Proiectarea Tehnologica a Echipamentelor

(Subiect in finala concursul TIE 2005)

Proiectul electronic propus pentru rezolvare reprezinta un interfon destinat restrictionarii accesului intr-un laborator de tehnologie electronica

Interfonul este realizat prin trei module electronice independente: modulul de comanda, modulul tastatura si de conversie (figura1).

In figurile 2,3,4,5 si 6 sunt prezentate schemele electrice ale blocurilor functionale.

Figura 1. Interfon de laborator- configuratia modulara

Schema electrica.

1.1 Schema electrica a modulului de comanda este prezentata in figura 2. Ea se realizeaza ca o structura ierarhizata. Pe nivelul superior al acesteia se vor defini blocuri ierarhice numai pentru subcircuitele notate: "comutator APEL", "comutator COD", "comutator Tastatura" si "Contrast".

Schema electrica a modulului tastatura este prezentata in figura 3. Tastatura are 8 butoane si este

comandata de circuitul TIE2005.

Modulul de conversie are schema electrica din figura 4.

1.2 Pentru realizarea schemei sunt utilizate entitatile necesare din bibliotecile sistemului de proiectare. Simbolul circuitului TIE2005 va fi creat intr-o biblioteca noua. Butonul de tastatura va avea LED-ul incorporat si va fi creat in aceeasi biblioteca, conform specificatiilor din figura 3.

1.1 Dupa finalizarea schemei se va analiza corectitudinea conexiunilor electrice, generandu-se un raport

cu rezultatul verificarii.

Proiectarea plachetei electronice.

2.1

a)     Condensatoarele polarizate ale modulului de conversie vor avea capsula prezentat in figura 5.

b)     LED-urile modulului tastatura vor avea capsula prezentata in figura 6.a si vor fi montate sub tastele prezentate in figura 6.c, in centrul acestora. Fiecare grupare tast -LED va fi tratata la nivelul bibliotecii de capsule ca o singura component .

c)     Conectorul de alimentare va avea capsula prezentata in figura 7. Cele doua niveluri de masa vor fi conectate impreuna la terminalele 2 si 3 ale conectorului de alimentare, printr-o zona de cupru de 2 mm latime. Aceasta conexiune va fi specificat atat in schema electronica , cat si in biblioteca de capsule.

d)     Cristatul de cuartz va avea capsula prezentat in figura 8

e)     Modulul LCD va avea forma si dimensiunile prezentate in figura 9. Acesta va fi fixat pe placa utilizand 4 suruburi M2, iar conexiunile electrice se vor realiza cu ajutorul a 20 pini "tata".

f) Conexiunile modului de comanda cu modulul tastatura si cu modulul de conversie se vor realiza utilizand fire. Conectoarele introduse in schema electronica pentru a realiza conexiunile dintre placi si butonul de RESET vor avea capsule (amprente de cablaj) de tip SIP (Single In-line Package).

Circuitul TIE2005 va avea capsula PLCC44, prezentata in figura 10. Toate celelalte componente vor

avea capsule de tip SMD alese in mod corespunzator.

2.2 Dimensionare PCB si amplasare afisaj LCD

a)     Placa de circuit imprimat a modulului de comand va avea forma i dimensiunile prezentate in

figura 11

b)     Afisajul LCD va fi montat in zona superioar a placii, pe partea din spate, iar pentru ecran va fi

realizata o decuplare in placa. Placa are 4 gauri de prindere pentru fixarea afisajului. Coordonatele gaurilor sunt (mm): (17,35;47,5), (17,35;97,2), (87,35;97,2), (87,35;47,5).

c)     Placa tastaturii va avea forma si dimensiunile din figura:

In locul special realizat (40x10mm) va fi plasat Conectorul Tastatura care este identic cu cel de pe placa de comanda.

Butoanele vor fi aliniate astfel incat sa se situeze la distante egale fata de marginile placii.

d)     Placa modulului de conversie trebuie montata in carcasa unui conector de tip DB9 (figura 13).

Componentele utilizate sunt de tip SMD, amplasate convenabil pe ambele fete ale placii.

Placa convertorului se intercaleaza intre pinii conectorul DB9 astfel incat patru dintre acestia se vor conecta pe un strat iar restul de 5 pe stratul opus. Pentru fixare mecanica se prevad 4 paduri pe un strat si 5 pe stratul opus.

2.3 Amplasarea componentelor pentru placa de comanda se va face astfel:

a)     Conectorul pentru tastatura in spatiul special realizat din partea dreapta (zona B - 40x10 mm).

Conectorul de alimentare va fi plasat in coltul din stanga-jos, iar conectorul pentru PC (CON3) in locul special realizat din partea inferioara a placii (zona A - 20x15mm).

b)     Circuitul TIE2005 va avea oscilatorul format din inversorul intern si componentele externe: cristalul de cuart si cele doua condensatoare de 22pF. Acestea vor fi amplasate cat mai aproape de circuitul integrat, generandu-se trasee cat mai scurte posibil. TIE2005 va fi amplasat in centrul placii.

c)     Restul componentelor vor fi amplasate grupat, pe criterii de functionalitate electrica.

2.4 Rutarea pentru placa de comanda se va face astfel:

a)     4 straturi electrice: TOP, plan de masa, plan de alimentare, BOTTOM.

b)     Spatierile sunt facute la 0,254mm pentru toate situatiile.

c)     Dimensiunile minime pentru traseele conductoare de semnal sunt de 0,254 mm.

d)     Pentru functionarea corecta a circuitului TIE 2005 si a cristalului de cuartz, se va implementa solutia prin care se face corect conectarea la potentialul de referinta (se vor lua toate masurile antiperturbative pentru rutarea capsulelor circuitului TIE 2005 si cuartz).

2.6 Detalierea echiparii

a)     Planul de gaurire contine maxim 3 tipuri de gauri.

b)     Planul de inscriptionare (planul de echipare) este orientat conform pozitiei plachetei.

c)     Pe placa de comanda, pe un strat (layer) neelectric asociat stratului TOP, va fi inscriptionat numele studentului cu caractere de inaltime 3mm si grosime de 0,3mm.

2.5 Finalizarea proiectarii:

a)     Se vor face verificarile legate de corectitudinea spatierilor si regulile de rutare.

b)     Se va genera (ca raport) fisierul lista de legaturi (Netlist) si fisierul lista de materiale.

c)     Se vor genera fisierele (Gerber) necesare realizarii plachetei electronice si echiparii.