નફો:
- PCB લેઆઉટ, ટ્રેસ પહોળાઈ અને EMC સિદ્ધાંતોને AI સાથે ચેકલિસ્ટમાં કન્વર્ટ કરવાની ક્ષમતા
- રૂપરેખાંકિત પ્રોમ્પ્ટ સાથે સ્કીમેટિક્સ, BOM અને પરીક્ષણ પ્રક્રિયા જેવા હાર્ડવેર દસ્તાવેજો બનાવવાની ક્ષમતા
- IPC જેવા નિયમો અને વર્તમાન/વોલ્ટેજની જરૂરિયાત સાથે AI ની ટ્રેસ પહોળાઈ અને અંતરની ભલામણોને માન્ય કરવાની ક્ષમતા
જો સર્કિટની યોજના સાચી હોય તો પણ, પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ (PCB) પર ખોટી રીતે મૂકવામાં આવે ત્યારે તે કામ કરશે નહીં: ટ્રેસ ગરમ થાય છે, સિગ્નલોમાં દખલ થાય છે, બોર્ડ EMC પરીક્ષણમાં નિષ્ફળ જાય છે અને ઉત્પાદનમાં ખામી હોય છે. PCB ડિઝાઇન એ એક એવી શિસ્ત છે જ્યાં વીજળી, ભૂમિતિ અને ઉત્પાદન નિયમો એકબીજાને છેદે છે. AI અહીં સ્વતઃ-લેઆઉટ કરતું નથી, પરંતુ તે એક અમૂલ્ય સહાયક છે: તે ટ્રેકની પહોળાઈની ગણતરી કરે છે, EMC અને લેઆઉટ સિદ્ધાંતોની ચકાસણી કરે છે, BOM (સામગ્રીનું બિલ) તૈયાર કરે છે અને પરીક્ષણ પ્રક્રિયાનો ડ્રાફ્ટ લખે છે. આ એકમમાં અમે PCB ચેકલિસ્ટ અને હાર્ડવેર દસ્તાવેજીકરણ માટે AI નો ઉપયોગ કેવી રીતે કરવો, ટ્રેસ પહોળાઈ ભલામણોને કેવી રીતે ચકાસવી તે આવરી લઈશું.
ટ્રેસ પહોળાઈ, અંતર અને વર્તમાન વહન
PCB પર કોપર ટ્રેસ તે વહન કરે છે તે પ્રવાહ અનુસાર ગરમ થાય છે. ટ્રેસની પહોળાઈ, તાંબાની જાડાઈ અને અનુમતિપાત્ર તાપમાનમાં વધારો એ પ્રવાહ નક્કી કરે છે કે જે લઈ શકાય છે. આ ગણતરી IPC-2221 જેવા નિયમો પર આધારિત છે. જ્યારે AI ટ્રેસ પહોળાઈની ભલામણ કરે છે, ત્યારે તમારે તેને વર્તમાન, તાંબાની જાડાઈ (સામાન્ય રીતે 1 oz = 35 µm) અને લક્ષ્ય તાપમાનમાં વધારો સાથે સ્વતંત્ર રીતે ચકાસવું જોઈએ.
ઉદાહરણની આવશ્યકતા: 5 A, બાહ્ય પડ, 1 oz કોપર, ΔT = 10 °CIPC-2221 પ્રયોગમૂલક અભિગમ આશરે: I = k · ΔT^0.44 · A^0.725 (A: ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર mil²; k બાહ્ય સ્તર ≈ 0.048) આ ફોર્મ્યુલા માટે A5th ફોર્મ્યુલાની આવશ્યકતા છે. આશરે 2.5-3 mm (1 oz, 10 °C વધારો). જો AI કહે છે કે "0.5mm પૂરતું છે" તો આ ખોટું છે અને ટ્રેસ વધુ ગરમ થઈ જશે.
સાવધાન: AI ઘણીવાર સૂચવે છે કે ટ્રેસની પહોળાઈ ખૂબ સાંકડી છે; કારણ કે તે પાવર ટ્રેસ સાથે સિગ્નલ ટ્રેસને ગૂંચવી શકે છે. પાવર અથવા સપ્લાય ટ્રેસ પર હંમેશા વર્તમાન, તાંબાની જાડાઈ અને તાપમાનમાં વધારોની સ્વતંત્ર ગણતરીઓ કરો. એક સાંકડી પાવર ટ્રેસ બોર્ડને દેખીતી રીતે ગરમ થવાનું કારણ બનશે અને સમય જતાં ઓપન સર્કિટ (ટ્રેસ બર્ન-ઇન) તરફ દોરી જશે.
તેવી જ રીતે, ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ટ્રેસ વચ્ચે ક્રીપેજ (સરફેસ ગેપ) અને ક્લિયરન્સ (એર ગેપ) અંતર વોલ્ટેજ અનુસાર જાળવવું જોઈએ. AI આ મંજૂરીઓ સૂચવી શકે છે પરંતુ મૂલ્ય ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ અને દૂષણની ડિગ્રીના આધારે ધોરણમાંથી ચકાસવું આવશ્યક છે.
