Κέρδη:
- Δυνατότητα μετατροπής της διάταξης PCB, του πλάτους του ίχνους και των αρχών EMC σε λίστες ελέγχου με AI
- Δυνατότητα παραγωγής εγγράφων υλικού, όπως σχηματικά, BOM και διαδικασία δοκιμής με ρυθμισμένη προτροπή
- Δυνατότητα επικύρωσης του πλάτους και των προτάσεων απόστασης του ίχνους AI με κανόνες παρόμοιους με IPC και απαίτηση ρεύματος/τάσης
Ακόμα κι αν το σχηματικό σχήμα ενός κυκλώματος είναι σωστό, δεν θα λειτουργήσει όταν τοποθετηθεί λανθασμένα σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB): τα ίχνη ζεσταίνονται, τα σήματα παρεμβάλλονται, η πλακέτα αποτυγχάνει στη δοκιμή EMC και είναι ελαττωματική στην παραγωγή. Ο σχεδιασμός PCB είναι ένας κλάδος όπου διασταυρώνονται οι κανόνες ηλεκτρικής ενέργειας, γεωμετρίας και κατασκευής. Το AI δεν κάνει αυτόματη διάταξη εδώ, αλλά είναι ένας ανεκτίμητος βοηθός: υπολογίζει το πλάτος του κομματιού, παραθέτει λίστες ελέγχου EMC και αρχές διάταξης, προετοιμάζει το BOM (τιμολόγιο υλικών) και γράφει το προσχέδιο της διαδικασίας δοκιμής. Σε αυτή την ενότητα θα καλύψουμε τον τρόπο χρήσης της τεχνητής νοημοσύνης για τη λίστα ελέγχου PCB και την τεκμηρίωση υλικού, τον τρόπο επαλήθευσης των συστάσεων πλάτους ίχνους.
Πλάτος ίχνους, απόσταση και μεταφορά ρεύματος
Ένα ίχνος χαλκού στο PCB θερμαίνεται ανάλογα με το ρεύμα που μεταφέρει. Το πλάτος του ίχνους, το πάχος του χαλκού και η επιτρεπόμενη αύξηση της θερμοκρασίας καθορίζουν το ρεύμα που μπορεί να μεταφερθεί. Αυτός ο υπολογισμός βασίζεται σε κανόνες όπως το IPC-2221. Όταν το AI συνιστά ένα πλάτος ίχνους, θα πρέπει να το επαληθεύσετε ανεξάρτητα με ρεύμα, πάχος χαλκού (συνήθως 1 oz = 35 μm) και αύξηση της θερμοκρασίας στόχου.
Παράδειγμα απαίτησης: 5 A, εξωτερικό στρώμα, 1 oz χαλκό, ΔT = 10 °CIPC-2221 εμπειρική προσέγγιση κατά προσέγγιση:I = k · ΔT^0,44 · A^0,725 (A: εμβαδόν διατομής mil²· k εξωτερικό στρώμα ≈ 0,048) Από αυτόν τον τύπο 5, η απαιτούμενη σειρά για 5 mmce είναι περίπου 5 (1 oz, προσαύξηση 10 °C). Εάν το AI λέει "0,5mm είναι αρκετό" αυτό είναι ΛΑΘΟΣ και το ίχνος θα υπερθερμανθεί.
Προσοχή: Η τεχνητή νοημοσύνη συχνά υποδηλώνει ότι το πλάτος του ίχνους είναι πολύ στενό. επειδή μπορεί να συγχέει τα ίχνη σήματος με τα ίχνη ισχύος. Να κάνετε πάντα ανεξάρτητους υπολογισμούς του ρεύματος, του πάχους του χαλκού και της αύξησης της θερμοκρασίας σε ένα ίχνος ισχύος ή παροχής. Ένα στενό ίχνος ισχύος θα προκαλέσει την ορατή θέρμανση της πλακέτας και με την πάροδο του χρόνου θα οδηγήσει σε ανοιχτό κύκλωμα (trace burn-in).
Ομοίως, οι αποστάσεις ερπυσμού (κενό επιφάνειας) και απόστασης (κενό αέρα) μεταξύ των ιχνών υψηλής τάσης θα πρέπει να διατηρούνται σύμφωνα με την τάση. Η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να προτείνει αυτές τις αποστάσεις, αλλά η τιμή πρέπει να επαληθευτεί από το πρότυπο με βάση την τάση λειτουργίας και τον βαθμό μόλυνσης.
