제 1 과제 -...

공업전자기기-제1과제-12-1

제 1 과제

과제명 : 하드웨어 설계

제한 시간 : 6시간00분

직종　: 공업전자기기


제45회 국제기능올림픽대회 국가대표선발 제2차 평가경기 과제

직 종 명 공업전자기기 과 제 명 하드웨어 설계 과제번호 제 1 과제

경기시간 6시간 비 번 호 감독위원확인 (인)

1. 요구사항

가. 회로 설계( 2시간 00분 )

1) 지급된 회로도와 회로설계 요구사항을 보고 Design #A, #B, #C를 완성하시오.

2) 완성된 Design #A, #B, #C를 Pspice를 이용하여 시뮬레이션하시오.

3) 작성한 Design과 시뮬레이션 출력물을 답안지 파일에 넣어 제출하시오.

나. 회로도 작성 & PCB 설계 ( 2시간 00분 )

1) 지급받은 회로도를 전자캐드 프로그램으로 작성하시오.

2) 회로도를 모두 작성하였으면 요구사항을 따라 지급받은 라이브러리를 이용하여

단면 PCB를 설계하시오. (지급된 라이브러리와 재료의 사이즈가 맞지 않을 경우

실물을 우선하여 라이브러리를 재작성하시오.)

3) 추가 규칙에 따라 PCB를 설계하시오. (이외는 IPC 규격을 따르시오.)

4) 작성한 회로도와 거버 파일을 요구사항을 따라 PDF파일로 출력하여 제출하시오.

다. PCB 조립 및 동작 ( 2시간 00분 )

1) 제공되는 인두기 모형 거버를 가공하여 그림과 같이 납땜하여 지참하시오.

2) PCB를 조립 및 조정하여 동작 상태를 확인하시오.


라. 부품 배치도

마. 동작 요구사항

1) 이 회로는 “인두기”를 구현한 것이다.

2) BLOCK DIAGRAM


3) 주어진 회로설계 문제를 설계하여 다음 동작이 되게 하시오.

가. 도체를 집으면 LED1이 녹색으로 점등한다. (감지를 못하면 VR1을 조정하시오.)

나. 도체를 놓으면 5[s] 뒤에 LED1이 녹색으로 점등한다.

(VR2를 조정하여 5[s]로 맞추시오.)

다. LED1이 녹색일 때 다음과 같이 동작하시오.

- SW1을 누르고 있으면 7-Segments가 1씩 증가하고, SW2를 누르고 있으면

1씩 감소한다. (VR5를 조정하여 U2_6에 3~4[V]가 입력되도록 하시오)

- SW를 누르고 있으면 0.2[Hz]마다 증감하는 속도가 1[Hz]→10[Hz]→100[Hz]순으로

빨라진다. (VR4을 조정하여 U7_3에서 0.2[Hz]가 출력되도록 하시오.)

(VR3을 조정하여 U3_6에서 100[Hz]가 출력되도록 하시오.

라. LED1이 적색이면 7-Segments가 1[Hz]마다 점멸하고 SW를 눌러도 7-Segments가

증감되지 않는다.

2. 경기자 유의사항

가. 안전사고에 유의하시오.

나. 심사의원 및 집행위원의 지시에 순응 하시오.


3. 회로도


4-1. 재 료 목 록 직 종 명공업전자기기

(PCB1 하드웨어 설계)일련

번호재 료 명 규 격(치수) 단위

1인당

소요량

공동

소요량

추 정

단 가비 고

1 IC LM358 개 2 PCB1

2 IC LF356 개 1 PCB1

3 IC 4011 개 1 PCB1

4 IC 4510 개 4 PCB1

5 IC 4511 개 3 PCB1

6 IC 4017 개 2 PCB1

7 IC 4051 개 1 PCB1

8 SMD IC NE555 개 1 PCB1

9 IC 소켓 DIP-8 개 3 PCB1



12 세라믹 콘덴서 100nF/50V 개 7 PCB1

13 전해 콘덴서 470F/16V 개 1 PCB1

14 전해 콘덴서 10uF/16V 개 2 PCB1

15 전해 콘덴서 100uF/16V 개 1 PCB1

16 저항 1KΩ, 1/4W, 5% 개 7 PCB1

17 저항 10KΩ, 1/4W, 5% 개 7 PCB1

18 저항 20KΩ, 1/4W, 5% 개 4 PCB1

19 저항 51KΩ, 1/4W, 5% 개 1 PCB1

20 저항 100KΩ, 1/4W, 5% 개 2 PCB1

21 저항 150KΩ, 1/4W, 5% 개 1 PCB1

22 저항 10MΩ, 1/4W, 5% 개 1 PCB1

23 가변저항 VZ067TL7-10KΩ 개 3 PCB1



26 다이오드 1N4148 개 5 PCB1


4-2. 재 료 목 록 직 종 명공업전자기기

(PCB1 하드웨어 설계)