ચેકલિસ્ટિંગ EMC અને સ્થાન નીતિઓ
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુસંગતતા (EMC) નો અર્થ એ છે કે કાર્ડ બંને અવાજ ઉત્સર્જન કરતું નથી અને બાહ્ય અવાજનો સામનો કરી શકે છે. જાણીતા EMC અને લેઆઉટ સિદ્ધાંતોને સ્ટ્રક્ચર્ડ ચેકલિસ્ટમાં ફેરવવા માટે AI કામમાં આવે છે. પરંતુ આ એક સ્ટાર્ટર ચેકલિસ્ટ છે; તમારા પોતાના કાર્ડ મુજબ દરેક વસ્તુનું મૂલ્યાંકન કરવું જરૂરી છે.
વિસ્તાર
સિદ્ધાંત
પાવર વિતરણ
દરેક IC ની નજીક બાયપાસ કેપેસિટર (100 nF).
માટી
સોલિડ ગ્રાઉન્ડ પ્લેન, વિભાજીત માટીમાં સાવધાની
ઊંચી ઝડપ
ટૂંકા ટ્રેસ, નિયંત્રિત અવબાધ, વળતર માર્ગ અખંડિતતા
ઓસિલેટર/ઘડિયાળ
ક્રિસ્ટલ પરિમિતિ ટૂંકી, સુરક્ષિત, અવાજથી દૂર
કનેક્ટર
ESD રક્ષણ, પ્રવેશ બિંદુ પર ફિલ્ટરિંગ
ગરમી
પાવર ઘટકો માટે કોપર ક્ષેત્ર અને થર્મલ મારફતે
નબળા પ્રોમ્પ્ટ / મજબૂત પ્રોમ્પ્ટ
નબળા:"મારા PCB માટે EMC ટિપ્સ આપો."(પરિણામ: થોડી સામાન્ય વસ્તુઓ; બોર્ડ માટે વિશિષ્ટ નથી.)STRONG:"નીચેના બોર્ડ માટે વિશિષ્ટ PCB લેઆઉટ અને EMC ચેકલિસ્ટ બનાવો:- 2 લેયર્સ, STM32 MCU + 16 MHz ક્રિસ્ટલ + 5V/3.3V રેગ્યુલેટર + USB- અથવા એનાલોગમાં નીચે મુજબની યાદી અથવા એનાલોગને ફરીથી તપાસો. શીર્ષકો: પાવર/બાયપાસ, ગ્રાઉન્ડ, ક્લોક/ક્રિસ્ટલ, એનાલોગ-ડિજિટલ વિભાજન, USB/ESD, રિલે (ઇન્ડક્ટિવ લોડ) સપ્રેસન દરેક આઇટમ માટે, એક વાક્યમાં સમજાવો કે આ એક પ્રારંભિક સૂચિ છે, બોર્ડનું અંતિમ નિયંત્રણ મારા માટે છે."
હાર્ડવેર દસ્તાવેજીકરણ: યોજનાકીય નોંધ, BOM, પરીક્ષણ પ્રક્રિયા
AI ઝડપથી ડ્રાફ્ટ હાર્ડવેર દસ્તાવેજીકરણ બનાવે છે; તમે તકનીકી ચોકસાઈ અને સંપૂર્ણતાને નિયંત્રિત કરો છો.
BOM (સામગ્રીનું બિલ). AI ઘટકોની સૂચિને સંદર્ભ (R1, C3...), મૂલ્ય, પેકેજ, સપ્લાયર ભાગ નંબર અને જથ્થાના કૉલમ દ્વારા ગોઠવે છે. પરંતુ તમારે ચકાસવું આવશ્યક છે કે દરેક ભાગ નંબર અસલી અને ઉપલબ્ધ છે; AI ભાગ નંબરો બનાવી શકે છે.
સંદર્ભ | મૂલ્ય | પેકેજ | વર્ણન | જથ્થો------+---------+---------+----------+------R1-4 | 10k | 0603 | પુલ-અપ્સ | 4C1-6 | 100n | 0603 | બાયપાસ | 6C7 | 10u | 0805 | પ્રવેશદ્વાર પર બફર | 1U1 | STM32... | LQFP48 | MCU | 1D1 | ... | SOD-123 | ESD/વિપરીત સુરક્ષા | 1
ટીપ: BOM માં દરેક સપ્લાયર પાર્ટ નંબર ચકાસો કે જે AI ઉત્પાદક અથવા વિતરકની સાઇટ પર બનાવે છે. ભ્રમિત, અવિદ્યમાન ભાગ નંબર ઉત્પાદનમાં વિલંબ અને ખર્ચ બનાવે છે. BOM ને "સ્રોતની ચકાસણી થાય ત્યાં સુધી ડ્રાફ્ટ" તરીકે ચિહ્નિત કરો.
