TECHNOLOGICKÁ CVIČENÍ

Transkript

1 TECHNOLOGICKÁ CVIČENÍ Střední škola Centrum odborné přípravy technickohospodářské Poděbradská 1, Praha 9

2 TECHNOLOGICKÁ CVIČENÍ Úvodem: Tento výukový text má sloužit pro interní potřebu školy k výuce Technologických cvičení oboru autoelektronika a napomáhat žákům rozšířit již dříve nabyté vědomosti pomocí praktických cvičení. Jako základ pro sestavení odborných textů sloužila učebnice Elektrotechnického kreslení pro střední odborná učiliště Doc. Ing. J. Veselovský,CSc., Ing. S. Daniš a překlady manuálů pro obsluhu elektronického výukového zařízení EB Text neprošel jazykovou a grafickou korekturou. Praha 2006 Zdeněk Pečenka

3 Grafická dokumentace v elektrotechnice V elektrotechnice jsou potřebné základní výkresy, které určují tvar, rozměry a způsob výroby mechanických částí elektrotechnických zařízení. Kromě základních výkresů jsou potřebné další technické podklady a grafické dokumentace, zaměřená na elektrické vlastnosti a funkci těchto zařízení a jejich částí. Grafická dokumentace se v elektrotechnice dělí na: 1.elektrotechnická schémata 2.výkresy, diagramy a tabulky související s elektrotechnickými schématy. Názvosloví a)funkční jednotka Je součást zařízení, která má samostatnou značku a určitý funkční význam b) Součástka Je část elektrického obvodu, která je schopná plnit některou ze základních elektrických funkcí c) Soubor Je několik funkčních jednotek, které tvoří funkční celek d)funkční celek Je souhrn funkčních jednotek, které plní v zařízení určitou funkci, nemusí však tvořit konstrukční celek e)funkční část Je funkční jednotka, celek nebo soubor, které mají v zařízení přesně určen účel f)funkční obvod Je vedení nebo kanál s přesně určeným účelem g) Spoj

4 Je čára ve schématu, která vyjadřuje spojení mezi funkčními částmi zařízení h)elektrický spoj Je čára ve schématu, která vyjadřuje cestu průchodu elektrického proudu i) Zařízení Je všeobecný pojem, kterým se nahrazuje název pro výrobek, rozvod, elektrickou instalaci a síť j) Značka Je dohodnuté grafické znázornění funkční části nebo jednotky k) Označení Je písmenové, číslicové nebo smíšené pojmenování funkčních částí, jednotek, souborů a spojů l)směrové označení Je označení spoje, které udává, odkud a kudy spoj vede m)cílové označení Je označení spoje nebo svazku spojů, které udává, kudy spoj, nebo svazek spojů vedou n)potenciální označení Je označení, při kterém se stejně označují elektrické spoje navzájem spojené, takže mají trvale stejný potenciál o)funkční označení Je označení spoje udávající funkci obvodu, ke kterému spoj patří Všeobecné požadavky na kreslení grafické dokumentace v elektrotechnice Normalizované formáty výkresů Vhodnou velikost výkresu je třeba volit podle velikosti a složitosti zařízení nebo částí, které mají být nakresleny.

5 Pro elektrotechnické výkresy a ostatní technickou dokumentaci jsou určeny formáty řady A viz tabulka. Rozměry normalizovaných formátů elektrotechnické dokumentace: Formát A0 A1 A2 A3 A4 A5 Rámeček originálu 841x x x x x x210 (mm) Oříznutý originál 851x x x x x x220 Minimální rozměr 857x x x x x x226 výkresového listu (mm) Základní poloha při ležatá ležatá ležatá ležatá stojatá ležatá kreslení Úprava výkresů Na výkresových listech se kreslí rámečky, podle kterých se ořezává originál a kopie výkresu. Rámeček, podle kterého se ořezává originál, se kreslí tenkou plnou čarou. Rámeček, podle kterého se ořezává kopie výkresu, se kreslí plnou tlustou čarou a je shodný s rozměrem použitého formátu. Nákresná plocha, určená na kreslení obrazů, je vymezena pomyslným rámečkem ve vzdálenosti x směrem dovnitř formátu. Pro formát A4 a A3 je x = 5 mm. Pro formáty A2 a větší je x = 7 mm.

