כיצד מומלץ לכוון את המזגן ברכב ביום אוגוסט חם

הגיע אוגוסט, הילדים בחופש וכולכם עכשיו באוטו.

מתקבלות תלונות מהמושב האחורי – "אבא חם לי!", "אמא אני נמסה!"

אתם בבעיית חום. וכמהנדסים – יש לכם מה לעשות עם זה.

בכתבה הבאה (המבוססת על וובינר שהועבר בנושא) תוכלו:

  • להבין טוב יותר את אפקט הקירור של המזגן ברכב.
  • לבחור נכון יותר כיצד לכוון את פתחי מיזוג האוויר ברכבכם, בהתאם לכמות ומיקום הנוסעים.
  • להתרשם מיכולות SOLIDWORKS FLOW SIMULATION ולבחון שימוש באנליזות זרימה ומעבר חום בתחום העשייה שלכם.

אז כמו שפתחנו, הסיטואציה הולכת להיות חמה: יום אוגוסט סטנדרטי, רכב עם שני נוסעים במושבים הקדמיים, ילד במושב האחורי ודילמה מרכזית אחת – כיצד לקרר מה שיותר מהר את חלל הרכב, בדגש על הסביבה הקרובה לילד.

תיאור הבעיה בתנאי הגבול, כפי שניתנו באנליזה:

  • רכב עומד סטטי עם מזגן עובד במשך 15 דקות, כאשר הטמפ' ההתחלתית בחלל הרכב היא 35 מעלות צלזיוס.
  • ספיקת האוויר דרך פתחי האוורור – 120 CFM אשר מתחלקים בין ארבעה פתחים (קדמיים בלבד).
  • מקורות חום אקטיביים – שמשות וחלונות הרכב נמצאים בטמפ' קבועה של 60 מעלות.
  • חקירת הזורם בלבד – למעט שמשות הרכב, כלל הגופים אינם משתתפים במעבר החום.

שלושת התרחישים הנבדקים:

  1. כל פתחי האוורור מכוונים כלפי המרכז
  2. כל פתחי האוורור מכוונים כלפי מעלה
  3. שני פתחי אוורור פתוחים (מתוך הארבעה), מימין ומשמאל לנהג, כאשר על הפתח השמאלי מולבש שרוול (בקוטר 3 ס"מ) אשר מוביל את ספיקת האוויר ישירות מעל לראשו של הילד במושב האחורי

התכנסות (וסיום) האנליזה הוגדרה להיות אחת מהשתיים – או שהאוויר בסביבת הילד מתייצב על 24 מעלות בממוצע (פרמטר נוחות), או שהזמן הפיסיקאלי הגיע ל15 דקות (900 שניות) עבודה רציפה של המזגן. כלומר: אם סביבת הילד לא תגיע ל24 מעלות בתוך 15 דקות – האנליזה תיפסק.

את התכנסות שלושת המצבים ניתן לראות בגרף הבא:

למעשה, בשלושת התרחישים הטמפ' בסביבת הילד לא הגיעה ל24 מעלות בממוצע. אבל, ניתן להבחין בצורה ברורה כי הגרף האדום יורד מהר יותר ומתייצב נמוך יותר מהגרף הכחול והירוק, מה שמעיד שאם רוצים לקרר ילד במושב האחורי מה שיותר מהר – מומלץ לכוון את פתחי האוורור כלפי המרכז, ולא למעלה (בניגוד לאינטואיציה של אחוז ניכר מהמשתתפים בהדגמה).

כמו כן ניתן לראות שרעיון הובלת האוויר הקר בשרוול עד לסביבת הילד מתברר כלא יעיל ואף שגוי.

את טמפ' האוויר שמרגיש כל אחד מהנוסעים ברכב, ניתן לראות ויזואלית בהשוואה הבאה:

ננסה להסביר את הגורמים לתוצאות אלו באמצעות ניתוח שדה הזרימה בשני אופנים:

  1. פתחי אוורור המכוונים כלפי המרכז לעומת פתחי אוורור המכוונים כלפי מעלה

כאשר הפתחים מכוונים כלפי המרכז, ליבת האוויר הקר זורמת בקו ישר למושב האחורי, מקררת את האוויר מהמרכז ולמטה וגורמת לאוויר חם לעלות כלפי מעלה מבלי "להסתחרר" עם הליבה הקרה:

כך נוצר מצב שליבת האוויר הקר "פוגשת" פחות אוויר חם, נשארת קרה יותר לאורך הזרימה ומצליחה לקרר מהר יותר את הילד במושב האחורי.

מצד שני, סיטואציה זו גורמת לשכבת אוויר חמה בחלק העליון של חלל הנוסעים, אשר ממשיכה להתחמם משמשות הרכב:

שכבה חמה זו גורמת לנוסעים (הגבוהים) מקדימה לתחושת חום באזור הפנים, כך שאמנם הרווחנו קירור מהיר של סביבת הילד אבל שילמנו על זה בתחושת חום מתמשך עבור הנוסעים מלפנים.

מצד שני, כאשר הפתחים מכוונים כלפי מעלה, האוויר הקר מסתחרר עם רוב האוויר החם בחלל הרכב, מה שגורם לו להגיע בטמפ' גבוהה יותר למושב האחורי:

בתרחיש זה סביבת הילד במושב האחורי אמנם מתקררת לאט יותר, אך שכבת האוויר החם שגורמת לאי נוחות אצל הנוסעים מלפנים – מתבטלת כמעט לחלוטין:

מכאן ניתן להסיק כי אם אנו נוסעים ברכב ללא נוסעים במושב האחורי, האופציה היעילה ביותר לקרר את עצמנו היא לכוון את הפתחים כלפי מעלה.

2. תוספת שרוול המסיע אוויר קר אל סביבת הילד

רבים מהמשתתפים בהדגמה הטכנית ענו כי דווקא האופציה השלישית, קרי הוספת שרוול להסעת אוויר קר לאזור הילד במושב האחורי (וסגירת שני פתחי אוורור על מנת להגביר את הספיקה דרך אותו פתח עם שרוול), תהיה העדיפה לקירור סביבת הילד.

בפועל חלופה זו החזירה את התוצאות הגרועות ביותר והייתה הכי פחות אפקטיבית.

הסיבה נעוצה בקוטר הצינור והתקררות ליבת האוויר הקר:

בתמונה זו ניתן לראות איך אוויר קר בטמפ' 20 מעלות, היוצא מתוך השרוול בקוטר 3 מ"מ, מתחמם לכמעט 30 מעלות עוד לפני שמגיע לראשו של הילד.

מכאן אנו למדים כי לקוטר ליבת הקור משמעות גדולה למדי – בקוטר נמוך האוויר הקר מתחמם במהירות דרמטית ואינו אפקטיבי כלל בתהליך הקירור.

בנוסף, אין וודאות שהגדלת קוטר השרוול תעלה את אפקטיביות הקירור שלו, כיוון שקוטר גדול יותר יגרור מהירות נמוכה יותר לאותה ספיקה נתונה (מתוך היחס בין שטח חתך למהירות: Q=VxA), מה שיתבטא בהתארכות פרק הזמן והתחממות האוויר הקר עד הגעה לסביבת הילד.

מסקנה זו משליכה כמובן גם על פתחי האוורור עצמם מבחינת קוטר אפקטיבי והספיקה המתאפשרת דרכם.

