zisky:
- Schopnost převést rozložení PCB, šířku stopy a principy EMC do kontrolních seznamů pomocí AI
- Schopnost vytvářet hardwarové dokumenty, jako jsou schémata, kusovníky a testovací procedury s nakonfigurovanou výzvou
- Schopnost ověřit doporučení šířky stopy a vzdálenosti AI pomocí pravidel podobných IPC a požadavků na proud/napětí
I když je schéma obvodu správné, nebude fungovat, pokud je umístěn nesprávně na desce s plošnými spoji (PCB): stopy se zahřívají, signály se ruší, deska neprojde testem EMC a je vadná ve výrobě. Design PCB je disciplína, kde se prolínají elektřina, geometrie a výrobní pravidla. Umělá inteligence zde neprovádí automatické rozložení, ale je neocenitelným pomocníkem: vypočítává šířku stopy, vytváří kontrolní seznamy EMC a principy rozložení, připravuje kusovník (rozpisku) a píše návrh zkušebního postupu. V této části se budeme zabývat tím, jak používat AI pro kontrolní seznam PCB a dokumentaci hardwaru, jak ověřit doporučení šířky stopy.
Šířka stopy, rozteč a proud
Měděná stopa na desce plošných spojů se zahřívá podle proudu, kterým prochází. Šířka stopy, tloušťka mědi a přípustný nárůst teploty určují proud, který může být přenášen. Tento výpočet je založen na pravidlech jako IPC-2221. Když AI doporučuje šířku stopy, měli byste ji nezávisle ověřit pomocí proudu, tloušťky mědi (obvykle 1 oz = 35 µm) a zvýšení cílové teploty.
Příklad požadavku: 5 A, vnější vrstva, 1 oz mědi, ΔT = 10 °CIPC-2221 empirický přístup zhruba: I = k · ΔT^0,44 · A^0,725 (A: plocha průřezu mil²; k vnější vrstva ≈ 0,048) Z tohoto vzorce je požadovaná šířka stopy 21 oz-3 mm (přibližně 21 oz-5 A přírůstek 10 °C). Pokud AI řekne „0,5 mm je dost“, je to ŠPATNĚ a stopa se přehřeje.
Upozornění: AI často naznačuje, že šířka stopy je příliš malá; protože to může zaměnit stopy signálu se stopami napájení. Vždy provádějte nezávislé výpočty proudu, tloušťky mědi a nárůstu teploty na napájecím nebo napájecím vedení. Úzký průběh výkonu způsobí, že se deska viditelně zahřeje a časem povede k přerušení obvodu (vypálení stopy).
Podobně by měly být udržovány vzdálenosti mezi drahami vysokého napětí v závislosti na napětí. AI může navrhnout tyto vůle, ale hodnota musí být ověřena z normy na základě provozního napětí a stupně znečištění.
Kontrolní seznam EMC a zásad umístění
Elektromagnetická kompatibilita (EMC) znamená, že karta nevydává hluk a je schopna odolat vnějšímu hluku. Umělá inteligence je užitečná při přeměně známých principů EMC a rozvržení na strukturovaný kontrolní seznam. Ale toto je úvodní kontrolní seznam; Každou položku je nutné ohodnotit podle vlastní karty.
oblast
princip
rozvod energie
Bypass kondenzátor (100 nF) v blízkosti každého IC
půda
Pevná základní rovina, pozor v rozdvojené půdě
vysoká rychlost
Krátká stopa, řízená impedance, integrita zpětné cesty
Oscilátor/hodiny
Krystalový obvod krátký, chráněný, mimo hluk
konektor
ESD ochrana, filtrace na vstupním bodě
teplo
Měděné pole a tepelné průchody pro silové komponenty
Slabá výzva / Silná výzva
SLABÝ:"Dejte tipy pro EMC pro moji desku plošných spojů."(Výsledek: několik obecných položek; ne konkrétní pro desku.)SILNÝ:"Vytvořte rozvržení desky plošných spojů a kontrolní seznam EMC specifické pro následující desku:- 2 vrstvy, STM32 MCU + 16 MHz krystal + 5V/3,3V regulátor + USB- Analogový vstup senzoru, reléový výstup, zemní výstup, pod kontrolním seznamem hodin/propustnost uzemnění. analogově-digitální oddělení, USB/ESD, potlačení relé (indukční zátěže) U každé položky vysvětlete jednou větou, PROČ je důležité Všimněte si, že toto je startovní listina, konečná kontrola desky patří mně.
