14 consejos para diseñar una placa de prueba y programación de PCB

Diseño del sistema

1.Sistema / Anteproyecto

Programación de PCB El enfoque principal debe ser comprender el diseño general de la placa antes de comenzar. Cuando sabe qué componente encaja, el proceso de diseño se vuelve mucho más cómodo.

El diseño preliminar consta de dos pasos importantes. Primero, debe construir un diagrama del sistema completo. Trátelo como su modelo de diseño. El plano lo guiará sobre cuáles son las entradas y salidas sin entrar en demasiados detalles.

Es tener una idea de cómo funciona y se conecta toda la placa.

2. Diagrama de bloques

Un diagrama de bloques incluye un bloque para cada grupo de componentes significativo. La forma en que estos módulos están vinculados entre sí, cómo interactúan y cuánto voltaje fluye a través de cada etapa.

Cuando todos estos bloques se suman al diagrama y cuánta energía inicial se requerirá, agregue estos detalles a la imagen. Facilitará su trabajo al darle una idea de si necesitará controladores de voltaje para cambiar cada bloque central.

Necesita palancas de cambio para el control de voltaje porque dos partes eléctricas están conectadas entre sí a través del voltaje del contribuyente. Cuando estas dos partes eléctricas usan diferentes niveles de energía, necesita usar una palanca de cambios.

3.Seleccione Microcontrolador

Puede decidir qué tipo de microcontrolador usar en función de algunos detalles necesarios como el costo, la disponibilidad, las propiedades, etc. Puede obtener todos estos detalles en el sitio de los distribuidores.

Precio sobre rendimiento:Arm Cortex-M es un MC de calidad debido a lo baratos que son y al nivel de rendimiento que puede obtener de ellos. Incluso si está programando PCB para solo 8 bits, puede pagar y debe usar un Cortex-M de 32 bits.

Rendimiento:según la cantidad de pines GPIO y cuál utiliza el protocolo serie.

Los microcontroladores más simples y económicos tendrán 32 pines con diferentes tipos de características. La parte superior de la línea tendrá hasta 216 pines; sin embargo, esto podría ser demasiado complejo para trabajar si eres un principiante.

Paquete con plomo:esta es una característica excelente porque los pines del microcontrolador están fácilmente disponibles. Los paquetes que vienen sin llevar tienen los pasadores metidos debajo del contenedor. Significa que es difícil llegar a las uñas si no tiene ningún punto de prueba disponible.

Programación de PCB:diseño de circuito esquemático

Para empezar, el conector, un regulador para controlar el voltaje, un chip MC y un conector de programación de PCB.

4.Condensadores

Para ello, seguiremos estos pasos.

1. Comience el diseño colocando un capacitor sobre el pin de entrada que está en el regulador. Coloque otro condensador en el pin de salida del regulador. El primero es para el voltaje de entrada, y el segundo es para ahorrar carga para pasarla a cargas no permanentes. El segundo capacitor también actuará para crear estabilidad con el regulador. Sin esto, el regulador fluctuará.

2. Cerca de los pines de suministro del MC, colocará capacitores para desacoplar. Puede consultar a expertos para comprender qué tipo de condensador usar para esta función.

5. Configuración de pines del microcontrolador

Los fabricantes de microcontroladores suelen configurar muchas funciones diferentes en el mismo pin para reducir el número total de sujetadores necesarios.

Al principio, el uso de la uña comenzará automáticamente. Pero estos pines también pueden tener funciones alternativas. Asegúrese de que no necesite asignar dos servicios a un pin.

6.Osciladores RC

El reloj es un componente necesario porque determina que el microcontrolador realice las funciones en la secuencia adecuada cada segundo. Algunos microcontroladores que tienen relojes preinstalados miran temporizadores, también llamados osciladores RC porque combinan la temporización de un condensador y una resistencia. La desventaja de eso es que tienen menor precisión. La temperatura puede afectar en gran medida el nivel de precisión de la oscilación.

Para kits de inicio, son excelentes. Pero si está diseñando algo que necesita una precisión de tiempo extrema, no se recomiendan estos relojes.

7. Conector de programación

Solo hay dos protocolos de programación:el protocolo JTAG y el protocolo Serial Wire Debug.