לסיכום, כאשר ישנם נוסעים במושב האחורי – מומלץ לכוון את המזגן כלפי המרכז (הסביבה האחורית תתקרר מהר יותר) ולאחר מכן כלפי מעלה (לקירור האוויר החם שיתרכז בחלק העליון של חלל הרכב).

ניתן לצפות בכלל ההגדרות, ניתוח התוצאות והסקת המסקנות, כמו גם טיפים טכניים להגדרת אנליזות דומות, בוובינר הבא:

 

prototype - NVIDIA Jetson

פיתוח אב-טיפוס של רשתות למידה עמוקה על כרטיס NVIDIA Jetson במהירות ובקלות באמצעות MATLAB

אחד האתגרים הנפוצים בתהליך פיתוח אב-טיפוס מהיר של רשתות בחומרה, הוא ביצוע אינטגרציה של האלגוריתם עם הממשק והחיישנים של החומרה. כאשר האלגוריתם לא עובד כמצופה, או כאשר זמן הריצה לא עומד בציפיות, יש לחזור לסביבת הפיתוח כדי לאמן מחדש או על מנת לאתר באגים. אלה הם תהליכים מורכבים שלוקחים זמן ומשאבים.

בפוסט זה, נראה כיצד ניתן לפרוס ולבדוק את האלגוריתם שנמצא ב-MATLAB על כרטיס NVIDIA Jetson באמצעות:

  1. שימוש בנתונים הנקלטים מהמצלמה של ה-Jetson כדי לאמן את האלגוריתם.
  2. שימוש בסימולציה Hardware-in-the-loop לצורך בדיקות והערכת ביצועים.
  3. הטמעת האלגוריתם בלוח ה-Jetson (standalone application).

 

חיבור NVIDIA Jetson עם MATLAB

MATLAB מאפשר חיבור מהיר ופשוט לחומרות של NVIDIA באמצעות תוסף (GPU Coder (Support Package for NVIDIA GPUs. תוסף חינמי זה מכיל APIs של החומרות ומאפשר עבודה עם החומרה בכמה דרכים שונות:

  1. חיבור ישיר לחומרה מ-MATLAB ובדיקת האפליקציה על נתונים מחיישן החומרה.
  2. הטמעת האלגוריתם על Jetson.
  3. איתור באגים לפני הטמעת האלגוריתם.

להלן סכמה להמחשת תהליך העבודה:

Jetson סכמה להמחשת תהליך העבודה

לאחר הורדת התוסף, ניתן להשתמש ב-APIs בצורה הבאה:

Jetson שימוש ב-APIs

 

דוגמה – איתור פגמים בתהליך ייצור של אומים

נציג דוגמה ליישום אוטומציה תעשייתית לגילוי פגמים ונשתמש ב-GPU Coder כדי לפרוס את הרשת לאיתור חריגות בחלקים מיוצרים באמצעות ה-Jetson. נראה כיצד ניתן לפתח אלגוריתם של למידה עמוקה לגילוי ליקויים באומים המיוצרים ואיך ניתן ליישם בצורה דומה אלגוריתמים בתחומים אחרים כמו תחזוקה מונעת של ציוד תעשייתי וכו'.

 

אימון רשתות ב-MATLAB

בסמינר Deep Learning on Jetson Using MATLAB GPU Coder, and TensorRT של Mathworks, ניתן להיחשף לאימון רשת ב- MATLAB וייצור קוד CUDA אופטימלי המשתמש ב-TensorRT עבור לוחות Jetson.

האיור הבא מתאר את שלבי הפיתוח של אלגוריתם לרשתות למידה עמוקה הכולל את השלבים של preprocessing ו-post-processing. התהליך כולל שלבי עיבוד תמונה אופייניים כמו זיהוי אזור העניין ושינוי גודל תמונת הקלט.

Jetson שלבי הפיתוח של אלגוריתם לרשתות למידה עמוקה

Jetson השלבים של preprocessing ו-post-processing

שימוש במצלמה של ה-Jetson לאימון הרשת

לאחר בדיקת האלגוריתם על תמונות שנמצאות במחשב (test image dataset), ניתן להתחבר ללוח של ה-Jetson מ-MATLAB, כדי להריץ את האלגוריתם ישירות על ה-Jetson. בדוגמה זו, בחרנו בלוח Jetson Nano וכפי שתוכלו לראות בקטע קוד הבא, ברגע שתתחברו ללוח, התוסף בודק האם כל חבילות התוכנה הדרושות מותקנות. בדיקת האלגוריתם על תמונות שצולמו מהמצלמה שמחוברת ל-Jetson Nano נעשית בעזרת פונקציית snapshot:

Jetson פונקציית snapshot

לאחר שייבאנו את התמונה מהמצלמה המחוברת ל-Jetson Nano, הרצנו את הרשת שלנו ב- MATLAB ובדקנו את התוצאות. בדוגמה זו, היינו צריכים לשנות את מספר הפיקסלים המחוברים לפונקציה bwareaopen על מנת לכייל את התמונה מהמצלמה. זהו מקרה אופייני לבדיקת האלגוריתם ולטיפול בכל בעיה לפני יצירת קוד ופריסת האלגוריתם, מכיוון שלעתים קרובות נתוני קלט החיישן אינם זהים לחלוטין לנתוני האימון והבדיקה.

 

ייצור קוד CUDA

בשלב הבא אנו מייצרים קוד CUDA עבור האלגוריתם שלנו, כפי שהוסבר בפירוט בוובינר זה תוכלו ליצור קוד CUDA אופטימלי (.cu), ספרייה (.dll או .lib) ואף exe.

לפני תחילת העבודה, יש להתקין את הספריות שתרצו להשתמש בזמן הייצור קוד CUDA. תוכלו לבדוק את הסביבה באמצעות כלי אינטרקטיבי ולקבל דו"ח שמציין אם ניתן לייצר קוד ומידע נוסף במידה שבדיקות נכשלו.

Jetson ייצור קוד CUDA

Jetson ייצור קוד CUDA

Jetson ייצור קוד CUDA

לאחר סיום תהליך יצירת הקוד, נוצר דו"ח שמבצע מיפוי של הקוד שנוצר לקוד MATLAB. הקוד שנוצר ממנף את כוח המחשוב של ה- GPU כדי להאיץ לא רק את inference, אלא את אלגוריתם הכולל (שלב ה-preprocessing ו-post-processing).

Jetson מיפוי של הקוד שנוצר לקוד MATLAB

 

בדיקת הרשת על לוח של ה-Jetson

בשלב הבא, נשווה בין האלגוריתם ב-MATLAB לקוד שנוצר באמצעות סימולציה של Hardware-in-the-loop. סימולציה HIL היא גישה נפוצה לבדיקת הקוד שנוצר על החומרה. ממשקי ה-API של התוסף עבור ה-Jetson מאפשרים להפעיל את האלגוריתם על החומרה ולתקשר עם MATLAB. לאחר מכן, ניתן להשוות בין הפלט של ההרצה בחומרה לפלט הצפוי ב- MATLAB. הסימולציה לא רק מאפשרת להשוות בין הפלט של האלגוריתם ב-MATLAB לפלט בחומרה, אלא גם למדוד את זמן הריצה של האלגוריתם על החומרה.

בדיקת הרשת על לוח של ה-Jetson

 

פריסת הרשת על Jetson

לבסוף, נוכל לפרוס את האלגוריתם שלנו כ-standalone על ידי עדכון פשוט של תצורת יצירת הקוד.

