چگونه طرح برد مدار را مرحله به مرحله طراحی کنیم؟
طراحی برد مدار یک گام حیاتی در سفارشی‌سازی سیستم‌های الکترونیکی است، زیرا شامل ایجاد یک طرح اولیه برای تحقق فیزیکی مدار است. با ادغام اجزای مختلف مانند مقاومت‌ها، خازن‌ها و مدارهای مجتمع بردهای مدار چاپی (PCB) که روی یک برد واحد قرار می‌گیرند، یک راه‌حل جمع‌وجور، کارآمد و قابل اعتماد برای سیستم‌های الکترونیکی ارائه می‌دهند. فرآیند طراحی برد مدار چاپی شامل چندین مرحله ضروری از جمله ایجاد شماتیک، انتخاب قطعات، طراحی ردپا و مسیریابی دقیق است که جریان سیگنال بهینه، حداقل تداخل و توزیع توان کارآمد را تضمین می‌کند.
بیایید پروژه‌ای را برای یک منبع تغذیه خطی در نظر بگیریم که ۲۲۰ ولت و فرکانس ۵۰ هرتز را به عنوان ورودی دریافت می‌کند و خروجی ۱۲ ولت DC ارائه می‌دهد. اگرچه انواع مختلفی از ... وجود دارد نرم‌افزار طراحی برد مدار چاپی (PCB) برای انتخاب شما، این مقاله از اف اس فناوری ایزی ایدا به عنوان مثالی برای طراحی محصولات ما. برای شروع، با رفتن به مسیر FILE > NEW PROJECT > “LINEAR_POWER_SUPPLY” یک پروژه جدید باز کنید، در این صورت یک صفحه خالی برای شروع فرآیند طراحی به شما نمایش داده می‌شود.
مرحله 1: انتخاب قطعات
وظیفه برد مدار، پشتیبانی و پشتیبانی از قطعات الکترونیکی، نگه داشتن ایمن آنها در جای خود و اطمینان از عملکرد مورد نظر آنهاست. بنابراین، قبل از ادامه طرح بندی رسمی، بررسی دقیق انتخاب قطعات ضروری است. این مرحله نقش مهمی در تضمین عملکرد، کارایی و قابلیت ساخت کلی مدار دارد. در اینجا چند نکته کلیدی برای تمرکز در این مرحله آورده شده است:
- عملکرد: انتخاب قطعاتی که عملکرد مورد نیاز مدار را برآورده می‌کنند، در اولویت قرار دهید. مشخصات آنها، از جمله ولتاژ نامی، قابلیت‌های مدیریت جریان و پاسخ فرکانسی را بررسی کنید تا از هماهنگی آنها با عملکرد مورد نظر مدار اطمینان حاصل شود.
- اندازه و بسته‌بندی: تأیید کنید که ابعاد و بسته‌بندی قطعات با طرح PCB شما سازگار است. مطمئن شوید که آنها در فضای موجود برد جا می‌شوند و با قوانین طراحی مشخص شده توسط سازنده PCBA شما مطابقت دارند.
- موجودی و هزینه: برای جلوگیری از تأخیرهای احتمالی در تولید، از قطعات موجود در بازار استفاده کنید. هزینه قطعات را در نظر بگیرید تا محدودیت‌های بودجه را برآورده کنید و در عین حال سطح کیفیت مطلوب را حفظ کنید.
تمام اجزای مورد نیاز برای منبع تغذیه را قرار دهید. برای این کار به موارد زیر نیاز داریم:
- دو بلوک ترمینال، یکی برای ورودی و دیگری برای خروجی.
- ترانسفورماتور, ، یکسو کننده پل
- خازن ۱۰Uf برای صاف کردن جریان مستقیم ضربان‌دار
- LED به عنوان نشانگر
- تنظیم کننده ولتاژ خطی
- ۷۸۱۲ برای بدست آوردن ولتاژ ۱۲ ولت DC.
