14 dicas sobre como projetar uma placa de programação e teste de PCB

Design do sistema

1.Sistema / Projeto Preliminar

Programação de PCB o foco principal deve ser entender o design geral da placa antes de começar. Quando você sabe qual componente se encaixa onde o processo de design fica muito mais confortável.

O projeto preliminar compreende duas etapas significativas. Primeiro, você deve construir um diagrama do sistema completo. Trate isso como seu projeto de design. O blueprint irá orientá-lo sobre quais são as entradas e saídas sem entrar em muitos detalhes.

É ter a ideia de como todo o conselho funciona e se conecta.

2. Diagrama de Blocos

Um diagrama de blocos inclui um bloco para cada cluster de componente significativo. A maneira como esses módulos estão ligados uns aos outros, como eles interagem e quanta tensão flui através de cada estágio.

Quando todos esses blocos forem adicionados ao diagrama e quanta energia inicial será necessária, adicione esses detalhes à imagem. Isso tornará seu trabalho mais fácil, dando uma ideia se você precisará de controladores de tensão para mudar para cada bloco do núcleo.

Você precisa de shifters para controle de tensão porque duas partes elétricas estão ligadas entre si por meio de tensão contribuinte. Quando essas duas partes elétricas estão usando diferentes níveis de energia, você precisa usar um shifter.

3.Selecione o Microcontrolador

Você pode decidir que tipo de microcontrolador usar com base em alguns detalhes necessários, como custo, disponibilidade, propriedades, etc. Você pode obter todos esses detalhes no site dos distribuidores.

Preço sobre desempenho – o Arm Cortex-M é um MC de qualidade por causa de quão baratos eles são o nível de desempenho que você pode obter deles. Mesmo se você estiver programando PCB para apenas 8 bits, você pode pagar e deve usar um Cortex-M de 32 bits.

Desempenho – dependendo do número de pinos GPIO e que utiliza o protocolo serial.

Os microcontroladores mais simples e baratos terão 32 pinos com diferentes tipos de recursos. O topo de linha terá até 216 pinos; no entanto, isso pode ser muito complexo para trabalhar se você for um iniciante.

Pacote com chumbo – Este é um excelente recurso porque os pinos do microcontrolador ficam prontamente disponíveis. As embalagens que vêm sem levar têm os pinos enfiados embaixo do container. Isso significa que é difícil alcançar as unhas se você não tiver nenhum ponto de teste disponível.

Programação de PCB – Projeto de circuito esquemático

Para começar com o conector, um regulador para controlar a tensão, um chip MC e um conector de programação de PCB.

4.Capacitores

Para isso, seguiremos estes passos.

1. Comece o projeto posicionando um capacitor sobre o pino de entrada que está no regulador. Coloque outro capacitor no pino de saída do regulador. A primeira é para a tensão de entrada, e a segunda é para economizar carga para passá-la para cargas impermanentes. O segundo capacitor também atuará para criar estabilidade com o regulador. Sem isso, o regulador flutuará.

2. Próximo aos pinos de alimentação do MC, você colocará capacitores para desacoplamento. Você pode consultar especialistas para entender que tipo de capacitor usar para esta função.

5. Pinagem do microcontrolador

Os fabricantes de microcontroladores geralmente configuram muitas funções diferentes no mesmo pino para reduzir o número total de fixadores necessários.

No início, o uso da unha começará automaticamente. Mas esses pinos também podem ter funções alternativas. Certifique-se de que não há dois serviços que você precise atribuir a um pino.

6.Osciladores RC

O relógio é um componente necessário porque determina que o microcontrolador execute as funções na sequência correta a cada segundo. Alguns microcontroladores que possuem relógios pré-instalados assistem a temporizadores, também chamados de osciladores RC porque eles combinam o tempo de um capacitor e um resistor. A desvantagem disso é que eles têm menor precisão. A temperatura pode afetar principalmente o nível de precisão da oscilação.

Para kits iniciais, eles são excelentes. Mas se você está projetando algo que precisa de extrema precisão de tempo, esses relógios não são recomendados.

7.Conector de programação

Existem apenas dois protocolos de programação:o protocolo JTAG e o protocolo Serial Wire Debug.

