Kun puhutaan piirilevyistä, aloittelijat sekoittavat usein "piirilevykaaviot" ja "piirilevysuunnittelutiedostot", mutta ne viittaavat itse asiassa eri asioihin. Niiden välisten erojen ymmärtäminen on avain piirilevyjen onnistuneeseen valmistukseen, joten jotta aloittelijat osaisivat tehdä tätä paremmin, tässä artikkelissa eritellään piirilevykaavioiden ja piirilevysuunnittelun väliset keskeiset erot.
Mikä on piirilevy
Ennen kuin perehdymme kaavion ja suunnittelun väliseen eroon, on ymmärrettävä, mikä on piirilevy?
Elektronisten laitteiden sisällä on pohjimmiltaan painettuja piirilevyjä, joita kutsutaan myös painetuiksi piirilevyiksi. Tämä jalometallista valmistettu vihreä piirilevy yhdistää kaikki laitteen sähkökomponentit ja mahdollistaa sen normaalin toiminnan. Ilman piirilevyä elektroniset laitteet eivät toimi.
Piirilevykaavio ja piirilevysuunnittelu
Piirilevykaavio on yksinkertainen kaksiulotteinen piirikaavio, joka näyttää eri komponenttien toiminnallisuuden ja liitettävyyden. Piirilevysuunnittelu on kolmiulotteinen, ja komponenttien sijainnit merkitään sen jälkeen, kun piirin normaali toiminta on varmistettu.
Siksi piirilevykaavio on piirilevyn suunnittelun ensimmäinen osa. Se on graafinen esitys, jossa käytetään sovittuja symboleja kuvaamaan piiriliitäntöjä joko kirjallisessa tai datamuodossa. Se myös ohjeistaa käytettäviä komponentteja ja niiden kytkemistä.
Kuten nimestä voi päätellä, piirilevykaavio on suunnitelma ja piirustus. Se ei tarkoita, mihin komponentit tarkalleen ottaen sijoitetaan. Sen sijaan kaavio hahmottelee, miten piirilevy lopulta saavuttaa liitettävyyden, ja se on keskeinen osa suunnitteluprosessia.
Kun piirustus on valmis, seuraava vaihe on piirilevyn suunnittelu. Suunnittelu on piirilevyn kytkentäkaavion asettelu eli fyysinen esitys, mukaan lukien kuparijohtimien ja -reikien asettelu. Piirilevyn suunnittelussa näkyy edellä mainittujen komponenttien sijainti ja niiden kytkentä kupariin.
Piirilevysuunnittelu on suorituskykyyn liittyvä vaihe. Insinöörit rakensivat oikeita komponentteja piirilevysuunnittelun pohjalta voidakseen testata, toimiiko laite oikein. Kuten aiemmin mainitsimme, kenen tahansa pitäisi pystyä ymmärtämään piirilevyn kytkentäkaavio, mutta sen toiminnan ymmärtäminen ei ole helppoa prototyyppiä katsomalla.
Kun nämä kaksi vaihetta on suoritettu ja olet tyytyväinen piirilevyn suorituskykyyn, sinun on toteutettava se valmistajan kautta.
Piirilevyn kaavioelementit
Kun olemme karkeasti ymmärtäneet näiden kahden välisen eron, tarkastellaanpa lähemmin piirilevyn kytkentäkaavion elementtejä. Kuten mainitsimme, kaikki liitännät ovat näkyvissä, mutta on joitakin huomioitavia seikkoja:
Jotta liitännät näkyisivät selvästi, niitä ei ole luotu mittakaavassa; piirilevysuunnittelussa ne voivat olla hyvin lähellä toisiaan.
Jotkut yhteydet voivat risteää toisensa kanssa, mikä on itse asiassa mahdotonta
Jotkin linkit saattavat olla asettelun vastakkaisella puolella, ja niiden kohdalla on merkintä, joka osoittaa niiden olevan linkitettyjä.