פריסת הרשת על Jetson

בנוסף, נוכל לעדכן את האלגוריתם על מנת שיוכל לקרוא את הקלט ישירות ממצלמת הרשת ולהציג את תמונת הפלט בתצוגת הפלט המחוברת ל-Jetson. התוסף מייצר את הקוד הדרוש לממשק עם המצלמה המחוברת ל-Jetson Nano, ללא צורך בקידוד או שילוב ידני, דבר המאפשר למהנדסים לעבור מפיתוח אלגוריתמים להרצה על החומרה בצורה מהירה.

פריסת הרשת על Jetson

 

סיכום

ראינו כיצד מטמיעים אלגוריתמי למידה עמוקה בפלטפורמות של NVIDIA Jetson מ- MATLAB. תהליך עבודה זה מפשט מאוד את האיטרציות בזמן פיתוח ואיתור הבאגים כאשר עוברים מפיתוח ב-MATLAB להטמעת האלגוריתם בחומרה. להורדת התוסף לעבודה עם ה-Jetson, אתם מוזמנים להשתמש בקישור הזה.

בערוץ ה-Youtube שלנו, תוכלו למצוא מגוון תכנים בנושא בניית רשתות בסביבת MATLAB וסמינר על פריסת רשתות בחומרה.

 

git

ניהול גרסאות, או לא להיות – זאת השאלה

ניהול גרסאות הופך להיות חלק בלתי נפרד מכל תהליך פיתוח, בין אם מדובר בפיתוח של סביבה מכנית, אלקטרונית, תוכנתית ועוד.

אם נתמקד ספציפית באלקטרוניקה, סביר להניח שגם אתם מנהלים גרסאות שונות של קבצי השרטוט, העריכה, ייצור וכו', באופן מסוים. חלקנו עושים זאת באופן ידני (נניח מספור של קבצים בתוך תיקיה, עדיין קיים אך פחות מומלץ), חלק עושים זאת דרך מערכות ייעודיות שקיימות בחברה (לא תמיד מדובר על מערכת מותאמת לסביבה, לדוגמא מערכת PLM שמנהלת את קבצי האלקטרוניקה) ואחרים עושים זאת דרך מערכות מובנות שמתממשקות לסביבת העבודה – מאפשר מעקב נוח, השוואה לגרסאות אחרות וניהול יעיל יותר.

היום נדבר על ניהול גרסאות באמצעות Git בתוך סביבת העבודה של Altium Designer.

Git היא מערכת ניהול גרסאות חינמית הבנויה על קוד פתוח אשר מיועדת להתמודד עם ניהול של פרויקטים באופן נוח ויעיל.

בעבר הצגנו אפשרות של שימוש ומימוש של ניהול גרסאות בסביבת האלקטרוניקה בטכנלוגיית SVN (קישור לוובינר), שמובנית ב- Altium. SVN היא עדיין טכנלוגיה שימושית (שנחשבת מעט ישנה), אבל היום ניתן לראות עלייה בשימוש ב- Git בגלל שקהילת ה- SVN קטנה, מעבר לכך, ישנן לא מעט סביבות נוחות (עם GUI מתקדם) לעבודה עם Git.

נעבור על מספר שלבים הכוללים בנייה, חיבור ומימוש של Git בפרויקטים שלכם בסביבת Altium.

***חשוב לציין כי ניתן לנהל גרסאות ב- Git דרך פלטפורמת Altium 365 (קיימת גישה לכל לקוחות Altium) באמצעות הפעלה קלה ופשוטה. ההסבר הבא יציג כיצד ניתן להשתמש ב- Git ללא שימוש בפלטפורמת – Altium 365.

 

הרשמה, הקמה והתקנה של Git

אז ראשית, יש צורך להרשם באתר של GIT כמשתמש על מנת לייצר סביבה שאליה תוכלו להעלות את הפרויקטים שלכם. קישור להרשמה

לאחר שביצעתם הרשמה תוכלו לייצר Repository לאחסון הפרויקט שלכם (יש לבצע את תהליך הייצור של ה- Repository לכל פרויקט בנפרד)

לאחר ההרשמה, תועברו לעמוד נוסף, שם נלחץ על New

Git1

לאחר מכן נגדיר ל- Repository שם, נסמן אותו כפרטי (מאפשר לשלוט במי חשוף למידע) וניצור אותו.

Git2

כעת יצרנו את ה- Repository. אנחנו נחזור אליו במשך.

התקנה של מנוע GIT היא חלק נוסף שיש לבצע על מנת שוינדווס יתמוך בפקודות GIT וביכולת שלנו לקשר בין הפרויקט המקומי ל- Repository. קישור להורדה

 

הוספת פרויקט Altium קיים ל- Git

הוספה של פרויקט קיים לניהול ב- GIT כולל שלושה שלבים עיקריים שעלינו לעשות:

1. יצירת Repository (מאגר) בתוך תיקיית הפרויקט:

אז ראשית נבחר פרויקט שאותו אנו רוצים להכניס לניהול, נכנס אל הנתיב שלו, נלחץ על כפתור ימני בעכבר ובתפריט נבחר, "Git GUI Here"

Git3

לאחר מכן נייצר Repository חדש

Git4

נבחר את מיקום תיקיית הפרויקט ונראה כי בסיום תתווסף תיקיית .git לפרויקט.

Git5

כעת יפתח GUI לעבודה ראשונית עם GIT.

2. הוספת קבצי הפרויקט לבקרת הגרסאות של Git:

ניתן לראות כי לאחר יצירת ה- Repository נפתח חלון חדש המאפשר להגדיר את הקבצים השונים בניהול של GIT. נבחר את כלל הקבצים (ניתן כמובן לבחור אילו קבצים תרצו לנהל או לא) ולאחר מכן נעביר אותם ל- stage to commit.

Git6

במצב זה הקבצים יהיו מוכנים לפעולת commit.

Git7

המשמעות היא שאם נפתח אותם בAltium נראה אינדקציה לכך שהם מוכנים לפעולת Commit  – יצירת גרסה.

הצגת הקבצים מוכנים ל-Commit ב-Altium

הצגת הקבצים מוכנים ל-Commit ב-Altium

3. הגדרת הקישור למאגר ה- Git המרוחק (והמשותף) באינטרנט:

השלב האחרון של חלק זה הוא חיבור אל מאגר ה- git על ידי הוספת לינק לחיבור. את הקישור ניתן להעתיק מתוך ה- Repository  שיצרנו בלחיצה על כפתור ההעתקה כפי שמופיע בתמונה הבאה:

Git9

כעת ניתן להכנס לממשק של GIT ולהוסיף את הפרויקט

Git11

לאחר לחיצה על Add והמתנה של מספר שניות (תלוי בגודל הקבצים) נראה אינדיקציה לכך שפעולת הקישור נעשתה בהצלחה

Git12

 

היכרות עם כלי עבודה בסיסיים לניהול גרסאות Git בתוך Altium

על מנת לראות כי הקבצים הועלו ל- Repository נצטרך לבצע פעולה שנקראית Push.

בפועל כאשר נבצע Commit המערכת תשמור את השינויים ב- Repository המקומי שיצרנו תחת תיקיית הפרויקט. בעת לחיצה על Push השינויים יועלו לשרת\מאגר שיצרנו באינטרנט קודם לכן.

אז ראשית, נפתח את הפרויקט המנוהל ב- Altium ונבצע commit

Git13

יפתח חלון שבו נוכל לבצע Commit and Push. המידע יתעדכן באופן מקומי וגם באינטרנט.