در مرحله بعد، تمام قطعات مورد نیاز را یکی یکی روی صفحه شماتیک قرار دهید و مطمئن شوید که هر قطعه انتخاب شده، فوت پرینت مربوط به خود را در کتابخانه دارد. اگر فوت پرینت یک قطعه موجود نیست، ممکن است لازم باشد با مراجعه به ابعاد ارائه شده در دیتاشیت قطعه، آن را ایجاد کنید.
قطعات را با دقت روی صفحه شماتیک بچینید و اتصالات را مرتب و منظم نگه دارید. مطمئن شوید که اتصالات بین قطعات به طور دقیق در نمودار شماتیک نشان داده شده است.
پس از قرار دادن تمام قطعات و ایجاد اتصالات، می‌توانید به مرحله بعدی طراحی PCB بروید.
مرحله ۲: طراحی شماتیک
پس از قرار دادن تمام قطعات روی صفحه شماتیک، مرحله بعدی اتصال آنها با استفاده از سیم است. برای انجام این کار، به ابزار سیم کشی در نرم افزار دسترسی پیدا کنید. روی نماد سیم کلیک کنید و اتصال تمام قطعات را با سیم های مناسب شروع کنید.
بعد از اتصال همه قطعات، مدار به این شکل نمایش داده خواهد شد.
برای اتصال زمین مدار، به کتابخانه عمومی بروید و نماد GND را برای قرار دادن اتصال زمین دریافت کنید. تمام نمادهای زمین را با سیم وصل کنید.
شماتیک کامل مدار در زیر نشان داده شده است. قبل از رفتن به مرحله بعدی، برای ذخیره تمام تغییرات، کلیدهای ctrl+s را فشار دهید.
مرحله 3: طرح بندی PCB
پس از تکمیل طراحی شماتیک، مرحله بعدی تبدیل آن به طرح PCB است. برای انجام این کار، روی نماد PCB که در بالای نوار ابزار نرم‌افزار قرار دارد کلیک کنید.
یا می‌توانید روی design>create a new PCB کلیک کنید، سپس می‌توانید به تب بعدی بروید.
پس از کلیک روی نماد PCB، دو تب PCB جدید در نرم‌افزار باز می‌شود. این تب‌ها نشان‌دهنده تنظیمات پیش‌فرض برای طرح‌بندی PCB هستند. در این مرحله، می‌توانید با کلیک روی “اعمال” تنظیمات پیش‌فرض را ادامه دهید یا می‌توانید تنظیمات را مطابق با نیازهای خاص خود سفارشی کنید.
سفارشی‌سازی تنظیمات به شما امکان می‌دهد پارامترهایی مانند اندازه برد، چیدمان لایه‌ها، عرض و فاصله‌گذاری مسیر، سبک‌های via و سایر قوانین طراحی را تعریف کنید.
برای شروع طرح‌بندی مدار PCB، با قرار دادن قطعات روی برد شروع کنید. قطعات را به صورت منطقی سازماندهی کنید، جریان سیگنال را در نظر بگیرید و طول مسیرها را به حداقل برسانید. می‌توانید این کار را با استفاده از کشیدن و رها کردن برای قرار دادن قطعات و سپس ثابت کردن آنها در جای خود روی برد انجام دهید.
مرحله ۴: مسیریابی
به طور پیش‌فرض ما PCB دو لایه را انتخاب می‌کنیم، بنابراین با کلیک کردن در سمت راست بالا با رنگ آبی، از لایه پایینی شروع کنید.
شروع به مسیریابی اتصالات بین اجزا کنید. این شامل ترسیم مسیرها برای ایجاد اتصالات الکتریکی است.
برای کاهش تداخل سیگنال و نویز، تا حد امکان مسیرهای ردیابی را کوتاه نگه دارید. برای جلوگیری از گرمای بیش از حد، از عرض مسیرهای ردیابی مناسب برای جریان‌های مختلف استفاده کنید.
همچنین می‌توانید از ماشین حساب آنلاین برای اندازه‌گیری عرض مسیر استفاده کنید.
