Como fazer engenharia reversa de uma PCB

A engenharia reversa desempenha um papel em muitas indústrias e é especialmente popular para aqueles que utilizam placas de circuito impresso (PCBs) em seu trabalho. Ao usar a engenharia reversa de PCB, você pode obter informações cruciais sobre sua função e design, ajudando você a fazer reparos, atualizar placas de circuito mais antigas ou produzir uma alternativa menos dispendiosa para um concorrente. Ao saber como fazer engenharia reversa de PCBs, você pode obter uma compreensão completa de como seus PCBs funcionam e colher os muitos benefícios desse processo.

Saiba mais sobre o que significa engenharia reversa e quais são os benefícios de fazê-lo para seus PCBs explorando as informações abaixo. Você também aprenderá como fazer engenharia reversa de uma PCB.

O que significa fazer engenharia reversa em uma PCB?

A engenharia reversa de PCB é um processo de várias camadas que inclui pesquisa de PCB direcionada, análise reversa e reprodução de tecnologia de design de PCB. O processo também é utilizado para identificar e obter o desenho das características funcionais e estruturais de um produto, bem como o fluxo de processamento. Com essas informações, uma empresa pode produzir produtos com funções e habilidades semelhantes – embora as empresas garantam que não estejam reproduzindo uma réplica exata de um PCB de engenharia reversa.

A engenharia reversa é utilizada principalmente para determinar e analisar os princípios de design por trás de um produto. É especialmente útil quando uma empresa não consegue encontrar facilmente informações de design em um produto específico.

O método mais comum de engenharia reversa de uma PCB envolve desmontar uma amostra de PCB e depois analisá-la. A partir dessa análise, uma empresa criará documentação sobre a amostra de PCB, que vários membros da equipe podem revisar. Essa documentação geralmente inclui informações sobre como o produto foi projetado e como ele opera.

Uma empresa pode então usar as informações coletadas de uma amostra de PCB para fabricar PCBs semelhantes que podem funcionar melhor do que as ofertas de seus concorrentes. Além da capacidade da engenharia reversa de ajudar as empresas a analisar e superar os produtos dos concorrentes, ela também pode ajudar as empresas a melhorar suas próprias ofertas de PCB. Por exemplo, a engenharia reversa pode ajudá-los a melhorar a funcionalidade de suas placas, identificando peças obsoletas, problemas de segurança ou designs ruins.

Quais são os benefícios da engenharia reversa de um PCB?

Existem várias vantagens de PCBs de engenharia reversa – muitas empresas usam esses dispositivos para vários propósitos. Por exemplo, você pode querer fazer engenharia reversa de um PCB que não possui documentação ou que está desatualizado, mas ainda é crucial para seus processos. A engenharia reversa também pode ajudá-lo a produzir versões mais eficazes ou menos dispendiosas dos PCBs de um concorrente.

Saiba mais sobre as vantagens dos PCBs de engenharia reversa abaixo:

• Manter PCBs cruciais: Às vezes, você pode ter um PCB desatualizado que executa uma função necessária, como alimentar uma máquina ou um componente eletrônico. Se o PCB falhar ou precisar ser substituído, talvez você não consiga encontrar um substituto ou saber como repará-lo. A engenharia reversa do PCB desatualizado pode ajudá-lo em ambas as situações, permitindo que você mantenha PCBs cruciais por um longo tempo e potencialmente clone-os para servir como substitutos quando os reparos não forem possíveis.
• Obtenha informações sobre PCBs sem documentação: A maioria dos PCBs contemporâneos vem com documentação ou dados de desenho assistido por computador (CAD) para as pessoas revisarem. Às vezes, os PCBs não têm nenhuma informação disponível para eles. Nesse caso, a engenharia reversa é crucial para reunir as informações esquemáticas e de projeto necessárias no PCB. A engenharia reversa permite que você crie sua própria documentação sobre o produto, ajudando você a entender como repará-lo ou reproduzi-lo.
• Reduza sua dependência de especialistas: Um dos primeiros passos que você provavelmente tomará quando seu PCB estiver com problemas é entrar em contato com um especialista para obter ajuda na solução de problemas e reparos. Às vezes, não há profissionais com experiência para lidar com seu PCB. Essa falta de conhecimento sobre o PCB pode colocá-lo em um beco sem saída. A engenharia reversa permite que você receba informações cruciais sobre sua PCB e localize áreas que possam estar causando problemas sem a ajuda de um profissional.
• Identifique pontos fracos nos designs de um concorrente: Se você produz PCBs, talvez queira encontrar maneiras de tornar seus produtos mais eficazes do que as ofertas de seus concorrentes. Ao fazer engenharia reversa no PCB de um concorrente, você pode identificar pontos fracos nele. Com essas informações, você pode melhorar seus próprios PCBs e vender um produto mais eficaz. Mesmo que você não esteja tentando vender um PCB, você pode identificar pontos fracos no design de um PCB para criar outros mais eficazes para seus propósitos exclusivos.
• Produza PCBs mais baratos: Se você tem um concorrente vendendo um PCB a um preço alto, você pode fazer engenharia reversa para determinar quanto realmente custa produzir. As empresas geralmente vendem um PCB a um custo mais alto devido à falta de concorrência. Ao determinar quanto custa fabricar o PCB, você pode produzir um similar a um preço mais econômico, ajudando a atrair novos clientes que antes não tinham outras opções.

