Načrtovanje elektro-mehanskih izdelkov

Visokošolski učitelji: Kamnik Roman, Mihelj Matjaž
Sodelavci: Podobnik Janez

Opis predmeta

Predmet obravnava računalniško podprto načrtovanje izdelkov (CAD), konstrukcijsko in prostorsko sintezo ter animacijo in načrtovanjem električnih vezij.

Vsebina: Povezava električnih in mehanskih sklopov, načrtovanje, prototipiranje, integracija mehanskih in električnih sistemov; Tehniška dokumentacija: prostorske projekcije, prerezi, šrafure, kotiranje, označevanje površin, tolerance, spoji, ležaji; Načrtovanje mehanizmov: koncept CAD načrtovanja mehanskih sklopov (potek), načrtovanje posameznega elementa, integracija posameznih elementov – definicija prostostnih stopenj med elementi, omejitve gibanja prostostnih stopenj; Simulacije mehanizmov: parametriranje, statika, kinematika, dinamika in animacija; Izdelava prototipov mehanskih sistemov: sestavna risba, rezkanje, struženje, 3d printanje; Načrtovanje električnih vezij 1: komponente, funkcionalne, termične, vibracijske, EMI/EMC zahteve, ozemljevanja, analogni/digitalni signali, načrtovanje sheme, elementa, oblike tiskanine, razporeditve na vezju, povezovanje PCB; Izdelava prototipov električnih sistemov: rezkanje, jedkanje; Tehnike: montaže elementov, tehnologije spajkanja, varnost, ESD zaščita; Integracija mehanskih in električnih sklopov: montaža, električne povezave.

Načrtovanje elektro-mehanskih izdelkov na mero.si strani

Predmet je razdeljen na dva sklopa:

• Načrtovanje mehanizmov

• Načrtovanje električnih vezij

Teme predavanja

• Načrtovanje mehanizmov : Uvod - Smernice za konstruiranje

• Načrtovanje mehanizmov : Skica in geometrijski model

• Načrtovanje mehanizmov : Mehanskih sestav

• Načrtovanje mehanizmov : Dinamične simulacije (definicije prostostnih stopenj, sile in navori, gibanje)

• Načrtovanje mehanizmov : Analiza trdnosti (materiali, določevanje sil, podpor, nastavljanje parametrov) in lastnih frekvence

• Načrtovanje mehanizmov : Izdelava prototipov

• Načrtovanje električnih vezij: komponente (ohišja), materiali za tiskana vezja in njihove lastnosti, termične lastnosti, EMI/EMC zahteve

• Načrtovanje električnih vezij: tehnike spajkanja, napake, testiranja

• Načrtovanje električnih vezij: Lastnosti prevodnikov na tiskanem vezju

• Načrtovanje električnih vezij: Koncepti ozemljevanja, šum

• Načrtovanje električnih vezij: načrtovanje sheme (trace routing, bypassing/decoupling)

• Načrtovanje električnih vezij: razporeditve na vezju, povezovanje PCB

• Integracija mehanskih in električnih sklopov: montaža, električne povezave

Cilj vaj je, da se študentje seznanijo z procesom načrtovanja in izdelave mehanskega in elektronskega dela prototipa ali končnega izdelka. Študentje si v začetku vaj izberejo projekt, ki ga tekom vaj razvijajo do končnega rezultata. Podobno kot predavanja, bodo tudi vaje potekale v dveh sklopih:

• Načrtovanje mehanizmov

• Načrtovanje električnih vezij

Pri načrtovanju mehanizmov bodo študentje lahko načrtali mehanski del prototipa v okolju Autodesk Inventor, ki je namenjen za načrtovanje mehanskih izdelkov.

Pri načrtovanju električnih vezij pa bodo študentje načrtali elektronski del prototipa v okolju Altium Designer, ki je namenjen za načrtovanje elektronskih vezij.

Gradiva

1. J.D. Bethune: Engineering Design Graphics with Autodesk® Inventor®2011, 2011
2. W. Younis: Up and Running with Autodesk Inventor Simulation 2011, 2010
3. C. Waguespack, T. Tremblay: Mastering Autodesk Inventor and Autodesk Inventor LT 2011, Sybex 2010
4. P. Wilson, The Circuit Designer's Companion, Newnes, 2012.
5. C. Coombs, Printed Circuits Handbook, McGraw-Hill Professional, 2007.