일련

번호재 료 명 규 격(치수) 단위

1인당

소요량

공동

소요량

추 정

단 가비 고

27 7-Segment FND500 개 3 PCB1

28 LED 5RG9HW-2(K) 개 1 PCB1

29 Tact SW ITS-1105-5mm 개 2 PCB1

30 전원단자 CLL5.08-3P 개 1 PCB1

31 핀모렉스 2Pin 암 개 1 PCB1

32 핀모렉스 2Pin 수 개 1 PCB1

33 Flate Cable 2가닥 cm 10 PCB1

34 PCB 인두기 모형 개 1 PCB1

35 단면 동판220*330, 1.6t,

1/2 oz판 1 PCB1

36 납 무연납, Φ0.6mm m 3 PCB1

37 3색 단선 0.3mm m 1 PCB1


5-1. DESIGN A아래와 같이 제시된 조건과 요구사항을 만족하는 회로를 설계하시오.

사용 가능 부품

품 명 규 격 개수

IC LF356 1

SVR 20KΩ 가변저항 1

R/C필요한 만큼의

커패시터와 저항

설계 및 동작 요구사항

LF356(OP-AMP)을 이용한 요구하는 주파수를 출력하는 구형파 발진기를 완성하시오.

( 단, 파형 시뮬레이션은 가변저항 대신 20KΩ 저항을 사용하시오. )

Ÿ 출력(U3_6) : 최대 약 96.83[Hz] 출력가능한 구형파 발진

답안지 요구사항

Ÿ 회로도

(모든 저항과 캐패시터 값을 입력하는 것을 잊지 마시오.)

Ÿ 시뮬레이션 파형


5-2. DESIGN B아래와 같이 제시된 조건과 요구사항을 만족하는 회로를 설계하시오.



IC NE555 1SVR 500KΩ 가변저항 1




NE555을 이용하여 발진 회로를 설계하시오.

( 단, 가변저항 값 최대는 일반저항 500KΩ, 최소는 1Ω을 사용하시오. )


Ÿ 회로도 (모든 저항과 캐패시터 값을 입력하는 것을 잊지 마시오.)


(최소 파형은 Design #B-1, 최대 파형은 Design #B-2 에 작성하시오.)

U7_3 ON TIME OFF TIME가변저항 값 최소 1.7s 0.7s가변저항 값 최대 5.1s 4.1s


5-3. DESIGN C아래와 같이 제시된 조건과 요구사항을 만족하는 회로를 설계하시오.



IC CD4510 1IC LM358 1SVR 10KΩ 가변저항 1




카운터와 OPAMP을 이용하여 요구사항에 만족하는 회로를 설계하시오.

CLK C B A0 0 0

↑ 0 0 1↑ 0 1 0↑ 0 1 1↑ 0 1 1

3에서 카운트되어도 3 유지

가변저항 대신 U2_6 의 전압을 1.8V로 유지


Ÿ 회로도 (모든 저항과 캐패시터 값을 입력하는 것을 잊지 마시오.)



6. 추가 규칙

가. 최소 Via 직경: 1.27mm and 0.711mm hole;

나. 최소 간격: 0.3mm;

다. 기판 최대 크기: 160x100mm;

라. 기판 비율: 8x5;

마. Ground plane은 반드시 Solid이여야 하며 0.254mm 미만의 Neck이 있으면 안됩니다.

바. 점프선의 최대 개수는 15개입니다.

점프선 개수가 초과되면 약간의 점수가 감점됩니다.

사. Test Point의 Designator(ex: TP?)은 제공된 회로도와 똑같아야 합니다.

아. 반드시 PCB에 Mirror 된 Bottom Layer 비번호 표시가 있어야 합니다.


7. 라이브러리 작성 & PDF 파일 제출

가. Datasheet 사양에 맞게 Timer IC(SMD TYPE NE555) 라이브러리를 생성하고

다음과 같은 기능을 추가하시오.

Designator: U?;

Comment: NE555;

Description: GENERAL PURPOSE SINGLE BIPOLAR TIMERS;

나. 출력파일(PDF)

선수는 반드시 Gerber와 NC Drill 파일을 가공용으로 생성하고 아래의 모든 내용들이

한 개의 PDF 파일 안에 들어가도록 하시오.

Ÿ 회로도

Ø 칼라 출력

Ÿ Components top view sheet, showing:

Ø Board outline;

Ø Top overlay;

Ø Holes;

Ø Top layer.

Ÿ Components bottom view sheet, showing:

Ø Mirrored board outline;

Ø Mirrored bottom overlay;

Ø Mirrored bottom solder;

Ø Mirrored holes.

Ÿ Bottom layer view sheet, showing:

Ø Mirrored board outline;

Ø Mirrored bottom layer;

Ø Mirrored holes.

Ÿ Bill of materials: (BOM은 분리된 파일이 아니며, PDF에 포함되어야 합니다.)

Ø Columns: Description; Comment; Value; Quantity; Designator; Footprint;

Ø Grouped columns: Value; Comment; Footprint;

Ø Excel Options -> Template: Any template needed, keep this field blank.

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