Como fazer engenharia reversa de uma PCB

Placas de circuito de engenharia reversa podem ser um processo longo, mas vale a pena o pagamento. Existem alguns estágios primários de PCBs de engenharia reversa que qualquer pessoa que tente fazê-lo deve seguir. Essas etapas incluem a criação de desenhos, digitalizações ou fotografias iniciais de PCBs que são então carregados para o software e programas de engenharia reversa apropriados. Uma vez carregado, os usuários precisam construir o layout do PCB e usar esse layout para criar esquemas.

Depois de realizar essas etapas principais, você saberá exatamente como funciona um PCB, o que pode ajudá-lo em qualquer objetivo que você tenha. Se você quiser saber mais sobre esse processo, confira uma visão geral de como fazer engenharia reversa de PCBs abaixo:

1. Desenhe, digitalize ou fotografe o PCB para preparação de imagem

O primeiro passo para fazer engenharia reversa de um PCB é desenhar, escanear ou tirar uma fotografia do PCB. Se você tirar fotos dele, certifique-se de fotografar ambos os lados do PCB. Também é crucial tirar fotos dele em um fundo escuro. Como os PCBs podem ter furos, você não deseja que nenhum plano de fundo seja visível através desses orifícios, pois os planos de fundo mais claros podem parecer cobre. Um fundo escuro evita qualquer confusão sobre a construção do PCB.

Outro passo necessário para fotografar corretamente os PCBs é usar uma câmera de alta qualidade que possa capturar todos os detalhes. Câmeras digitais ou smartphones geralmente são suficientes para esta etapa. Além disso, você vai querer garantir que o PCB esteja bem iluminado. Fotografar ou digitalizar imagens envolverá um processo demorado, em que você precisará realizar a troca de cores ou a edição de imagens. Essas etapas geralmente são necessárias para layouts complexos, pois fotografias e digitalizações podem identificar layouts mais complicados.

Para PCBs mais simples, você pode desenhar o layout em um pedaço de papel quadriculado. Se você estiver desenhando o PCB, certifique-se de capturar a escala exata do PCB e use símbolos para cada componente. Embora o desenho manual de um PCB possa ser difícil, ele pode permitir que você ignore a troca de cores e a edição de imagens e inicie a preparação do esquema imediatamente.

2. Faça upload da imagem

Depois de tirar as fotos, você pode enviá-las para o seu programa de engenharia reversa. Antes de carregar as imagens, corte manualmente a imagem para que a foto mostre apenas o PCB. Existem vários programas disponíveis on-line para ajudá-lo a editar quaisquer fotos ou digitalizações e manipular os principais recursos do PCB.

Por exemplo, você pode querer usar o GIMP ou o Inkscape – ambas as plataformas são editores gráficos gratuitos e de código aberto. O Inkscape é um editor gráfico vetorial. Dia é outra solução de software livre e de código aberto para diagramação de uso geral. Você também pode considerar o uso do AutoTrace, um programa que converte bitmap em gráficos vetoriais.

Todos esses programas podem ser úteis nos processos de desenvolvimento de esquemas e construção de layouts. Depois de concluir os processos de desenvolvimento esquemático e construção de layout, você ainda pode precisar de software CAD para obter resultados mais detalhados.

3. Construir o layout

Depois de enviar suas imagens para o programa PCB de engenharia reversa escolhido, você precisará criar um layout 3D do PCB. O layout de um PCB mostra como a distribuição do campo eletromagnético do sistema é organizada e como os circuitos se comportam. Ele também representa outras partes de uma PCB que não podem ser mostradas em um esquema, como componentes, elementos condutores, a disposição dos traços e os planos de cada camada.

Se você estiver fazendo engenharia reversa de um PCB simples, muitas vezes você pode simplesmente digitalizar um desenho do PCB e carregá-lo no AutoTrace - ou em um programa semelhante - para criar um layout. Este tipo de programa irá pegar a imagem bitmap e convertê-la em um gráfico vetorial, ajudando você a obter rapidamente o esquema da PCB.