ضخامت برد مدار چاپی و جریان تخمینی که می‌خواهید از مدار عبور کند را به آنها بدهید، این به شما ضخامت مسیر را می‌دهد. معمولاً برای مسیر سیگنال، از مسیر ۱ میلی‌متری استفاده می‌کنیم و برای جریان برق، عرض مسیر را با توجه به مقدار جریان افزایش می‌دهیم.
قطعات را با سیم وصل کنید و سپس سطح پایینی برد مدار چاپی را انتخاب کنید.
وقتی سیم‌های مسیریابی از لایه زیرین پوشانده شدند، به سمت لایه بالایی با رنگ قرمز حرکت کنید، قطعات را به آن وصل کنید و مسیریابی را کامل کنید.
وقتی مسیریابی کامل شد، ضخامت سیم برق با کمک لینک بالا افزایش می‌یابد که در آن عرض مسیر را محاسبه می‌کنیم.
برای این کار، روی سیمی که می‌خواهیم عرض آن را افزایش دهیم کلیک می‌کنیم. جدولی در سمت راست نشان داده می‌شود. در اینجا می‌بینیم که عرض بلوک از 0.254 میلی‌متر به عرض مورد نیاز تغییر می‌کند، در مورد ما فرض کنید آن را به 1.5 میلی‌متر افزایش می‌دهیم.
مرحله ۵: صفحات زمین و قدرت
در صورت لزوم، یک صفحه زمین و صفحات قدرت اضافه کنید. این صفحات به اتصال زمین و توزیع بهتر برق، کاهش نویز و ایجاد پایداری کمک می‌کنند.
پین‌های اتصال به زمین قطعات را به صفحه زمین وصل کنید و همین کار را برای اتصالات برق انجام دهید.
در پروژه ما، لایه زیرین PCB را زمین می‌کنیم. برای این کار روی ناحیه مسی کلیک کنید.
و تمام GND را با آن وصل کنید. با این کار لایه زیرین را به زمین وصل می‌کنیم تا یکپارچگی سیگنال ما افزایش یابد.
GND را به عنوان نت انتخاب کنید و سپس روی OK کلیک کنید. پس از آن، یک خط با نشانگر ماوس ظاهر می‌شود. تمام لبه‌های برد که به صورت خط بنفش هستند را انتخاب کنید و Esc را از صفحه کلید فشار دهید. به این ترتیب لایه زیرین برد را زمین زدیم.
مرحله 6: تأیید طراحی
یک بررسی کامل از طرح PCB خود انجام دهید تا مطمئن شوید که همه اتصالات صحیح و مطابق شماتیک شما هستند. بررسی قوانین طراحی (DRC) را دوباره اجرا کنید تا خطاهای باقی مانده را پیدا کنید. برای بررسی خطای DRC، روی طرح کلیک کنید و سپس روی بررسی DRC کلیک کنید.
در جدول سمت چپ، می‌توانید خطای قانون DRC را در صورت وجود پیدا کنید. در مورد ما، خطای DRC صفر است. اگر وجود داشته باشد، باید قبل از ادامه کار آن را برطرف کنیم.
مرحله 7: خروجی گرفتن از فایل‌های Gerber
پس از تکمیل طراحی و طرح‌بندی برد مدار چاپی، فایل‌های Gerber ایجاد کنید. این فایل‌ها استاندارد صنعتی برای تولید PCB هستند. در مورد الزامات خاص آنها با سازنده PCBA خود مشورت کنید. فایل‌های گربر. برای تولید فایل Gerber روی fabrication>PCB Fabrication File (Gerber) کلیک کنید.
بعد از کلیک کردن، از شما خواسته می‌شود که دوباره خطای DRC را بررسی کنید. روی YES کلیک کنید و DRC را بررسی کنید.
و سپس یک فایل Gerber ایجاد کنید. فایل شما به صورت خودکار با فرمت zip دانلود می‌شود.