6 Úprava výkresového listu: Každý výkres musí mít v pravém dolním rohu popisové pole, které se umísťuje ve všech formátech 5 mm od dolního okraje výkresu. Elektrotechnická schémata Jsou základním podkladem grafické dokumentace. Elektrotechnická schémata se rozdělují podle účelu na: 1.Schémata celkové informace o zařízení: a. Přehledové schéma znázorňuje hlavní části zařízení, jejich účel a vzájemné spojení b. Funkční schéma objasňuje určité pochody, které probíhají v jednotlivých částech zařízení 2.Schémata vyznačující skladbu zařízení a. Obvodové schéma ojasňuje všechny funkční jednotky a spoje mezi nimi

7 b. Náhradní schéma používá se na rozbor funkce, výpočet parametrů a charakteristických funkčních částí 3.Schémata elektrických spojení a. Zapojovací schéma vnitřních spojů znázorňuje elektrické zapojení částí zařízení a určuje vodiče, kterými se tato zapojení uskutečňují b. Zapojovací schéma vnějších spojů znázorňuje části celku a elektrické zapojení mezi nimi c. Svorkovnicové schéma znázorňuje vnější připojovací body 4.Schémata rozmístění funkčních jednotek a. situační schéma zobrazuje rozmístění jednotlivých částí zařízení b. situační schéma rozvodu zobrazuje rozmístění jednotlivých částí zařízení v budovách a na konstrukcích c. situační schéma sítě zobrazuje prostorové rozmístění částí zařízení Výkresy, diagramy a tabulky Elektrotechnické výkresy se rozdělují na: 1.polohopisný výkres zařízení Znázorňuje tvary cest elektrického vedení nebo uspořádání částí elektrického zařízení 2.Polohopisný výkres vnitřních spojů Znázorňuje tvar jednotlivých vnitřních spojů a umožňuje tak přípravu vodičů před montáží dílců nebo souborů 3.Polohopisný výkres vnějších spojů Znázorňuje cesty mezi částmi elektrického zařízení

8 Diagramy se rozdělují na: 1.Signálový diagram Graficky znázorňuje vztahy veličin regulačního nebo jiného systému pomocí orientačních čar (větví) a koncových bodů (uzlů) 2.Modulační diagram Znázorňuje úpravu frekvenčních pásem při několikanásobné modulaci 3.Diagram posloupnosti Znázorňuje, v jakém pořadí nebo časových intervalech za sebou následuje činnost jednotlivých funkčních částí Tabulky se rozdělují na: 1.Tabulku spojů Určuje, které svorky a pájecí očka v různých souborech nebo i v jednom souboru jsou vzájemně spojeny 2.Závěrovou tabulku Přehledně vyjadřuje předepsané elektrické a mechanické závislosti Způsob kreslení grafické dokumentace se v jednotlivých oborech elektrotechniky mezi sebou odlišuje. Rozdíly se projevují v používaných značkách, vyhotoveních a druzích používaných schémat. ÚKOL: Nakreslete na pauzovací papír formátu A4 níže uvedené schéma dle všech náležitostí a pravidel.

9

10 Plošné spoje Plošné spoje jsou definovány jako zapojovací technika, u níž se spojují součástky el. zařízení nebo jeho částí tenkými vodivými proužky umístěnými na povrchu desky z izolačního materiálu. Vývoj nových lepících látek umožnil dokonalé spojení měděné fólie s izolační deskou. Nejčastější metody: - metoda leptání - metoda galvanoplastická - metoda vypalování vodivých vrstev - metoda přímých čar (vyškrabování) Výhody: 1. Chyby při propojování jednotlivých součástek obvodu jsou vyloučeny, protože všechny zapojené desky jsou shodné s ověřeným zapojením 2. Váhu a rozměry přístroje při zvětšení mechanické odolnosti lze velmi podstatně zmenšit odstraněním různých prostorových spojů 3. Kontrola jak jednotlivých funkčních dílů, tak konečných celků je snadná a podstatně zjednodušená 4. Částečnou automatizací lze zrychlit výrobu při zvýšení pracovní spolehlivosti zařízení 5. Lze dosáhnout minimální hlučnosti spojů a vzhledem k situování spojů v jedné rovině o nepatrné boční ploše se dosahuje i minimální vzájemné kapacity, kterou lze dále zmenšovat proloženými zemnícími plochami.