Λίστα ελέγχου Πολιτικές EMC και τοποθεσίας
Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (EMC) σημαίνει ότι μια κάρτα δεν εκπέμπει θόρυβο και μπορεί να αντέξει εξωτερικούς θορύβους. Η τεχνητή νοημοσύνη είναι χρήσιμη για τη μετατροπή των γνωστών αρχών EMC και διάταξης σε μια δομημένη λίστα ελέγχου. Αλλά αυτή είναι μια αρχική λίστα ελέγχου. Είναι απαραίτητο να αξιολογήσετε κάθε στοιχείο σύμφωνα με τη δική σας κάρτα.
περιοχή
αρχή
διανομής ισχύος
Παράκαμψη πυκνωτή (100 nF) κοντά σε κάθε IC
χώμα
Στερεό επίπεδο γείωσης, προσοχή στο σχισμένο έδαφος
υψηλή ταχύτητα
Σύντομο ίχνος, ελεγχόμενη αντίσταση, ακεραιότητα διαδρομής επιστροφής
Ταλαντωτής/ρολόι
Κρυστάλλινο περιμετρικά κοντό, προστατευμένο, μακριά από θόρυβο
σύνδεσμος
Προστασία ESD, φιλτράρισμα στο σημείο εισόδου
θερμότητα
Χάλκινο πεδίο και θερμικό μέσω για εξαρτήματα ισχύος
Αδύναμη προτροπή / Ισχυρή προτροπή
ΑΔΥΝΑΤΟ:"Δώστε συμβουλές EMC για το PCB μου."(Αποτέλεσμα: μερικά γενικά στοιχεία, όχι συγκεκριμένα για την πλακέτα.) ΔΥΝΑΤΟ:"Δημιουργήστε μια διάταξη PCB και λίστα ελέγχου EMC ειδικά για την ακόλουθη πλακέτα: - 2 επίπεδα, STM32 MCU + κρύσταλλος 16 MHz + 5V/3,3V κρύσταλλος + 5V/3,3V ρυθμιστής ελέγχου κεφαλής + Αναλογική έξοδος αισθητήρα κεφαλής + Αναλογική έξοδος αισθητήρα ελέγχου τροφοδοσία/παράκαμψη, γείωση, ρολόι/κρύσταλλο, αναλογικός-ψηφιακός διαχωρισμός, καταστολή ρελέ (επαγωγικό φορτίο) Για κάθε στοιχείο, εξηγήστε με μία πρόταση ΓΙΑΤΙ είναι σημαντικό να σημειώσετε ότι αυτά είναι μια αρχική λίστα, ο τελικός έλεγχος της πλακέτας.
Τεκμηρίωση υλικού: Σχηματική σημείωση, BOM, Διαδικασία δοκιμής
Η τεχνητή νοημοσύνη παράγει γρήγορα πρόχειρη τεκμηρίωση υλικού. Ελέγχετε την τεχνική ακρίβεια και πληρότητα.
BOM (Bill of Materials). Η τεχνητή νοημοσύνη οργανώνει τη λίστα συστατικών με βάση τις στήλες αναφοράς (R1, C3...), αξία, συσκευασία, αριθμό ανταλλακτικού προμηθευτή και ποσότητα. Αλλά πρέπει να βεβαιωθείτε ότι κάθε αριθμός ανταλλακτικού είναι γνήσιος και διαθέσιμος. Η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να δημιουργήσει αριθμούς ανταλλακτικών.
Αναφ. | Αξία | Πακέτο | Περιγραφή | Ποσότητα-----+---------+---------+----------+-----R1-4 | 10k | 0603 | έλξεις | 4C1-6 | 100n | 0603 | παράκαμψη | 6C7 | 10u | 0805 | buffer στην είσοδο | 1U1 | STM32.. | LQFP48 | MCU | 1D1 | ... | SOD-123 | ESD/αντίστροφη προστασία | 1
Συμβουλή: Επαληθεύστε κάθε αριθμό ανταλλακτικού προμηθευτή στο BOM που παράγει η AI στην τοποθεσία του κατασκευαστή ή του διανομέα. Ένας παραισθησιακός, ανύπαρκτος αριθμός ανταλλακτικού δημιουργεί καθυστερήσεις και κόστος στην παραγωγή. Επισημάνετε το BOM ως "πρόχειρο μέχρι να επαληθευτεί η πηγή".