مرحله 8: ساخت PCB
فایل‌های Gerber خود را برای سازنده PCBA مورد نظر خود ارسال کنید. مشخصات مناسب مانند جنس، ضخامت و وزن مس را انتخاب کنید. می‌توانید PCB را از آنها سفارش دهید. فناوری FS و یک فایل Gerber یا هر سازنده دیگری که می‌خواهید اضافه کنید.ساخت برد مدار چاپی (PCB) بعدی خواهد آمد.
مرحله 9: مونتاژ برد مدار چاپی
اگر طرح شما شامل اجزای نصب سطحی است (قطعات SMD) ، شما باید موارد زیر را در نظر بگیرید فرآیند مونتاژ برد مدار چاپی. مونتاژ برد مدار چاپی (PCB) فرآیند تولید لحیم کاری قطعات الکترونیکی روی برد مدار چاپی (PCB) برای ایجاد یک مدار الکترونیکی کاملاً کاربردی است. فرآیند مونتاژ را می‌توان با استفاده از روش‌های مختلفی انجام داد، اما رایج‌ترین روش برای قطعات SMD، لحیم کاری جریانی (reflow soldering) است.
مرحله 10: -آزمایش
پس از دریافت PCBA تولید شده، یک آزمایش عملکردی کامل انجام دهید تا مطمئن شوید همه چیز طبق برنامه کار می‌کند.
به یاد داشته باشید که طراحی PCB مهارتی است که با تمرین بهبود می‌یابد. صبور باشید و در حین یادگیری، از راهنمایی طراحان باتجربه یا منابع آنلاین دریغ نکنید.
یک برد مدار چاپی (PCB) با طراحی خوب نه تنها کارایی مدار را بهبود می‌بخشد، بلکه تداخل الکترومغناطیسی را نیز کاهش می‌دهد، یکپارچگی سیگنال را تضمین می‌کند و نگهداری و ارتقاءهای آینده را تسهیل می‌کند. بنابراین، هر مهندس الکترونیک باید بر این اصول و تکنیک‌های طراحی تسلط داشته باشد. با پیشرفت مداوم فناوری، طراحی برد مدار چاپی نیز پیشرفت می‌کند و امکانات جدیدی را برای ما فراهم می‌کند تا سیستم‌های الکترونیکی پیچیده‌تر و کارآمدتری ایجاد کنیم.
انتخاب فردی مطمئن و توانمند اف اس می‌تواند به شما در دستیابی به کیفیت PCB با کیفیت بالا کمک کند!
برچسب‌ها
وبلاگ‌های مرتبط
تایمر وقفه آردوینو UNO تایمر یکی از ویژگی‌های تعبیه شده در هر میکروکنترلر است و عملکردهای خاصی در رابطه با گذشت زمان دارد.
ویژگی‌های سخت‌افزاری ESP32: پین، مبدل و پردازنده ESP32 که توسط Shanghai Espressif Systems طراحی شده است، یک میکروکنترلر کم‌هزینه و کم‌مصرف است که به‌طور گسترده در اینترنت استفاده می‌شود.
فهرست مطالب فهرست نرم‌افزار طراحی PCB در چین ضرب‌المثلی وجود دارد: “تبر را قبل از بریدن چوب تیز کنید.” این بدان معناست که صرف وقت برای
چگونه WSJT-X را روی رزبری پای نصب کنیم؟ اگر یک اپراتور رادیویی آماتور مشتاق هستید یا صرفاً یک علاقه‌مند به الکترونیک، این آموزش برای شما مناسب است.
دستورالعمل‌های مربوط به برد مدار چاپی با قابلیت تعویض سریع (Hot Swap) برای اتصال ایمن قطعات به سطح برد مدار، بردهای سنتی PCBA به فرآیند لحیم‌کاری متکی هستند. در حالی که
چگونه رزبری پای خود را تحت فشار تست کنیم؟ اگر علاقه‌مند به فهمیدن قابلیت‌های واقعی رزبری پای خود هستید، به خصوص اگر ...
ما دوست داریم از شما بشنویم