеріал добре обробляється, піддається штампуванню, теплостійкий, що робить плату ремонтопридатною, дешевий.   Для пайки використовую припой ПОС-61 ГОСТ 29931-76. Можливе використання і іншого припою з  температурою плавлення не вищою 230°С.