Git14

ניתן גם לבצע Commit  בלבד ואז תתבצע שמירה מקומית למאגר.

ביצוע Commit בלבד יכול להיות נוח כאשר אנחנו מנותקים מהאינטרנט ורוצים לשמור מספר גרסאות. בעצם פעולת ה- Commit תשמור את כל הגרסאות באופן מקומי וכאשר יהיה לנו חיבור לאינטרנט, נוכל לעשות Push לכל אותן גרסאות שיצרנו.

לאחר שנבצע Push נראה אינדיקציה לכך שהפרויקט מנוהל.

Git15

הטבלה הבאה מסבירה מה המשמעות של כל אייקון שמוצג לצד מסמכי הפרויקט השונים כאשר עובדים עם GIT בתוך Altium.

Git16

*כלים אלו מוצגים גם בוובינר שעשינו בעבר על ניהול גרסאות עם SVN.

לדוגמא, כאשר אעבוד על הפרויקט שלי ואבצע שמירה של הקובץ, המערכת תציג אייקון של עיגול אדום שמסמן שביצעתי שמירה מקומית אך לא העליתי אותה לשרת.

Git17

אני יכול להמשיך ולבצע שמירות מקומיות אבל כאשר ארצה לשמור גרסה בשרת ה- GIT, אצטרך לבצע Commit and Push לקובץ (או לכל הפרויקט).

Commit

Git18

Push

Git19

הוספת משתמש נוסף לעבודה משותפת על אותו הפרויקט

ישנם מספר שלבים קצרים על מנת להוסיף משתמש נוסף שיעבוד במקביל אלינו על אותו הפרויקט. ראשית על המשתמש הנוסף לבצע את הליך ההרשמה ו-ההתקנה של מנוע Git במחשב שלו. כעת על מנהל ה- Repository לתת לו גישה למשיכה ושינוי הקבצים. נעשה זאת בלחיצה על Settings, לאחר מכן Invite, נזין את המייל שלו ונשלח.

Git20

כעת כל שעל המשתמש הנוסף לעשות הוא לבצע Clone לאותו ה- Repository שכולל את הפרויקט.

ראשית, עליו להכנס לקישור ההזמנה שקיבל במייל. לאחר מכן יתחבר ל- Repository  ויבצע העתקה של הכתובת כפי שמופיע בתמונה הבאה.

Git22

כעת הוא ילחץ על כפתור ימני בעכבר (בכל מקום במחשב) על מנת לפתוח את תפריט ה- GIT

Git23

יבחר באופציה של Clone

Git24

ויזין את הנתונים. לבסוף ילחץ על Clone

Git21

לאחר שהקבצים יורדו אל המחשב, נראה אינדיקציה לסיום התהליך. המשתמש יוכל להכנס לנתיב עם קבצי הפרויקט שלו, לפתוח אותם באלטים ולעבוד במקביל למשתמשים אחרים ששותפו.

 

בתחתית הפוסט מצורפים שני וובינרים הכוללים הסבר על תהליך הבנייה של GIT (כולל שימוש בתוך Altium) – ההגדרה שם מעט שונה מהצורה שהצגנו כאן, אך בפועל זה יביא לאותה תוצאה. בנוסף קיים וובינר שמציג הסבר ל- Altium 365, שגם מאפשר ניהול גרסאות נוח.

אז במה תבחרו, SVN ?GIT שהקמתם? GIT ב- Altium 365? בעיני כל אופציה שתבחרו תהיה טובה כל עוד אתם מנהלים את הקבצים עם מערכת ניהול גרסאות בצורה שמתאימה לכם ולארגון.

אם יש לכם שאלות בנושא מוזמנים לפנות אלינו.

 

קישור לוובינר של Robert Feranec שמסביר על מימוש GIT ב- Altium

קישור לוובינר בנושא Altium 365

 

אוטומציה בעריכת PCB

אוטומציה בעריכת PCB

שרטוט דו מימדי של מעגל מודפס נעשה היום בכמה דרכים ואופנים, ברמת סיבוכיות משתנה.

Draftsman – הכלי הייחודי של Altium מוטמע בתוכנה ומקושר ישירות לכרטיס ה- PCB שלכם.

בעזרתו ניתן לייצא בקליק אחד – שרטוט הרכבה מלא של המעגל שלכם, שכולל:

  • ייצוא אוטומטי של השרטוט ממסמך ה – PCB המקורי.
  • יצירת תיעוד מרובה עמודים + תיעוד Multi-Board Designs.
  • יישום תבניות (Tamplates) נפרדות על עמודים שונים במסמך.
  • ייצור אוטומטי של רישומים מתבניות בהתאמה אישית.
  • מגוון רחב של תצוגות רישום:
    • תצוגת הרכבה
    • תצוגת ייצור
    • תצוגת מקטעים
    • תצוגת קדחים בלבד
    • תצוגת Regions עבור תכנון גמיש\קשיח
  • תצוגות הרכבה הכוללות צילום ריאליסטי שנוצרה מדגמי תלת מימד (ללא דרישת שכבות PCB מיוחדות).
  • Layer Stack הניתן להתאמה אישית עם אפשרות להוספת מידע שכבתי מפורט יותר\פחות.
  • טבלת BOM שמשתלבת עם ה- ActiveBOM כדי להציג את כל רכיבי הכרטיס או רק את הרכיבים עבור הרכבה שנבחרה (Variants).
  • בלונים – הסברים לציון מיקומי רכיב, הערות מיוחדות לאיזורים, או רכיבי BOM + הערות.
  • תמיכה במספר לא מוגבל של גרסאות הרכבה של הכרטיס.
  • הגדרות העדפת משתמש לציור אובייקטים ופונקציות (גישה דרך הגדרות התוכנה).
  • הדפסה ויצוא ל – PDF.
  • הכללה ב- OutJobs, שם ניתן להוסיף קובץ ציור של PCB Draftsman כפלט תיעוד חדש.

ביצעתם שינוי כלשהו בכרטיס לאחר שהפקתם את השרטוטים? אל דאגה, Altium Designer עובד בסביבה מקושרת אחת גם בין קבצי ה- Draftsman וה- PCB. השינויים יעודכנו בשרטוט ע"י פקודה אחת שלכם.

 

האבולוציה של Draftsman

2016
הצגנו לראשונה את Draftsman, שאיפשר למהנדסים להכין במהירות את שרטוטי ההרכבה שלהם מאותו הכלי בו השתמשו לתכנון ועריכת המעגל המודפס שלהם. בשורה עבור כל מתכנן/עורך.
כעת ניתן לקבל תצוגות מרובות על פני מספר דפים, כולל ההרכבה, הייצור, טבלת קדחים, Layer Stack ועוד. עם היכולות הנוספת ליצור תבניות ומידות בהתאמה אישית ישירות בתוך המסמך ללא צורך לייצא לכלי מכני נוסף.

2017
עדכון נוסף של Draftsman היה עוד צעד קדימה בהשלמת השלב הראשון שכלל תמיכה בפאנליזציה, OutJobs, תצוגות איזומטריות ויכולת להוסיף סיבוכים גיאומטריים ועוד.

2018
שדרוג נוסף של Draftsman הביא עימו גרסה חדשה ומשופרת – עם המעבר לארכיטקטורה של 64 סיביות, Draftsman הפך מהיר ואמין בהרבה מהגרסאות הקודמות שלו. גרסה זו נועדה לשפר את הפונקציונליות הקיימת והביאה עמה את היכולת להוסיף שכבות נוספות הן בתצוגות הייצור והן בהרכבה ובנוסף, תמיכה בתצוגת תלת ממדית ובסוגי רישום חדשים.