Tämä piirilevyn "piirustus" voi olla yhden, kahden tai jopa muutaman sivun mittainen kuvaamaan kaiken suunnitteluun sisällytettävän sisällön.
Viimeinen huomioitava asia on, että monimutkaisemmat kaaviot voidaan ryhmitellä toiminnon mukaan luettavuuden parantamiseksi. Yhteyksien järjestäminen tällä tavalla ei tapahdu seuraavassa vaiheessa, eivätkä kaaviot yleensä vastaa 3D-mallin lopullista suunnittelua.
Piirilevysuunnitteluelementit
Nyt on aika perehtyä tarkemmin piirilevysuunnittelutiedoston elementteihin. Tässä vaiheessa olemme siirtyneet kirjallisista piirustuksista fyysisiin esityksiin, jotka on rakennettu käyttämällä laminaatti- tai keraamisia materiaaleja. Kun tarvitaan erityisen kompaktia tilaa, jotkut monimutkaisemmat sovellukset vaativat joustavien piirilevyjen käyttöä.
Piirilevysuunnittelutiedoston sisältö noudattaa kytkentäkaavion mukaista suunnitelmaa, mutta kuten aiemmin mainittiin, ne ovat ulkoasultaan hyvin erilaisia. Olemme käsitelleet piirilevykaavioita, mutta mitä eroja suunnittelutiedostoissa havaitaan?
Kun puhumme piirilevysuunnittelutiedostoista, puhumme 3D-mallista, joka sisältää piirilevyn ja suunnittelutiedostot. Ne voivat olla yksi- tai monikerroksisia, vaikkakin kaksikerroksiset ovat yleisimpiä. Piirilevykaavioiden ja piirilevysuunnittelutiedostojen välillä on joitakin eroja:
Kaikki komponentit ovat mitoitettuja ja sijoitettu oikein
Jos kahta pistettä ei haluta yhdistää, ne täytyy kiertää tai vaihtaa toiseen piirilevykerrokseen, jotta ne eivät ylitä toisiaan samalla kerroksella.
Lisäksi, kuten lyhyesti totesimme, piirilevysuunnittelussa kiinnitetään enemmän huomiota todelliseen suorituskykyyn, koska tämä on jossain määrin lopputuotteen varmennusvaihe. Tässä vaiheessa suunnittelun käytännöllisyyden on todella toimittava, ja piirilevyn fyysiset vaatimukset on otettava huomioon. Joitakin näistä ovat:
Miten komponenttien etäisyydet toisistaan mahdollistavat riittävän lämmön jakautumisen?
Liittimet reunalla
Virta- ja lämpöongelmien osalta, kuinka paksuja eri jälkien on oltava
Koska fyysisten rajoitusten ja vaatimusten vuoksi piirilevysuunnittelutiedostot näyttävät yleensä hyvin erilaisilta kuin kytkentäkaaviossa oleva suunnittelu, suunnittelutiedostoissa on silkkipainokerros. Silkkipainokerros sisältää kirjaimia, numeroita ja symboleja, jotka auttavat insinöörejä kokoamaan ja käyttämään piirilevyä.
Sen on toimittava suunnitellusti sen jälkeen, kun kaikki komponentit on koottu piirilevylle. Muussa tapauksessa sinun on piirrettävä se uudelleen.
lopuksi
Vaikka piirilevykaaviot ja piirilevysuunnittelutiedostot sekoitetaan usein toisiinsa, piirilevykaavioiden ja piirilevysuunnittelun tekeminen viittaa itse asiassa kahteen erilliseen prosessiin piirilevyä luotaessa. Piirilevykaavio, joka voi piirtää prosessinkulun, on luotava ennen piirilevysuunnittelun toteuttamista, ja piirilevysuunnittelu on tärkeä osa piirilevyn suorituskyvyn ja eheyden määrittämistä.