Come progettare uno schema PCB: Una guida passo dopo passo

Schema PCB: Che cos'è? Perché è importante?

UN progettazione di circuiti stampati inizia con un diagramma schematico del PCB. Questo layout schematico del PCB rappresenta visivamente il circuito elettronico come un grafico, utilizzando simboli per rappresentare componenti e linee per mostrare i loro collegamenti elettrici. Tipicamente, lo schema del PCB viene sviluppato prima del layout fisico della scheda. Una volta verificato che lo schema del circuito stampato corrisponda al design previsto e alle specifiche del progetto, il lavoro sul layout e sulla fabbricazione del PCB può procedere. Uno schema PCB consente a un ingegnere di comprendere come i vari componenti si interconnettono e le loro particolari funzionalità. Questa conoscenza è vitale quando si ripara o si riproduce un circuito stampato. La seguente guida spiega il processo passo passo di progettazione degli schemi della scheda PCB. Continua a leggere.

Come progettare uno schema PCB?

Passo 1: Imposta la dimensione della pagina

Valutare tempestivamente le dimensioni e la complessità dello schema previste quando si selezionano le dimensioni della pagina. Oltre lo standard A4, A3 più grande, i fogli A2 ospitano circuiti sostanziali che comprendono centinaia di componenti in complesse gerarchie multipagina. Se contiene un circuito semplice, potrebbero essere sufficienti pagine compatte in formato A5 o A6.

Passo 2: Pagine dei nomi

Imposta i nomi/numeri delle pagine in cui sono elencati i fogli di copertina per la navigazione. Employ intuitive grouping by allocating basic function-oriented names – “Power Supply”, “Microcontroller Configuration”, “Sensors Interface” etc. In alternativa, categorize by stages in data flow – “Inputs”, "In lavorazione", “Uscite”. Segui la sequenza alfanumerica standard ed evita ampi spazi tra i numeri di pagina per le aggiunte.

Passo 3: Stabilire le linee guida della griglia

Pur non essendo una richiesta immediata da parte dei progettisti, l'impostazione di una griglia serve come riferimento necessario per lo strumento. Una griglia facilita il riferimento preciso dei componenti e delle loro connessioni. Assicura che gli elementi del circuito aderiscano alla rete, consentendo un'indagine continua della rete durante l'ispezione.

Passo 4: Barra del titolo della pagina

Situato nella parte inferiore della pagina dello schema, il piè di pagina ospita dettagli completi. Comprende le dimensioni della pagina, valutazioni del consiglio, storie di revisione, nome/funzione del circuito, marchi di copyright, e così via.

Passo 5: Aggiungi note di supporto

I progettisti hanno il compito di documentare le note circuitali essenziali. Tali note possono essere redatte su documenti separati o su pagine affiancate ai disegni schematici. In particolare per disegni complessi, le annotazioni sono spesso dettagliate su pagine separate, coprendo aspetti come gli stati dei ponticelli e i vincoli del layout del PCB.

Passo 6: Tieni traccia della cronologia delle revisioni
Il monitoraggio delle revisioni implica la documentazione delle modifiche apportate al progetto. Include le date delle modifiche, descrizioni dei cambiamenti, contributors’ and reviewers’ names, nonché commenti di revisione. Questo registro in genere si trova nella pagina principale o finale del layout dello schema.

Passo 7: Directory dei documenti schematici
La directory funge da catalogo di argomenti all'interno della documentazione dello schema. Aiuta in modo significativo i progettisti a individuare moduli specifici all'interno di progetti complessi. Per progetti più piccoli e semplici, questo passaggio può essere omesso se ritenuto non necessario.

Passo 8: Disegna lo schema a blocchi

Develop block diagram encompassing key modules – processors, unità di memoria, periferiche, interfacce esterne e altri sottosistemi principali. Denotano connessioni cruciali e flussi di dati a livello di astrazione dei blocchi.

Passo 9: Progettazione di diagrammi schematici a più livelli

Nei casi in cui il Impilamento PCB è complesso con più moduli, l'adozione di una struttura schematica a più livelli si rivela la più efficace. Questa rappresentazione gerarchica illustra visivamente il flusso del segnale tra i moduli. Cliccando su un modulo si ottiene una visione approfondita dei suoi dettagli.

Passo 10: Riferimento al componente
Questa tabella di riferimento elenca i componenti elettronici standard insieme agli indicatori di riferimento designati utilizzati nei diagrammi schematici. Gli indicatori aderiscono IEEE criteri, sottolineando l'uso delle lettere maiuscole per la denominazione di componenti specifici.