 

תצוגות מותאמות אישית להוראות ייצור והרכבה

עם היכולות החדשות בגירסת Altium Designer 20 ניתן כעת להתאים אישית אילו שכבות יהיו גלויות ואילו לא בשרטוטי הייצור וההרכבה שלכם. הציגו בדיוק את מה שאתם רוצים להראות ליצרן לא רק על ידי הפעלה וכיבוי של שכבות, אלא גם על ידי התאמת רמות הצבע והשקיפות שלהן. השרטוט מעניק לכם התאמה אישית ברמה שאין דומה לה.

 

הצגת איזורים

עם התצוגה החדשה של Draftsman, ניתן לזהות במהירות ובקלות את האזורים השונים בלוח. מועיל במיוחד עבור תכנונים קשיחים\גמישים, שם יהיו לכם כמה LayerStacks שונים כאמור.

הפירוט וההסברים לאזורים גמישים\קשיחים אלה יזוהו אוטומטית על ידי המערכת. בדיוק כמו כל דבר ב- Altium Designer, גם התצוגה של אזור הלוח ניתנת להתאמה אישית. בחרו את תצוגה המתאימה ביותר עבורכם על ידי התאמת צבע התבנית והרקע, ושימרו אותה כ- Template.

 

מבט ריאליסטי

מבט ריאליסטי בכלי Draftsman מביא את התצוגה של סביבת העבודה התלת-ממדית למסמכי התיעוד שלכם. יכולת זו מאפשרת להציג במדויק את כוונת העורך. תצוגה תלת ממדית זו עובדת עם מעגלים קשיחים וגמישים כאחד. ניתן למקם מספר תמונות לא מוגבל של ה- PCB, לדוגמא – כרטיס גמיש\קשיח פרוש, ותצוגה שלו פתוח. היכולת הזו להציג ליצרן את הכרטיס במבט ריאליסטי מכוונת אותו יותר טוב לפונקציונאליות שלו מלכתחילה, ומונעת הפתעות ביצור.

 

מרכוז

סימני מרכוז מושלמים לזיהוי מרכז הקידוח יצירת החורים/קדחים. המרכז מסומן על ידי ועבור כל אובייקט קשתי או מעגלי במסמך השרטוט, תוך כדי הצמדה לנקודת המרכז (מקור הרדיוס) של הקשת או המעגל המדובר. מה שנחמד גם הוא שניתן לסובב את סימוני המרכז, שלפעמים עשוי להועיל לתיעוד המיקום הזוויתי של מעגלים וקשתות ברישום.

 

פורמטים

הפורמטים הקבועים שמיובאים מהגדרות הארגון שלכם מוטמעים במסמכי השרטוט הללו. כך ניתן להבטיח שתקני הפונטים למיניהם של החברה זהים בכל מסמך תיעוד. זוהי דרך מהירה וקלה לשנות סגנונות טקסט קיימים מטקסט אחד – לאחר. אובייקטים של טקסט תואמים כוללים אלמנטים של טקסט הניתנים לעריכה כמו כותרות אובייקטים והערות כמובן.

 

אין ספק שתוכנת Altium Designer מחדשת את עצמה כל הזמן. גם כלי ה- Draftsman מתעדכן ונוספות לו יכולות חדשות מדיי שנה. צריך לומר כאן שאת כל הקבצים שהכלי מייצר ניתן לשתף בממשק Altium365 החדש.

אמליץ לכם לעקוב אחרי הוובינרים שלנו באתר סיסטמטיקס, לצפות בוובינרים הקודמים שלנו ב- YouTube, ולהתעדכן בקבוצת הלינקדין שלנו באירועים הקרובים.

מצורף קישור לוובינר שהעברנו בנושא Draftsman. בוובינר נסביר את סוגי האפשרויות הקיימות בכלי כולל LIVE DEMO:

נתראה בפוסט הבא.

 

 

ללכת למסעדה רק כדי להריח את האוכל ?

האם הייתם הולכים למסעדה ומשתמשים רק בחוש הריח שלכם?

בוודאי שלא, היינו רוצים להשתמש בכל החושים: טעם, ריח, ראיה, ומישוש (מגע), כדי לזכות במלוא החוויה של הביקור במסעדה.

האם הייתם רוצים בזמן האכילה להשתמש בחושים השונים בשלבים? קודם תוכלו רק להביט באוכל, בשלב הבא-רק תוכלו להריח, בשלב שלאחריו- רק תוכלו לטעום, ובסוף תורשו רק לגעת באוכל בלי לצרף לכך את ההרחה, הטעימה או ההסתכלות באוכל, ואם משהו לא מוצא חן בעינינו ? מה נעשה ? נבקש לשנות את מה שהזמנו ונבצע שוב כל שלב ושלב בנפרד ? הו לא, בוודאי שלא!

כפי שחווית הביקור במסעדה כוללת בתוכה שילוב בין טעם, מראה, ריח ומרקם בו-זמנית;

כך גם פיתוח מוצרים כולל בתוכו שילוב של:

  • תכנון ומידול מכני תלת מימדי
  • תכנון חשמלי ואלקטרוני
  • ניהול המידע ההנדסי
  • הפקת הוראות הרכבה ותחזוקה
  • דוחות ביקורת איכות
  • ועוד…

וכמו במסעדה, לא נרצה לבצע זאת בשלבים נפרדים אלא לבצע זאת בו-זמנית ובמקביל, כדי לזכות ביתרונות המקסימליים של כל החושים-אופס, סליחה- של כל המרכיבים, ולתכנן מוצרים טובים יותר ובצורה יעילה יותר ומהירה יותר (בלי להתעכב על כל שלב בנפרד).

וזה בדיוק מה שמאפשר לנו לבצע SOLIDWORKS Total Design.

SOLIDWORKS, כבר זמן רב אינו רק כלי לתכנון מכני תלת-ממדי, הוא כולל באותו ממשק ובאותה אינטואיטיביות בן השאר גם:

  • כלי סימולציה שונים:
    • SOLIDWORKS SIMULATION
    • SOLIDWORKS FLOW
    • SOLIDWORKS PLASTICS
  • כלים לתכנון סכמות חשמליות דו-ממדיות והעברת המידע לחיווט החשמלי התלת-ממדי.
  • שילוב של עריכת מעגלים חשמליים בתכנן המכני.
  • הפקת הוראות הרכבה, והוראות אינטראקטיביות שונות בסביבה התלת-ממדית.
  • יצירת G-Code למכונות ייצור ממוחשבות.
  • הפקת ותיעוד דוחות ביקורת איכות
  • הפקת תוצרים שיווקיים
  • וכל זאת בעזרת כלי ניהול של כל המידע הנדסי.

והכי חשוב, הכול נעשה במקביל וכל עדכון של התכן, מעדכן את כל אחת מהדיסציפלינות האחרות באופן מקביל – כך ש"נשתמש בכל החושים בו-זמנית".

בנוסף לכך, הכלים משולבים באותה סביבה ומדברים "באותה שפה", כך קל מאוד ללמוד את הכלים השונים ולהשתמש בהם וכל מהנדס יכול לבצע את כל הפעולות במקביל.