El SWD solo necesita cinco pines para realizar el reloj, E/S, tierra, voltaje del contribuyente y reinicio. Si está buscando diseñar un tablero pequeño, esta puede ser la opción ideal.

Los conectores JTAG pueden tener una gran cantidad de pines y son adecuados para una programación compleja.

8.Poder

El microcontrolador necesita un voltaje contribuyente para controlar los componentes. Puede utilizar un cargador USB externo para este fin. Calcule el voltaje de salida que alimenta el regulador y la salida estable para decidir qué suministro es adecuado para su diseño. 1 pin GPIO necesita alrededor de 24 mA de corriente, así que calcule la fuente de corriente dependiendo de eso. Para los modelos básicos, el microcontrolador puede consumir hasta 300 mA con facilidad.

9. Comprobación de las normas eléctricas

Puede poner algunos errores para pines con la ayuda de cheques de colores. Le informará instantáneamente si hay algún problema con la placa y de dónde se origina.

El último paso es verificar que no haya cortocircuitos dentro de las apuestas, pines que se toquen entre sí o ningún pin que quede desconectado.

Diseño de diseño de PCB

En este paso, puede comenzar a colocar todos los componentes dentro del diseño de la placa de circuito. Luego puede usar 'convertir a PCB' para asegurarse de que el diseño cree el producto final con todos los componentes en su lugar.

10. Colocación de componentes

Este paso puede comprobar el posicionamiento correcto de las piezas. Si está utilizando un software para el diseño de PCB, ya puede colocar los componentes en su lugar. Pero para un mejor rendimiento del diseño, a los expertos les gusta hacerlo manualmente.

Asegúrese de que el regulador coloque el conector micro USB y que la salida esté cerca del pin de entrada. A continuación, puede publicar el conector para la programación en un lugar que crea que se ajusta al diseño. Una vez que todo esté en su lugar, puede publicar las resistencias, los inductores y los diversos capacitores que discutimos.

11. Pila de capas de PCB

El PCB es una colección de capas apiladas unas sobre otras. Cuando tiene hojas que son capaces de conducir, necesitan tener material aislante entre ellas. Puede tener un máximo de dos de estos, preferiblemente en los exteriores. A medida que hace que los diseños sean más avanzados, puede agregar más capas conductoras en números pares.

12. Cableado de PCB

El cableado generalmente se realiza después de la colocación de los componentes. Puedes hacerlo de forma automática o manual. El proceso automático no es muy eficiente.

El principio fundamental del enrutamiento es que deberá acortar la altura de las trazas. Sería útil si también redujera la cantidad de vías que está utilizando y los giros de 90 grados. Cuanto mayor sea el poder de la evidencia, más críticos se vuelven estos principios.

Puede usarlo a través de vías si está tratando de reducir el costo de construir un prototipo. Las vías ciegas y enterradas suelen ser mucho más caras. Los rastros también deben manejar el flujo de corriente, o se derretirán y dañarán la placa.

13.Verificación

En la verificación, debe asegurarse de que las reglas de diseño estén verificadas y el esquema también haya sido validado.

La verificación de DR garantizará que haya utilizado el ancho de trazo correcto y que haya dejado el espacio adecuado entre las marcas y que el espacio entre el tablero y la evidencia sea correcto.

Los Drs dependen de la placa de circuito que esté diseñando. Por lo tanto, ayudaría si tuviera las reglas correctas antes de comenzar el diseño.

14. Generación de Gerbers

Después de completar la verificación, debe convertir el diseño de la placa de circuito en el formato estándar de la industria. Este formato se conoce como Gerber. En este formato, cada capa de la placa de circuito tendrá salidas en diferentes archivos. Seda, montaje, máscara de soldadura, pasta son las capas. También deberá crear un archivo que tenga los detalles de posicionamiento de los componentes. El fabricante utilizará este archivo cuando opere el colocador automático de componentes. Puede enviar estos archivos al fabricante de su elección.

Resumen

Analizamos el proceso de diseño de PCB a través de la programación de microcontroladores personalizados. Le dimos una breve introducción al proceso para asegurarnos de que pueda seguir los pasos.

Si necesita más preguntas sobre la programación de PCB, puede contactarnos a tiempo.

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