תכנון PCB למתחילים
במאמר שלפניכם אסקור את השלבים שמתכנן חומרה מתחיל יצטרך לעבור לפני שיגיע למוצר המוגמר – פרוייקט באורך מלא שמוכן לייצור. התקנתם את התוכנה ואתם מוכנים להתחיל את הפרויקט הראשון שלכם. מה עליכם לעשות כעת כדי להתחיל בצורה נכונה? בדיוק על זה אנסה לענות לכם.
אז בואו נתחיל… מה כולל התהליך?
בתהליך הבסיסי נתחיל מבחירת רכיבים ייעודיים אשר ישמשו אותנו בשרטוט הסכמה החשמלית. על הרכיבים להיות תואמים לצרכי המעגל ולשימושו ולעמוד בתנאי סף מסויימים שנגדיר. בין אם הרכיבים קיימים לכם ובין אם לא, יהיה עלינו להמציאם או לבנות אותם. לאחר הימצאות כל הרכיבים, נתחיל בשלב השרטוט. ניתן להוסיף חוקים מקדימים (Schematic Constrains) וכשהשרטוט החשמלי יהיה מוכן, נוכל לעבור לסימולציה של המעגל המלא/החלקי (Spice\PSpice\LTSpice). עם קבלת תוצאות הסימולציה, נבצע שינויים אם נדרש ולאחר מכן נעבור לבניית המעגל המודפס, יצירת STACKUP מתאים, מיקום הרכיבים על גבי המעגל, וחיווט שלהם. בהתאם נוסיף חוקים שיעזרו לנו לשלוט על הסדר – DRC ונוסיף משטחי אדמה\מתח מתאימים לפי השכבות.
מה עם סנכרון התכן עם המעגל המודפס?
אם אתם בתחילת דרככם וגם אם לא, כשכל חלקי הפרויקט שלכם מסונכרנים אחד עם השני, קל יותר לבצע הרבה פעולות, לדוגמא:
- לבצע שינויים סכמטיים שישפיעו על העריכה
- לבצע שינויי עריכה שישפיעו על הסכמה החשמלית
- לבדוק אובייקטים בכל צד – CrossProb
- לבצע תיקוני עריכה לאחר ייצור המעגל
כל אחת מהנקודות לעיל היא פשוטה כשלעצמה אך לא כאשר כל קובץ מקור מבוצע בתוכנה נפרדת. כאשר אנחנו רוצים לבצע התאמה וסנכרון בין כל אלמנטי הפרוייקט אנחנו נמצאים במקום הטוב ביותר מכיוון שלא רק שהדבר ייקל עלינו בעתיד לבצע תיקונים ושינויים בפרוייקט המוגמר, בפועל יהיו לנו גם פחות טעויות מכיוון שהמערכת כל הזמן תבדוק אותנו (Comparison).
חוקי תכנון הם קריטיים
חוקי תכנון או בשמם המוכר – DRC (Design Rule Check) הם חשובים מאוד כשאנחנו עורכים את המעגל המודפס שלנו, החוקים "שומרים עלינו" מטעויות ומגבילים את אופן הפעולה שלנו לטובה. מה הכוונה? לדוגמא, יש לי מארז מכאני שצריך לעטוף את המעגל המודפס שערכתי והמרווחים שנותרו לי בתוכו יידועים לי מבעוד מועד. הדרך הארוכה תהיה לערוך את המעגל ולאחר מכן לבדוק את התאמתו למכאניקה הייעודית, בעוד שהדרך היעילה ביותר תיהיה לבדוק את המרווח ולהגדיר חוק בסיסי של גבהים, זה נראה כך:
משטחי אדמה ומתח
בכל מעגל מודפס שנערוך נזדקק למשטח כזה או אחר (Polygon\Plane) שאליו ייחוברו רגלי הרכיבים הייעודיות. בין אם רגל שמחוברת לאדמה ובין אם רגל שמקבלת מתח הזנה, משטחים הם אובייקטים קריטיים בתכנון שלנו ועלינו להתחשב בהם וליצור אותם כך שלא יפריעו לנו בעריכת המעגל המודפס. הדרך הפשוטה ביותר לביצוע ולהשמת משטחים אלה היא בעזרת משטח שכבתי כולל כלומר – PLANE שחולש על פני שכבה מלאה ובהתאם מחוברות אליו רגלי רכיבים מכל השכבות של המעגל. שימו לב שמשטחים מסוג זה יכולים ואף גורמים לרעשים כשהמעגל שלנו נושא סיגנלים דיגיטליים ואנלוגיים.
מיקום רכיבים לפני חיווט
לפני שנתחיל לחווט את המעגל נרצה למקם את הרכיבים עליו. הדבר ייקל עלינו כאשר נתחיל לחווט ויחסוך לנו מקום על גבי הPCB שלנו. כיום המעגלים הופעים ליותר מהירים, יותר קטנים, ויותר וורסטילים מה שיוצר רמת מורכבות עריכה גבוהה. הדגש כאן הוא חשוב וקריטי ליצירת PCB המתאים למידות הדרושות. בסיום נתחיל לחווט, ובכדי שהחיווט יעבור בהצלחה עלינו לשים דגש לנקודות הבאות:
- צמצום שכבות – מינימום Signal Layers
- צמצום מעבר בין שכבות
- צמצום רעשים
- יצירת חיווטים ישרים וקצרים ככל שניתן
כל אחת מהנקודות לעיל תוזיל משמעותית את תהליך ייצור הPCB שלכם, תזרז את תהליך ייצורו ותמנע ככל שניתן תקלות בייצור.
לסיום ניגש ליצור המעגל ועל ידי כמה לחיצות פשוטות ניתן היום לקבל תיק ייצור ייעודי לPCB שאותו תכננו וערכנו, ובדרך הזו להגיע לייצורו במהירות ויעילות.
יכולות התכנון והעריכה של Altium Designer עומדות בכל הדרישות הקיצוניות של מתכננים בכל העולם. בעזרת יכולות אלה ניתן לתכנן מעגלים מרובים מכל סוג בכל צורה תחת מעטה של תוכנה אחת ויחידה.
לעוד פרטים בנושא אתם מוזמנים לפנות אלינו.
נתראה בפוסט הבא,
בן מימון