בשיטת הפיתוח המסורתית, תהליכי הפיתוח נעשים באופן טורי, שלב אחר שלב:

בשיטה זו, התכנון המכני והחשמלי (אם קיים) מתבצע בדרך כלל במקביל.

לאחר מכן בונים אב-טיפוס, מבצעים בדיקות שונות ומתחילים לכתוב את התיעוד הטכני (הוראות הרכבה, דוחות ביקורות איכות ועוד). בשלב זה מגלים בד"כ בעיות ואז חוזרים שוב לשלב התכן ומבצעים את הפעולות מחדש. רק בסוף, לאחר שהאב טיפוס תקין וכל הבדיקות עוברות בהצלחה, עוברים לשלב התפעול ולייצור מוצר.

שיטת SOLIDWORKS Total Design אנחנו מבצעים את רוב הפעולות במקביל:

כל פעולות התכנון והפיתוח: תכן מכני, חשמלי, אלקטרוני, סימולציות מסוגים שונים, תיעוד טכני וניהול המידע, מתבצעות כולן במקביל בסביבת ממשק דומה כך שמגיעים לשלב יצירת אב-הטיפוס מהר יותר ומוכנים יותר.

לבסוף, מגיעים לשלב התפעול וייצור המוצר במהירות רבה יותר ומקבלים מוצר איכותי יותר.

יש לכך מספר יתרונות:

  1. יכולת לבצע את כל פעולות פיתוח המוצר משלב הרעיון עד לסיום הייצור באותם כלים ובאותה סביבה.
  2. הפעולות מתבצעות במקביל ואין צורך, לדוגמה – להמתין למומחה האנליזות כדי לקבל את תוצאות הבדיקות, ורק אז לבצע תיקונים בתכן.
    או לדוגמה, להמתין לסיום הפיתוח כדי להתחיל לכתוב את הוראות ההרכבה.

בשיטה זו נקבל מוצר טוב יותר, במהירות רבה יותר, וגם נחווה חוויית תכנון מהנה יותר!

חברות רבות בישראל כבר אימצו את שיטת ה Total Design ומשתמשות בכלים השונים של SOLIDWORKS כדי לפתח מוצרים טובים יותר ובמהירות רבה יותר מהמתחרים שלהם.

ועכשיו לארוחה, בתאבון! אוי, סליחה –  ועכשיו לפיתוח מוצרים טובים יותר ביעילות רבה יותר ! 😊

מידע נוסף על שיטת SOLIDWORKS Total Design:

Marketing@systematics.co.il

 

אינסוף פתרונות להדפסת מוצרים, עם מגוון חומרי הדפסה הנדסיים

מגוון יישומים

כדי להתאים את סוג החומר לאפליקציה, אנו חייבים להכיר את התכונות של החומרים וגם את הביצועים שלהם מבחינת הדפסה.

מבחינת תכונות, נתייחס לתכונות מכניות של חומרים כגון חוזק, קשיחות, חסינות לשבר, עמידות תרמית. אלו תכונות שמאפיינות חומר ובכדי לקבוע איזה חומר מתאים לאפליקציה, נצטרך להגדיר את הדרישות הללו מבחינת האפליקציה.

מבחינת ביצועי הדפסה קיימים הבדלים בין החומרים השונים, ברמת הדיוק והפרטים בכל סוג חומר.

בחירת חומר להדפסה – מקרה בוחן

נבחן דוגמא לשיקולים שיש לבצע בבחירת החומר, עבור מקרה שבו אנו מעוניינים להדפיס מודל של פקק עם סנאפ (Snap) שנועל את הפקק בסגירה.

עבור סנאפים, אנו חייבים שלחומר תהיה אלסטיות מסוימת, כך שישנם מספר חומרים שנשקול להדפיס בעזרתם את המודל, דוגמת: Grey Pro, Tough, Durable

  • אם נבחר להדפיס את המודל מחומר Tough, הסנאפ יהיה קשיח מידי, עלול להיות מצב שגם יהיה קשה לנעול את הפקק וגם יהיה קשה לפתות אותו, כלומר לא יהיה קפיצי מספיק.
  • אם נבחר להדפיס את המודל מהחומר Durable, הסנאפ יהיה ניתן לכיפוף בקלות רבה מידי והוא לא ינעל בתוך שקע הנעילה.
  • לכן, הבחירה המתאימה היא להדפיס אותו מהחומר Tough 1500 שהוא גם אלסטי, אבל בטווח ביניים שהוא מספיק קפיצי כדי להינעל טוב במקום ולאפשר שחרור ופתיחה קלים של הפקק.

יצרנית המדפסות Formlabs מפתחת ומייצרת מגוון חומרי הדפסה נרחב מאוד, שהותאמו במיוחד להדפסה במדפסות Form2 ,Form3, Form3L ומיועדים לשימושים מקצועיים בקטגוריות:

  • חומרים לשימוש כללי (מודלים וויזואלים ואבות טיפוס)
  • חומרים לשימוש הנדסי (מודלים פונקציונאליים)
  • חומרים לשימוש רפואי ודנטלי (תאימות לתקנים רפואיים)
  • חומרים ליציקת שעווה נאבדת (תכשיטים)

מגוון החומרים של פורמלאבס כולל סה"כ 17 חומרים שונים, כאשר המגוון כל הזמן גדל מכיוון שמושקים חומרים חדשים ופורמולציות קיימות מתעדכנות ומקבלות רוויזיות חדשות. במאמר זה, נלמד על כמה מהחומרים הקיימים.

הקליקו ולימדו עוד על מגוון חומרי הדפסה למדפסות תלת-ממד מקצועיות

שרפים ליישומים הנדסיים

(1)  שרף High Temp

שרף ליישומים מיוחדים, כאשר קיימת דרישה לעמידות תרמית גבוהה מאוד.

שרף High Temp נבדק במבחן (HDT (Method B והגיע לטמפרטורה 238°C, שנחשבת לטמפ' גבוהה מאוד בעולם הפולימרים. המשמעות היא שהוא מתאים מאוד ליישומי טמפרטורה גבוהה, מכיוון שהוא שומר על התכונות המכניות שלו – חוזק וקשיחות, גם בטמפ' גבוהה.

מבחינת מאפיינים מדובר בחומר יחסית קשיח (קשיח יותר לעומת (Grey Pro), ומבחינת חוזק הוא גם נחשב לחזק (חזק יותר לעומת Tough 2000 וקצת פחות לעומת Grey Pro. מבחינת חסינות בשבר, מדובר בחומר פריך, עם חסינות נמוכה ולכן איננו מתאים לאפליקציות שנועדו לספוג חבטות.

מתאים מאוד ליישומים כגון:

  • למעברי אוויר חם
  • תבניות יציקה בלחץ נמוך עבור אבי טיפוס
  • תושבות וגי'גים שנועדו לשרת בטמפ' גבוהה

נשתמש בשרף High Temp בעיקר כאשר אנחנו מעוניינים להדפיס אפליקציות ספציפיות שבהן נדרשת עמידות תרמית גבוהה, בשילוב עם קשיחות גבוהה וכאשר אין דרישה לעמידות באימפקט.

(2)  שרף Rigid

שרף קשיח מאוד, למעשה השרף הקשיח ביותר מתוך מגוון החומרים של פורמלאבס.

בעל חוזק גבוה מאוד (75[MPa]).