Διαδικασία δοκιμής. Η τεχνητή νοημοσύνη αναλύει τα βήματα έναρξης λειτουργίας και λειτουργικών δοκιμών της πλακέτας σε μια διαδοχική διαδικασία: οπτική επιθεώρηση, έλεγχος βραχυκυκλώματος (πριν από την ενεργοποίηση), μέτρηση των τάσεων τροφοδοσίας, έλεγχος κατανάλωσης ρεύματος και στη συνέχεια λειτουργικές δοκιμές. Αυτή η σειρά είναι σημαντική. Οι έλεγχοι πριν από την ενεργοποίηση προστατεύουν την πλακέτα.
Μίνι θήκη
Ένας μηχανικός υλικού ζητά από το AI προτάσεις διάταξης και πλάτη ίχνους για την πλακέτα του προγράμματος οδήγησης κινητήρα. Η AI συνιστά ίχνος τροφοδοσίας 0,6 mm που φέρει 8 A. Επίσης, παραλείπει το συνδυασμό σήματος και γείωσης ισχύος σε ένα μόνο σημείο. Ο μηχανικός κάνει τον υπολογισμό IPC: Το 8 A απαιτεί πολύ ευρύτερο ίχνος (μερικά mm) σε 1 ουγκιά χαλκού. Γνωρίζει επίσης ότι η τροφοδοσία και η αναλογική γείωση πρέπει να συνδέονται με αστέρι. Κάνει και τις δύο διορθώσεις. Στο πρώτο πρωτότυπο, η κάρτα λειτουργεί ομαλά. Μάθημα: Η σύσταση διάταξης του AI είναι μια καλή αρχική λίστα ελέγχου, αλλά κρίσιμες αποφάσεις όπως η μεταφορά ρεύματος και η ακεραιότητα του εδάφους επαληθεύονται από ανεξάρτητες γνώσεις υπολογισμού και μηχανικής.
Κοινά λάθη
- Αφήνοντας το πλάτος του ίχνους ισχύος στη στενή τιμή που δίνεται από το AI χωρίς υπολογισμό ρεύματος/θερμοκρασίας.
- Μη επαλήθευση των αποκλίσεων υψηλής τάσης (ερπυσμός/διάκενο) από το πρότυπο.
- Αποστολή στην παραγωγή χωρίς επαλήθευση των αριθμών ανταλλακτικού προμηθευτή στο BOM.
- Παραμέληση πυκνωτών παράκαμψης και επιπέδου γείωσης.
- Ξεχνώντας το στοιχείο καταστολής για επαγωγικά φορτία (ρελέ, κινητήρας).
- Παράκαμψη του ελέγχου βραχυκυκλώματος πριν από την ενεργοποίηση στη διαδικασία δοκιμής.
Συνοπτικά
- Πλάτος διαδρομής. επαληθεύεται με κανόνα παρόμοιο με IPC με βάση το ρεύμα, το πάχος του χαλκού και την αύξηση της θερμοκρασίας.
- Η τεχνητή νοημοσύνη τείνει να προτείνει στενές υπογραφές ισχύος. υπολογίστε κάθε ίχνος ισχύος ανεξάρτητα.
- Τα κενά υψηλής τάσης επιβεβαιώνονται από το πρότυπο σύμφωνα με την τάση και τον βαθμό ρύπανσης.
- Η τεχνητή νοημοσύνη είναι ισχυρή στη μετάφραση των αρχών EMC και διάταξης σε μια λίστα ελέγχου για συγκεκριμένο πίνακα.
- Κάθε αριθμός ανταλλακτικού στο BOM πρέπει να επαληθεύεται ως γνήσιος και διαθέσιμος.
- Οι έλεγχοι πριν από την τροφοδοσία στη διαδικασία δοκιμής προστατεύουν την πλακέτα. Ακολουθήστε τη σειρά.
Εργασία εφαρμογής
Για τον απλό σχεδιασμό της πλακέτας σας (ή μια υποθετική πλακέτα MCU + ρυθμιστή + αισθητήρα) ζητήστε από το AI δύο εξόδους: (1) συστάσεις πλάτους ίχνους για ίχνη ισχύος, (2) λίστα ελέγχου EMC/διάταξης της πλακέτας. Στη συνέχεια, επαληθεύστε ανεξάρτητα το πλάτος του υψηλότερου ίχνους ρεύματος με τον τύπο IPC και συγκρίνετε με τη σύσταση AI. Επίσης, επιβεβαιώστε τουλάχιστον τρεις αριθμούς ανταλλακτικών στο BOM στην τοποθεσία του διανομέα. Σημειώστε τυχόν αποκλίσεις και διορθώσεις που βρείτε.