11 Nevýhody: 1. Uplatní se při větších výrobních sériích 2. Poměrně velký odpad mědi 3. Namáhání izolační desky chemickými rozpouštědly 4. Obtížnější způsob provádění oprav Plošné spoje prováděné metodou leptání fólie Princip: Spočívá v technice obdobné tiskárně, kde pronikání emulze k fólii zabraňuje ochranná vrstva. Tloušťka fólie je 0,035 mm. Základním materiálem pro výrobu plošného spoje je deska ze sklolaminátu o tloušťce 1 3 mm Cuprexit, cuprex karta. Cuprexit má proti cuprex kartě výhodu v odolnosti proti teplotě. Před vlastním leptáním se přenese obrazec na fólii plošného spoje podle požadovaného zapojení. Místa, která mají být na fólii zachována, se pokryjí ochranným lakem tak, že v místech, na nichž se má měděná fólie na desce plošného spoje odleptat, vytvoří emulze nepropustný film. Tak se potiskne fólie ochrannou vrstvou barvy na těch místech, které po zaschnutí odolávají účinkům leptací lázně. Metoda přenosu obrazu na fólii Je to metoda podobná fotografickému přenosu. Na fólii se nanese emulze citlivá na světlo. Pak má destička vlastnosti podobné fotografické desce. Kontaktním způsobem za použití negativu se na ni překopíruje obrazec spojů. Exponovaná místa odolávají účinkům leptací lázně, místa neexponovaná se lázní odleptají až n podložku.

12 Název emulze: Grafolit Leptací lázeň: Chlorid železitý Fe 2 Cl 3 + H 2 SO 4 Metoda Galvanoplastická Je založena prostřižení fólie nebo zalisováním měděné fólie do povrchu izolační desky. Zapojovací obrazec se vytváří z kovové fólie jako samostatný celek, který se zatlačí do izolační desky a zalepí epoxidem. Ražení probíhá za tepla a pod tlakem. Metoda vypalování vodivých vrstev Se zakládá na principu používaném ve sklářství. Povrch upraveného izolačního materiálu se posype stříbrným práškem a zalisuje se do povrchu desky horkým razníkem ve tvaru požadovaných spojů. Přitom dojde k vzájemnému slisování jednotlivých zrnek stříbrného prachu, které se spojí a vytvoří spoj dobře vodivý a pevně lnoucí k základní desce. Výkres vodivého obrazce Zobrazuje vodivý spoj, který je tvořen vodivým materiálem. Skládá se z plošných prvků, tj. částí vodivého obrazce. Výkres vodivého obrazce se kreslí z přímého pohledu na stranu pájení budoucí desky. Při tvorbě vodivého obrazce je třeba: 1.Volit co největší vzdálenost plošných vodičů od vnějšího obrysu 2.Vodiče konstruovat jako přímé, zaoblené nebo rovné lomené pásy, které spojují potřebné body nejkratší cestou. 3.Volit co největší šířku vodičů a izolačních mezer 4.Pájecí plošky navrhnout kruhové a co největší

13 5.Přednostně používat plošné spoje s jednotnou šířkou plošných vodičů 6.V případě použití plošného spoje s jednotnou šířkou izolačních mezer větší plochy měděné fólie odlehčit přerušovanými mezerami, které zabrání zkroucení fólie při pájení nebo jiném nahřání Plošné spoje s jednotnou šířkou plošných vodičů tvoří plošné vodiče, které bez křížení a podle možností nejkratší cestou spojují jednotlivé součástky. V místě spojení součástky s plochým vodičem je pájecí ploška, která je širší než vodič. Plošné spoje s jednotnou šířkou izolačních mezer se tvoří rozšířenými plochami, které jsou od sebe odděleny úzkými dělícími čárami. Při leptání jsou odstraněny měděné pásky těchto čar, ale fólie spojovacích ploch zůstává nedotknuta. Mezery mezi plochami je možné sestavit v pravoúhlých souřadnicích. Vodiče se nemají konstruovat s ostrými ohyby, protože ty mohou způsobit odtrhnutí fólie. Vodiče mají spojovat požadované body nejkratší cestou. Nesmějí se používat vodiče, které mají stejnou šířku jako pájecí ploška, protože ty mohou způsobit odtok pájky. Pájecí plošky se nemají sdružovat do větších ploch a mají se konstruovat tak, aby jejich tvar dával předpoklad symetrické výplně pájky. Při přechodu vodičů mezi pájecími ploškami je třeba dodržet stejné mezery.

14

15 ÚKOL 2: Navrhněte plošný spoj s jednotnou šířkou plošných vodičů níže uvedeného schématu.