יש לקחת בחשבון שמדובר בחומר פריך מאוד, עם חסינות נמוכה לשבר. איננו מתאים לעיבוד שבבי, כי הוא פשוט עלול להיסדק תוך כדי, ולכן לא ניתן לבצע בו הברזות לדוגמא.

מבחינה עמידות תרמית, במבחן HDT הערך עומד על 88°C שזה לא מעט.  החומר גם יציב ממדית, כלומר ההתפשטות התרמית שלו נמוכה.

מתאים מאוד ליישומים כגון:

  • תושבות ומקבעים.
  • מודלים דקי דופן.
  • חלקי Sheet Metal

נשתמש בשרף Rigid בעיקר כאשר אנו מעוניינים להדפיס חלקים קשיחים מאוד שיתעוותו באופן מינימלי בהשפעה של עומס.

(3)  שרף Draft

שרף ייחודי שמיועד להדפסת אבות טיפוס, כיוון שזמן ההדפסה שלו קצר במיוחד.

הדפסה של חלק בשרף Draft תדרוש רבע מזמן ההדפסה של הדפסת אותו החלק בשרף Standard. דבר זה מאפשר למתכנני מוצרים לבצע מספר סבבים של איטרציות בתהליך פיתוח המוצר, בזמן קצר מאוד.

יכולת ההדפסה המהירה במיוחד נובעת מכך שהשרף ניתן להדפסה בגובה שכבה גבוה במיוחד 300um  לעומת 100um בשרפים האחרים, ולכן זמני ההדפסה שלו קצרים במיוחד.

מבחינת דיוק, למרות שמדפיסים בגובה שכבה 300um הדיוק לא כל כך נפגע, מכיוון שבמישור XY מתקבל בדיוק אותו הדיוק ללא קשר לגובה השכבה ובציר Z קיימת גריעה מהדיוק, אבל מינימלית וזניחה.

החסרון הוא שטיב פני השטח הוא גס יותר, כי ניתן לראות את קווי השכבות על המודל המודפס (מזכיר מאוד חלקים שהודפסו בטכנולוגיית FDM).

מתאים מאוד ליישומים כגון:

  • חלקי צורה וגודל. (מודלים וויזואלים)
  • תושבות ומקבעים.

נשתמש בשרף Draft בעיקר כאשר נרצה להדפיס חלקים גדולים למטרות פיתוח או כלי עזר לייצור.

 

 

הקליקו לרכישת חומרי הדפסה הנדסיים למדפסות תלת-ממד

(4)  שרף Elastic

שרף Elastic הוא שרף גמיש שמדמה חומר סיליקוני. שרף בגוון שקוף (חלבי) בעל קשיותShore 50 A, כלומר יחסית רך. מתאים לעומס מחזורי ובעל משיכות גבוהה יותר לעומת השרף Flexible.

מתאים מאוד ליישומים כגון:

  • אביזרים לבישים.
  • גומיות ואטמים.
  • סופגי אנרגיה.
  • גריפרים.
  • לוחות מקשים.

נשתמש בשרף Elastic כאשר נהיה מעוניים להדפיס חלקי אב-טיפוס גמישים ורכים (ולא נדרשת משיכות מאוד גבוהה).

(5)  שרף Flexible

שרף שמדמה חומר אלסטומרי TPU. בעל קשיות Shore 85 A, כלומר בעל קשיות גבוהה יחסית.
בעל מקדם חיכוך גבוה. איננו מתאים לעומס מחזורי.

מתאים מאוד ליישומים כגון:

  • אביזרים לבישים.
  • גומיות ואטמים.
  • סופגי אנרגיה.
  • גריפרים.
  • לוחות מקשים.

נשתמש בשרף Flexible כאשר נהיה מעוניינים להדפיס מודלים גמישים, בעלי חסינות גבוהה לשבר, עם קשיות גבוהה וכאשר לא נדרשת משיכות גבוהה.

צפו בוובינר המקצועי המלא בנושא חידושים, עדכונים וסקירת מגוון חומרי הדפסה הנדסיים, כולל תכונות ויישומים מבית Formlabs:

סיכום

סקרנו את מגוון החומרים ההנדסיים של Formlabs ולמדנו על ההבדלים בין החומרים ועל האפליקציות המתאימות ביותר לכל סוג חומר.

קיימת חשיבות רבה בבחירת החומר המתאים לאפליקציה ואנו ממליצים להכיר טוב את מגוון החומרים ולעקוב אחרינו בנושא השקות של חומרים חדשים.

הקליקו כאן לחלק א' של מאמר זה כדי ללמוד על חומרי הדפסה הנדסיים נוספים

 

SOLIDWORKS Apps for Kids

היום כולם יודעים שחשוב לפתח יצירתיות אצל ילדים כבר בגילאים צעירים, ולכן SOLIDWORKS יצרה כלים חדשים המיועדים לפיתוח היצירתיות של הילדים שלכם!

Apps for Kids של SOLIDWORKS הן 5 אפליקציות מבוססות דפדפן (כלומר לא דורשות התקנה) שמטרתן לתת במה ליצירתיות של הילדים באמצעותה יוכלו לתכנן, לעצב ולהדפיס תמונות ומודלים תלת-ממדיים ומנגנונים מכניים וגם לשתף אותם עם הקהילה.

אז מהן האפליקציות האלו?

Capture It: אפליקציה בה ניתן להוסיף תמונות, סמלים, רקעים וציור ביד חופשית.

Shape It: אפליקציה למידול תלת-ממדי בסגנון "פיסול", כלומר מתחילים עם חומר גלם ו"מפסלים" אותו בצורות שונות.

Style It: אפליקציה לעיצוב המודלים שנוצרו באפליקציית Shape It, באמצעותה ניתן לקחת את המודל ולהוסיף לו צבעים שונים, סטיקרים, רקעים ועוד, ולאחר מכן הם יכולים לשתף את העיצובים שלהם עם קהילת הילדים של סולידוורקס.

Print It: אפליקציה המשתמשת להוצאת פלט של העבודה שהילדים יצרו. ניתן להפיק קובץ STL להדפסת המודל מ Shape It במדפסת 3D, הפקת תמונה 2D מהמודל המעוצב שיצרנו בעזרת Style It או להדפיס בצורת קובייה (6 מבטים שונים).

Mech It: אפליקציה מעט שונה מהשאר בה ניתן להגדיר אובייקטים מסוגים שונים (מוט, מוט עם חריץ, גלגל ועוד…) שנעים במרחב. ניתן לקבע אותם למקום עם פינים ולפינים ניתן להגדיר מנוע ובכך ליצור מנגנון מכני.

נשמע ממש מגניב! אבל איך מגיעים לאפליקציות האלו?

פשוט מאוד! כל מה שיש לעשות זה ללחוץ כאן, להרשם לאתר, לפתוח את תיבת המייל לאישור הרשמה וזהו…הילדים יכולים להתחיל לעצב!

 

רגע…ואם אין לי מדפסת 3D, איך אני בכל זאת יכול להדפיס את המודל שהילד/ה שלי תכנן/ה?

שלחו לנו למייל את המודל בפורמט STL, ואנחנו נדפיס לכם אותו במדפסת     שלנו!

מייל לשליחה: marketing@systematics.co.il

  • ההדפסה תיעשה עד ל 31.8 ורק עשרת המודלים הראשונים שישלחו יודפסו (תשלחו מהר…לפני שהחופש הגדול ייגמר).
  • המודל יודפס רק במידה והוא נמצא מתאים להדפסה מבחינה גיאומטרית.
  • המודל יודפס בצבע אחיד, ללא צבעים או איורים שונים עליו.
  • על מנת לקבל את המודל המודפס יש להגיע למשרדי החברה בת"א.