Para um PCB mais complexo, você terá que passar sua imagem por várias etapas de edição antes de criar um esquema. Geralmente, você pode esperar que essas etapas exijam alguma experiência e exijam muitas horas enquanto você tenta construir o layout.

A seguir estão algumas etapas de edição primárias usadas em cada lado do PCB para construir o layout:

• Orifícios de “pintura” e almofadas de solda: Antes de transferir o PCB, você precisará “pintar” as almofadas de solda e os furos para garantir que não os perca. Você pode conseguir isso trocando os canais, pois isso pode melhorar a visibilidade dos furos.
• Remover trackpads PCB: Os usuários que executam seus PCBs através do AutoTrace precisarão se livrar de quaisquer trackpads de PCB antes de usar o software. Esses trackpads de PCB podem ser convertidos em loops no programa, portanto, você deve removê-los para manter a precisão.
• Marcar furos livres: Placas multicamadas geralmente têm furos ou áreas que não se conectam a mais nada ou se conectam às camadas internas do PCB. Você deve marcar esses furos durante a etapa de edição para poder identificá-los.
• Ajuste a saturação e as camadas: Para aumentar a visibilidade em PCBs pintados, ajuste a saturação e as camadas.
• Limpar faixas: Antes de converter as imagens do PCB em um programa como o AutoTrace, limpe todas as faixas. Se você deixar as faixas bagunçadas, o esquema resultante pode não ser claro devido à má conversão. Você também pode suavizar as bordas de uma imagem para garantir que a imagem seja convertida de forma limpa.
• Desaturar e inverter a imagem: Para dessaturar a imagem, aplique tons de cinza a ela. Depois de concluir isso, você inverterá a imagem para que as linhas do PCB fiquem escuras e sejam exibidas em um fundo branco. Esse processo de dessaturação é crucial para obter uma transferência de AutoTrace mais precisa, pois elimina qualquer cor branca ou cinza.
• Repita o processo do outro lado: Para criar um layout completo, você precisará realizar as etapas de edição acima no outro lado da PCB. Se você não repetir os processos para o outro lado da placa de circuito impresso, não poderá produzir o esquema de dupla face necessário para fazer engenharia reversa de uma placa de circuito.

4. Criar esquemas

O próximo passo é derivar o esquema do PCB. Quando você deriva o diagrama esquemático de um PCB, pode ver todos os circuitos e todos os componentes da placa. O diagrama geralmente assume a forma de um desenho de montagem CAD 2D. Essa representação 2D dos esquemas ajuda um engenheiro a ver como os diferentes componentes se conectam e quais são suas funcionalidades. Todas essas informações são cruciais quando você está tentando reparar ou reproduzir um PCB.

Para criar um esquema, você pode usar um programa como o AutoTrace ou uma ferramenta de programa CAD de layout de PCB como o Target 3001!. Essa etapa geralmente é relativamente mais fácil do que o estágio de layout, pois você já concluiu qualquer necessidade de desenho ou edição de fotos.

Depois de criar os esquemas, você precisará combinar os dois lados da PCB, organizar as faixas e rotular os componentes com símbolos. Ao rotular e organizar as faixas, você achará mais fácil interpretar o esquema. Se você estiver fazendo engenharia reversa de um PCB para poder repará-lo, poderá percorrer o esquema e usá-lo para solucionar problemas do PCB. Esse processo de solução de problemas geralmente envolve a substituição de todas as linhas necessárias e a inspeção dos principais componentes.

Com o layout e os esquemas em mãos, você deve ter uma compreensão completa de como o PCB funciona.

Escolha a Millenium Circuits Limited para suas soluções de engenharia de PCB

Com todos os requisitos complexos que vêm com PCBs de engenharia reversa, você pode querer recorrer a especialistas em PCB para obter assistência com o processo. Se você deseja melhorar um design de PCB antigo ou criar algo novo, a Millenium Circuits Limited oferece cobertura.

Na MCL, nos dedicamos a produzir PCBs de alta qualidade para empresas de vários setores. Podemos fornecer praticamente qualquer tipo de PCB que você possa imaginar, o que nos ajuda a atender praticamente todas as suas necessidades. Podemos até produzir protótipos de PCBs para momentos em que você precisa de uma solução exclusiva para seus processos de fabricação. A prototipagem de PCBs pode oferecer uma ampla gama de benefícios para as empresas. Quando você precisa de algo, desde enterrados via PCBs até placas de circuito FR4 de dupla face, nós temos as respostas para seus problemas.

Se você tiver alguma dúvida sobre engenharia reversa ou quiser saber mais sobre nossas soluções de engenharia em particular, entre em contato conosco. Um de nossos representantes responderá a você o mais rápido possível para fornecer a ajuda que você procura.