Componente	Designatore di riferimento	Componente	Designatore di riferimento
Resistore	R	Batteria	BT
Condensatore	C	Cavo/filo	W
CIRCUITO INTEGRATO (Circuito integrato)	U/IC	Interruttore	SW
Diodo/LED	D	Fiduciale	FD
Fusibile	F	Oscillatore	OSC
Induttore/Perlina	L	Spina/Connettore	P/CON
Diodo Zener	CON	Radiatore	H

Ulteriori letture- Componenti del circuito stampato: Una guida completa

Passo 11: Generazione simbolica
Gli schemi comprendono vari elementi come active, passivo, gradi o inferiore a, incorporando componenti come transistor, diodi, porte logiche, circuiti integrati del processore, FPGA, e amplificatori operazionali. Dispositivi passivi come condensatori, induttori, e i trasformatori sono inclusi. Mentre la creazione di nuovi componenti è sconsigliata a meno che non siano assenti dalla libreria standard, l'adesione agli standard IEEE per la creazione di simboli è fondamentale.

Passo 12: Configurazione dell'amplificatore operazionale

Aderere agli standard IEEE durante la creazione di simboli è vitale, soprattutto per amplificatori operazionali. Semplificare il processo di disegno, i progettisti spesso seguono configurazioni standard, posizionando i pin di ingresso a sinistra e i pin di uscita a destra, con i pin di alimentazione e di terra posizionati verticalmente. Garantire l'allineamento con le schede tecniche del produttore è fondamentale quando si modifica l'orientamento o le connessioni dei simboli.

Passo 13: Notazione schematica eterogenea
Componenti come PGAF, unità di memoria, e microprocessori, caratterizzato da più perni (dati, input Output, indirizzo, controllo, e linee elettriche), richiedono una notazione distinta per ciascun sottocomponente all'interno di un singolo pacchetto per mantenere la chiarezza.

Passo 14: Le connessioni di rete
La chiarezza nella comprensione del circuito si ottiene contrassegnando opportunamente i punti di intersezione in cui i fili condividono le connessioni elettriche. Semplificare i diagrammi schematici implica rappresentare un circuito integrato (CIRCUITO INTEGRATO) simboli comuni invece di disegnare eccessivamente reti. L'enfatizzazione delle connessioni pin-to-pin organizzate tra dispositivi con nomi corrispondenti migliora la leggibilità.

Passo 15: Posizionamento dei componenti strategici

Il posizionamento ponderato degli elementi all'interno dello schema ha un impatto significativo sulla successiva distinta dei materiali e sulla creazione del pacchetto IC.

Passo 16: Verifica delle regole di progettazione
Utilizzo del controllo delle regole di progettazione (RDC) all'interno di CAD garantisce l'integrità logica e fisica del progetto, valutare la conformità alle regole di progettazione abilitate durante la pianificazione.

Passo 17: Verifica della tabella netta
Completamento della progettazione post-schema, generare la netlist è fondamentale per l'importazione del layout. Questo processo produce file leggibili dalla macchina (.ml) e leggibile dall'uomo (.TXT) file che mostrano i collegamenti elettrici. Si consiglia la verifica manuale delle reti per evitare errori di progettazione.

Passo 18: Conto ilf mMateriale
I moderni strumenti CAD offrono una funzionalità di creazione della distinta base, a condizione che i progettisti inseriscano tutti i dati necessari durante la creazione o l'importazione della parte. La distinta base comprende informazioni vitali come i numeri delle parti di produzione (MPN), dettagli del pacchetto, nomi dei fornitori, o numeri di parte del fornitore, essenziale per una documentazione accurata.

Passo 19: Elenco schematico
Spesso trascurato ma fondamentale, l'elenco schematico logico funge da strumento organizzativo cruciale basato sulle esperienze di progettazione passate. Le liste di controllo riducono al minimo gli errori nei diagrammi, garantendo schemi privi di errori che facilitano il lavoro del progettista del layout.

Conclusione

Questa guida presenta un riepilogo completo della creazione dello schema del circuito. Che si tratti di iniziare da zero con gli schemi o di cercare di acquisire conoscenze avanzate, questa guida completa vuole essere un prezioso riferimento per la creazione di alta qualità, efficaci schemi di circuiti stampati attraverso tutte le fasi, dall'ideazione alla finalizzazione. Per favore Contattaci se hai altre domande.