Hardwarová dokumentace: Schematic Note, BOM, Test Procedure
AI rychle vytváří návrh hardwarové dokumentace; Kontrolujete technickou přesnost a úplnost.
Kusovník (Bill of Materials). AI organizuje seznam komponent podle sloupců reference (R1, C3...), hodnoty, balení, čísla dílu dodavatele a množství. Musíte však ověřit, že každé číslo dílu je pravé a dostupné; AI může tvořit čísla dílů.
Ref | Hodnota | Balíček | Popis | Množství-----+---------+---------+----------+-----R1-4 | 10k | 0603 | stahování | 4C1-6 | 100n | 0603 | obchvat | 6C7 | 10u | 0805 | nárazník u vchodu | 1U1 | STM32.. | LQFP48 | MCU | 1D1 | ... | SOD-123 | ESD/reverzní ochrana | 1
Tip: Ověřte každé číslo dílu dodavatele v kusovníku, který AI vyrábí u výrobce nebo distributora. Halucinované, neexistující číslo dílu způsobuje zpoždění a náklady ve výrobě. Označte kusovník jako „návrh do ověření zdroje“.
Zkušební postup. AI rozděluje kroky uvádění desky do provozu a funkční testování do sekvenčního postupu: vizuální kontrola, kontrola zkratu (před zapnutím), měření napájecích napětí, kontrola spotřeby proudu a poté funkční testy. Toto pořadí je důležité; Kontroly před zapnutím chrání desku.
Mini pouzdro
Hardwarový inženýr požádá AI o doporučení rozložení a šířky stopy pro desku ovladače motoru. AI doporučuje 0,6 mm napájecí vedení s proudem 8 A; Přeskočí také kombinování signálu a napájecího uzemnění v jednom bodě. Technik provede výpočet IPC: 8 A vyžaduje mnohem širší stopu (několik mm) v 1 oz mědi. Také ví, že napájení a analogové uzemnění musí být zapojeny do hvězdy. Provádí obě opravy. V prvním prototypu karta funguje bez problémů. Ponaučení: Doporučení rozvržení AI je dobrým počátečním kontrolním seznamem, ale kritická rozhodnutí, jako je proudový přenos a integrita země, jsou ověřena nezávislými výpočty a inženýrskými znalostmi.
Časté chyby
- Ponechání šířky výkonové stopy na úzké hodnotě dané AI bez výpočtu proudu/teploty.
- Neověřování vysokonapěťových vzdáleností (tečení/průchod) od normy.
- Odeslání do výroby bez ověření čísel dílů dodavatele v kusovníku.
- Zanedbávání přemosťovacích kondenzátorů a zemní plochy.
- Zapomeňte na odrušovací prvek pro indukční zátěže (relé, motor).
- Vynechání kontroly zkratu před zapnutím v testovací proceduře.
V souhrnu
- Šířka stopy; ověřeno pravidlem podobným IPC na základě proudu, tloušťky mědi a nárůstu teploty.
- AI má tendenci navrhovat úzké podpisy síly; vypočítat každý průběh výkonu nezávisle.
- Vysokonapěťové mezery jsou potvrzeny z normy podle napětí a stupně znečištění.
- Umělá inteligence je mocná při převádění principů EMC a uspořádání do kontrolního seznamu pro konkrétní desku.
- Každé číslo dílu v kusovníku musí být ověřeno jako pravé a dosažitelné.
- Kontroly před zapnutím v testovací proceduře chrání desku; Postupujte podle objednávky.
Aplikační úkol
Pro váš jednoduchý návrh desky (nebo hypotetického MCU + regulátor + deska senzoru) požádejte AI o dva výstupy: (1) doporučení šířky tras pro trasování napájení, (2) kontrolní seznam EMC/rozvržení specifický pro desku. Poté nezávisle ověřte šířku nejvyšší proudové stopy pomocí vzorce IPC a porovnejte s doporučením AI. Potvrďte také alespoň tři čísla dílů v kusovníku na místě distributora. Poznamenejte si všechny odchylky a opravy, které najdete.