પરીક્ષણ પ્રક્રિયા. AI બોર્ડના કમિશનિંગ અને કાર્યાત્મક પરીક્ષણ પગલાંને ક્રમિક પ્રક્રિયામાં તોડે છે: દ્રશ્ય નિરીક્ષણ, શોર્ટ-સર્કિટ તપાસ (પાવર-અપ પહેલાં), સપ્લાય વોલ્ટેજનું માપન, વર્તમાન વપરાશ તપાસ, પછી કાર્યાત્મક પરીક્ષણો. આ ઓર્ડર મહત્વપૂર્ણ છે; પાવર અપ કરતા પહેલા તપાસો બોર્ડને સુરક્ષિત કરે છે.
મીની કેસ
હાર્ડવેર એન્જિનિયર એઆઈને મોટર ડ્રાઈવર બોર્ડ માટે લેઆઉટ ભલામણો અને ટ્રેસ પહોળાઈ માટે પૂછે છે. AI 8 A વહન કરતા 0.6 mm સપ્લાય ટ્રેસની ભલામણ કરે છે; તે સિંગલ પોઈન્ટ પર સિગ્નલ અને પાવર ગ્રાઉન્ડને સંયોજિત કરવાનું પણ છોડી દે છે. એન્જિનિયર IPC ગણતરી કરે છે: 8 A ને 1 ઔંસ કોપરમાં વધુ વિશાળ ટ્રેસ (થોડા મિમી)ની જરૂર છે. તે એ પણ જાણે છે કે પાવર અને એનાલોગ ગ્રાઉન્ડ સ્ટાર સાથે જોડાયેલા હોવા જોઈએ. તે બંને સુધારા કરે છે. પ્રથમ પ્રોટોટાઇપમાં, કાર્ડ સરળતાથી કામ કરે છે. પાઠ: AI ની લેઆઉટ ભલામણ સારી પ્રારંભિક ચેકલિસ્ટ છે, પરંતુ વર્તમાન વહન અને ગ્રાઉન્ડ અખંડિતતા જેવા નિર્ણાયક નિર્ણયો સ્વતંત્ર ગણતરી અને એન્જિનિયરિંગ જ્ઞાન દ્વારા ચકાસવામાં આવે છે.
સામાન્ય ભૂલો
- વર્તમાન/તાપમાનની ગણતરી કર્યા વિના AI દ્વારા આપવામાં આવેલા સાંકડા મૂલ્ય પર પાવર ટ્રેસ પહોળાઈ છોડીને.
- ધોરણમાંથી ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ક્લિયરન્સ (ક્રિપેજ/ક્લિયરન્સ) ચકાસવું નહીં.
- BOM માં સપ્લાયરના ભાગ નંબરોની ચકાસણી કર્યા વિના ઉત્પાદનમાં મોકલવું.
- બાયપાસ કેપેસિટર્સ અને ગ્રાઉન્ડ પ્લેનને અવગણવું.
- ઇન્ડક્ટિવ લોડ્સ (રિલે, મોટર) માટે દમન તત્વ ભૂલી જવું.
- પરીક્ષણ પ્રક્રિયામાં પાવર અપ કરતા પહેલા શોર્ટ સર્કિટ ચેકને બાયપાસ કરો.
સારાંશમાં
- ટ્રેક પહોળાઈ; વર્તમાન, તાંબાની જાડાઈ અને તાપમાનમાં વધારાના આધારે IPC જેવા નિયમ દ્વારા ચકાસાયેલ.
- AI સાંકડી શક્તિ સહીઓ સૂચવે છે; દરેક પાવર ટ્રેસની સ્વતંત્ર રીતે ગણતરી કરો.
- વોલ્ટેજ અને પ્રદૂષણની ડિગ્રી અનુસાર ધોરણમાંથી ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ગેપની પુષ્ટિ કરવામાં આવે છે.
- AI EMC અને લેઆઉટ સિદ્ધાંતોને બોર્ડ-વિશિષ્ટ ચેકલિસ્ટમાં અનુવાદિત કરવામાં શક્તિશાળી છે.
- BOM માં દરેક ભાગ નંબર અસલી અને પ્રાપ્તિપાત્ર તરીકે ચકાસાયેલ હોવા જોઈએ.
- પરીક્ષણ પ્રક્રિયામાં પૂર્વ-પાવર તપાસો બોર્ડને સુરક્ષિત કરે છે; ઓર્ડર અનુસરો.
એપ્લિકેશન કાર્ય
તમારી સાદી બોર્ડ ડિઝાઇન (અથવા કાલ્પનિક MCU + રેગ્યુલેટર + સેન્સર બોર્ડ) માટે AI ને બે આઉટપુટ માટે પૂછો: (1) પાવર ટ્રેસ માટે પહોળાઈની ભલામણો ટ્રેસ કરો, (2) બોર્ડ વિશિષ્ટ EMC/લેઆઉટ ચેકલિસ્ટ. પછી સ્વતંત્ર રીતે IPC ફોર્મ્યુલા સાથે સૌથી વધુ વર્તમાન ટ્રેસની પહોળાઈને ચકાસો અને AI ભલામણ સાથે સરખામણી કરો. વિતરક સાઇટ પર BOM માં ઓછામાં ઓછા ત્રણ ભાગ નંબરોની પણ પુષ્ટિ કરો. તમને મળેલ કોઈપણ વિચલનો અને સુધારાઓ નોંધો.