Юрий Ревич - Занимательная микроэлектроника

Несколько замечаний по оформлению корпуса. Первое: если у вас в корпусе окно для индикаторов, то его надо делать из дымчатого, а не прозрачного пластика, а все, что за этим окном расположено, кроме, естественно, самих индикаторов (включая плату с компонентами), выкрасить в черный цвет из аэрозольного баллончика — это придаст опенок «фирменности» вашему изделию. Ужасно выглядят конструкции, в которых через стекло виднеются пайки на печатной плате. Можно к тому же заклеить всю незадействованную поверхность окна изнутри черной липкой лентой. Если следовать этому совету, то можно не выпиливать окна точно по размеру индикатора, что довольно сложно сделать красиво, а выполнить из дымчатого оргстекла, например, всю переднюю панель.

Второе замечание касается нанесения надписей на переднюю панель. Наилучший способ — заказать панель с лазерной гравировкой. Но это дорого и хлопотно, поэтому хочется сделать самому. Ручной способ отвергаем с порога — ничто не может выглядеть кошмарнее, чем надписи, сделанные вручную. Никакие трафареты и гравировальные машинки здесь помочь не могут. Это вообще была одна из самых тяжелых проблем до последнего времени и не только для радиолюбителей, даже мелкосерийные приборы на советских заводах выпускались с гравированными вручную надписями. И это было не слишком эстетично.

К счастью, в последние годы в связи со всеобщей доступностью струйных принтеров проблема качественной печати любым размером шрифта, любым цветом и на любом фоне решена полностью. Делается это на специальной основе, которая с одной стороны липкая и покрыта защитным слоем, как самоклеющаяся пленка, а с другой имеет особую пористую фактуру, хорошо удерживающую принтерные чернила. Она довольно дорогая, но десяти листочков вам хватит «на всю оставшуюся жизнь», если вы, конечно, не собираетесь налаживать крупносерийное производство. Если же такой пленки под рукой нет, то можно напечатать надписи просто на плотной мелованной бумаге (например, на обратной стороне обложки настенного календаря), а затем приклеить их двусторонним скотчем. Красивее всего, на мой взгляд, выглядят надписи, напечатанные с инверсией, т. е. белым цветом на черном фоне, только не забудьте закрасить белые горцы готовых к наклейке «лейблов» черным фломастером, иначе они будут очень бросаться в глаза.

Сразу скажем, что научно-обоснованной методики для расчета охлаждающих радиаторов не существует. По этому поводу можно написать не одну диссертацию или монографию (и написаны, и много), но стоит изменить конфигурацию охлаждающих ребер или стержней, расположить радиатор не вертикально, а горизонтально, приблизить к нему любую другую поверхность снизу, сверху или сбоку, как все изменится и иногда кардинально. Именно поэтому производители микропроцессоров или видеокарт предпочитают не рисковать, а снабжать свои изделия радиаторами с вентилятором — принудительный обдув, даже слабенький, повышает эффективность теплоотвода в десятки раз, хотя зачастую этого и не требуется. Последние модели компьютерных источников питания и материнских плат позволяют автоматически регулировать интенсивность обдува с целью снижения уровня шума, и некоторые такие конструкции вообще не запускают вентилятор, если процессор простаивает. В главе 6 мы поговорим о том, как самостоятельно изготовить такой регулятор.

В критичных случаях, для снижения габаритов очень мощного устройства, конечно, можно вместо пассивного радиатора пристроить к вашей конструкции процессорный «кулер» с вентилятором. Правда, на практике мне этого Делать никогда не приходилось, да и надежность конструкции снижается, т. к. за исправностью вентилятора приходится следить, а это неприемлемо Для устройств, которые предназначены для автономной работы в течение Длительного времени. Потому в радиолюбительских конструкциях мы обойдемся пассивными (без обдува) охлаждающими устройствами.

Здесь мы приведем только пару-другую эмпирических способов, которые оправдали себя на практике и годятся для того, чтобы рассчитывать именно пассивные радиаторы, устроенные примерно так, как показано на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Типичный пластинчатый радиатор

Сначала рассмотрим, как рассчитывать площадь радиаторов, исходя из их геометрии. Для такого расчета нужно к площади основания прибавить суммарную площадь его ребер (также с каждой стороны). Если нижней стороной радиатор прижимается к плате, то лучше считать рабочей только одну сторону основания, но мы предположим, что радиатор «висит» в воздухе (как часто и бывает) и поэтому площадь основания удваивается: S осн= 2∙ L 1∙ L 2. Площадь одного ребра (тоже с двух сторон) S p= 2∙ L 1∙ h, но к этой величине нужно еще прибавить боковые поверхности ребра, площадь которых равна S бoк= 2∙ h∙ δ. В данном случае ребер всего 6, поэтому общая площадь радиатора S= S осн+ 6∙ S p+ 6∙ S бок. Пусть L 1= 3 см, L 2= 5 см, h = 3 см, δ = 0,2 см, тогда общая площадь такого радиатора будет 145 см 2. Разумеется, это приближенный расчет (мы не учли, скажем, боковую поверхность основания), но для наших целей точнее и не надо.