 

 

תכנון של Mixed Signal PCBs

אז מה זה בעצם מעגל\כרטיס משולב (Mixed-Signal PCB Design) ?

כרטיס מסוג זה הוא כל מעגל מודפס שיש לו פונקציות אנלוגיות ודיגיטליות על אותו הלוח. ביישומים בחיים האמתיים תכנון של אותות משולבים נמצאים בכל מקום. דוגמה, מחשב, רחפן, סמארטפון ועוד.

אז נעבור למספר טיפים בעבודה עם מעגלים מסוג זה.

הפרדה של חיווטים ופוליגונים לאיזורים נפרדים – אנלוגיים ודיגיטליים

 

תמונה המציגה חלוקה של משטחי אדמה, אנלוגי ודיגיטלי אשר מפוצלים

כל עוד החיווטים של האותות האנלוגיים נמצאים מעל\מתחת לקרקע האנלוגית וכך באותו אופן החיווט הדיגיטלי, נמצא ממש מעל\מתחת לאדמה הדיגיטלית, אנחנו נהיה בסדר. בטכניקות חיווט PCB מעשיות, ננסה תחילה לברר את היקף או איזורי החיווט האנלוגיים והדיגיטליים ואז ליצור משטחי קרקע דיגיטליים ואנלוגיים נפרדים.

באופן מעשי כאשר נרצה לממש משטח בתוך Altium Designer כל שנצטרך לעשות הוא ליצור שכבת רפרנס (לדוגמה שכבה מסוג Plane) ולבצע חלוקה שלה למספר איזורים כמו AGND עבור אדמה אנלוגית ו- DGND עבור אדמה דיגיטלית.

מידע נוסף על חלוקה של שכבת Plane לאיזורים שונים באלטיום

מעבר לכך אם נרצה לבחון האם יש סיגנלים שאין להם שכבת רפנס מעל\מתחת נוכל לעשות זאת על ידי הגדרת חוק מסוג Return Path.

מידע נוסף על מימוש חוק Return Path  באלטיום

חיבור בין משטחי אדמה אנלוגיים ודיגיטליים

אם קיימים סיגנלים שעוברים תחת המשטח האנלוגי והדיגיטלי ואנו רוצים לחבר את המשטחים בנקודה אחת, באמצעות נגיד נגד 0402 זה יכול ליצור בעיה, משום שהאות החוזר אינו מסוגל לעקוב אחר האדמה שמתחתיו, כפי שמוצג בדוגמה מטה.

הפיתרון יהיה ליצור שכבת סיגנל פנימית (Signal Layer) שבה נבצע חלוקה של המשטחים הללו ולאחר מכן נחבר אותם באמצעות רכיב אשר נקרא Net Tie. רכיב זה מאפשר לנו לחבר מספר Net- ים שונים יחד באמצעות קצר שיעשה ביניהם בנקודה מסוימת.

הסבר נוסף על הגדרת Net Tie

לאחר הגדרת שכבה פנימית עם המשטחים הרצויים וחיבור שלהם באמצעות רכיב מסוג Net Tie , ניתן להעביר את הסיגנלים תחת מעל איזור זה (שמוגדר על ידי ה- Net Tie) ובכך לשמור על רפרנס תקין כפי שמוצג בתמונה הבאה.

חשוב להבין כי כל סיגנל שרץ על חיווט יוצר אות חוזר, שנע דרך חיבור האדמה. האות החוזר עוקב אחר מסלול עכבת (Impedance) המינימום. האות יעדיף לרוץ ישירות תחת הסיגנל עצמו. פיתרון טוב לבעיה זו הוא לחווט נקודות כאלה, דרך צומת שתהווה חיבור בין המשטחים ודרכם להעביר את אותם החיווטים שרצים בין האיזורים האנלוגיים והדיגיטליים, ממש כפי שמוצג באיור מעלה.

*לא דיברנו על כך, אבל קיימת אפשרות לייצר משטח אחיד של אדמה שישמש את הסיגנלים הדיגיטליים והאנלוגיים, אבל חשוב לשמור על נתיב האות החוזר (Return Path) כך שהחיווט הדיגיטלי לעולם לא יחצה את האות האנלוגי ולהיפך וכמובן לשמור על מרחקים מסוימים בין האותות.

בנייה של Stack-up מתאים

דוגמה למבנה שכבות המכיל שכבות GND (מסומנות) כרפרנס מתוך אלטיום

 

מכיוון שכל PCB מייצר (EMI (Electromagnetic interference – הפרעה אלקטרו-מגנטית, עלינו לנקוט במספר אמצעי זהירות, כמו התייחסות ל- Crosstalk, הגדרת משטחי אדמה והגדרת מבנה השכבות (Layer Stack) באופן כזה, שכל אלה יפחיתו באופן משמעותי את ה-EMI.  מבנה שכבות אידיאלי יהיה כזה שיכיל שכבת אדמה (GND) תחת כל שכבת סיגנל.  במצב זה כפי שהסברנו קודם לכן, אות לא יפריע לזרם החוזר של אות אחר.

כפי שמופיע בתמונה של מבנה השכבות למעלה, לא תמיד מצב זה אפשרי (לרוב בעיקר מסיבות עלות או לעיתים בגלל מגבלה מכנית). על מנת לפתור זאת מקמו את שכבות הסיגנל בין משטח אדמה לבין משטח Power (עדיף אדמה כמובן). השראות פרופורציונאלית ישירות למרחק שמטען חשמלי צריך לעבור מהמקור לאדמה. ככל שהמרחק מתקצר, ההשראות קטנה. לכן הצבת משטחי אדמה קרוב למקור האות מפחיתה השראות ועוזרת למנוע\להכיל EMI.

ישנם כמובן גם מקרים ששתי שכבות סיגנל ישבו זה לצד זה. במקרה כזה עלינו לנתב את האותות של שכבה N אורתוגונלית לאותות של שכבה N + 1 כדי למזער crosstalk וקיבוליות טפילית (לא רצויה).

חלוקה על בסיס רכיבים המכילים פינים אנלוגיים ודיגיטליים

קיימת חשיבות עליונה למיקום נכון של רכיבים מסוימים. זה הגורם הקובע כיצד אותות אנלוגיים ינועו דרך ה- PCB, כמו גם כיצד משטחים מפוצלים ישמרו על מאפיינים אנלוגיים נפרדים מהקטע הדיגיטלי. לביצועי מערכת אופטימליים, חשוב לסדר את המשטחים השונים באופן כזה שתהיה ביניהם אינטראקציה מינימלית (כזו שעלולה ליצור רעש במעגלים אנלוגיים רגישים).
לדוגמה, חיווטים קצרים (ככל הניתן) יקטינו את הקיבול ואת ההשראות ההדדית שיווצרו בין האותות המחווטים. אם המערכת מכילה ממיר A / D נוכל לפצל את משטח האדמה ולחבר את האיזור האנלוגי והאיזור הדיגיטלי יחד במקום אחד, שיהיה מתחת לממיר A / D. במצב זה חשוב לא לבצע חיווט באיזור שבו המשטח פוצל. ניתן לראות דוגמה לכך בתמונה הבאה.

אם יש לכם שאלות נוספות בנושא כמובן שנשמח להרחיב. מוזמנים לרשום לנו הערות או הצעות בתגובות.