O SWD precisa apenas de cinco pinos para executar clock, i/o, terra, tensão contribuinte e reset. Se você deseja projetar uma placa pequena, essa pode ser a escolha ideal.

Os conectores JTAG podem ter um grande número de pinos e são adequados para programação complexa.

8. Potência

O microcontrolador precisa de uma tensão contribuinte para controlar os componentes. Você pode usar um carregador USB externo para esta finalidade. Calcule a tensão de saída que alimenta o regulador e a saída estável para decidir qual fonte é adequada para o seu projeto. 1 pino GPIO precisa de cerca de 24 mA de corrente, então calcule a corrente da fonte dependendo disso. Para modelos básicos, o microcontrolador pode consumir até 300 mA com facilidade.

9. Verificação de regras elétricas

Você pode colocar alguns erros para pinos com a ajuda de cheques coloridos. Ele informará instantaneamente se houver algum problema com a placa e onde isso está se originando.

O último passo é verificar se você não tem nenhum curto-circuito nas apostas, pinos se tocando ou nenhum pino permanecendo desconectado.

Design de layout de PCB

Nesta etapa, você pode começar a colocar todos os componentes dentro do design da placa de circuito. Você pode então usar 'converter para PCB' para garantir que o design crie o produto finalizado com todos os componentes no lugar.

10.Colocação de componentes

Esta etapa pode verificar o correto posicionamento das peças. Se você estiver usando software para projeto de PCB, já pode colocar os componentes no lugar. Mas para um melhor desempenho do layout, os especialistas gostam de fazê-lo manualmente.

Certifique-se de que o regulador posicione o conector micro USB e que a saída esteja próxima ao pino de entrada. Você pode então postar o conector para programação em um local que considere adequado ao design. Depois que tudo estiver no lugar, você pode postar os resistores, indutores e os vários capacitores que discutimos.

11.Pilha de camadas de PCB

O PCB é uma coleção de camadas empilhadas umas sobre as outras. Quando você tem folhas que são capazes de condução, elas precisam ter material isolante entre elas. Você pode ter no máximo dois deles, de preferência nas áreas externas. À medida que você torna os designs mais avançados, você pode adicionar mais camadas condutoras em números pares.

12.Fiação PCB

A fiação geralmente é realizada após a colocação dos componentes. Você pode fazer isso automaticamente ou manualmente. O processo automático não é muito eficiente.

O principal princípio do roteamento é que você precisará encurtar a altura dos traços. Ajudaria se você também diminuísse quantas vias você está usando e quaisquer curvas de 90 graus. Quanto maior o poder da evidência, mais críticos esses princípios se tornam.

Você pode usá-lo através de vias se estiver tentando reduzir o custo de construção de um protótipo. As vias cegas e enterradas tendem a ser muito mais caras. Os traços também devem lidar com o fluxo de corrente, ou eles derreterão e causarão danos à placa.

13.Verificação

Na verificação, você deve garantir que as regras de design sejam verificadas e que o esquema também tenha sido validado.

A verificação DR garantirá que você tenha usado a largura certa do traço e deixado espaço adequado entre as marcas e que a lacuna entre a placa e a evidência esteja correta.

O Drs depende de qual placa de circuito você está projetando. Portanto, ajudaria se você tivesse as regras certas antes de iniciar o design.

14. Gerando Gerbers

Após concluir a verificação, você deve transformar o design da placa de circuito no formato padrão da indústria. Este formato é conhecido como Gerber. Nesse formato, cada camada da placa de circuito terá saídas em arquivos diferentes. Seda, montagem, máscara de solda, pasta são as camadas. Você também terá que criar um arquivo que tenha os detalhes de posicionamento dos componentes. O fabricante usará este arquivo quando operar o posicionador automático de componentes. Você pode enviar esses arquivos para o fabricante de sua escolha.

Resumo

Analisamos o processo de projeto de PCBs por meio de programação personalizada de microcontroladores. Fizemos uma breve introdução ao processo para garantir que você possa seguir as etapas.

Se você precisar de mais perguntas sobre programação de PCB, entre em contato conosco a tempo.

WellPCB tem dez anos de WellPCB irá fornecer-lhe um serviço de qualidade e tecnologia profissional.