Zyski:
- Możliwość konwertowania układu PCB, szerokości ścieżki i zasad EMC na listy kontrolne za pomocą sztucznej inteligencji
- Możliwość tworzenia dokumentów sprzętowych, takich jak schematy, BOM i procedury testowe, za pomocą skonfigurowanego monitu
- Możliwość sprawdzenia zaleceń AI dotyczących szerokości i odstępów śladów za pomocą zasad podobnych do IPC i wymagań dotyczących prądu/napięcia
Nawet jeśli schemat obwodu jest poprawny, nie będzie on działał, jeśli zostanie nieprawidłowo umieszczony na płytce drukowanej (PCB): ścieżki nagrzewają się, sygnały zakłócają, płytka nie przechodzi testów EMC i jest wadliwa w produkcji. Projektowanie PCB to dyscyplina, w której krzyżują się zasady dotyczące elektryczności, geometrii i produkcji. AI nie układa tutaj automatycznie układu, ale jest nieocenionym pomocnikiem: oblicza szerokość toru, tworzy listę kontrolną EMC i zasad układu, przygotowuje BOM (zestawienie materiałów) i pisze projekt procedury testowej. W tej części omówimy, jak wykorzystać sztuczną inteligencję do listy kontrolnej PCB i dokumentacji sprzętu, jak zweryfikować zalecenia dotyczące szerokości ścieżki.
Szerokość śladu, odstępy i przepływ prądu
Miedziana ścieżka na płytce PCB nagrzewa się w zależności od płynącego przez nią prądu. Szerokość ścieżki, grubość miedzi i dopuszczalny wzrost temperatury określają prąd, który można przewodzić. Obliczenia te opierają się na zasadach takich jak IPC-2221. Kiedy AI zaleca szerokość ścieżki, należy ją niezależnie zweryfikować za pomocą prądu, grubości miedzi (zwykle 1 uncja = 35 µm) i docelowego wzrostu temperatury.
Przykładowe wymaganie: 5 A, warstwa zewnętrzna, 1 uncja miedzi, ΔT = 10 °CIPC-2221 podejście empiryczne w przybliżeniu:I = k · ΔT^0,44 · A^0,725 (A: pole przekroju poprzecznego mil²; k warstwa zewnętrzna ≈ 0,048) Z tego wzoru wymagana szerokość ścieżki dla 5 A jest rzędu około 2,5-3 mm (1 uncja, przyrost o 10°C). Jeśli sztuczna inteligencja powie „0,5 mm wystarczy”, jest to BŁĄD i ślad się przegrzeje.
Uwaga: sztuczna inteligencja często sugeruje, że szerokość śladu jest zbyt wąska; ponieważ może to pomylić ślady sygnału ze śladami mocy. Zawsze wykonuj niezależne obliczenia prądu, grubości miedzi i wzrostu temperatury na ścieżce zasilania. Wąska ścieżka zasilania spowoduje widoczne nagrzewanie się płytki i z czasem doprowadzi do otwartego obwodu (wypalenia ścieżki).
Podobnie należy zachować odstępy upływu (szczelina powierzchniowa) i odstępy (szczelina powietrzna) pomiędzy ścieżkami wysokiego napięcia w zależności od napięcia. Sztuczna inteligencja może zasugerować te prześwity, ale wartość należy zweryfikować na podstawie normy w oparciu o napięcie robocze i stopień zanieczyszczenia.
Lista kontrolna dotycząca zasad zgodności elektromagnetycznej i lokalizacji
Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) oznacza, że karta nie emituje szumów, ale jest też odporna na zakłócenia zewnętrzne. Sztuczna inteligencja przydaje się do przekształcania dobrze znanych zasad EMC i układu w uporządkowaną listę kontrolną. Ale to jest początkowa lista kontrolna; Należy ocenić każdą pozycję według własnej karty.
obszar
zasada
dystrybucja mocy
Kondensator obejściowy (100 nF) w pobliżu każdego układu scalonego
gleba
Stała płaszczyzna uziemienia, należy zachować ostrożność w przypadku podzielonego gruntu
duża prędkość
Krótki ślad, kontrolowana impedancja, integralność ścieżki powrotnej
Oscylator/zegar
Obwód kryształu krótki, chroniony, z dala od hałasu
złącze
Ochrona ESD, filtrowanie w punkcie wejścia
ciepło
Pole miedziane i przelotka termiczna dla komponentów mocy
Słaba podpowiedź/silna podpowiedź
SŁABY: „Podaj wskazówki dotyczące EMC dla mojej płytki drukowanej.” (Rezultat: kilka ogólnych elementów, nie specyficznych dla płytki.) SILNY: „Utwórz układ PCB i listę kontrolną EMC dla następującej płytki: – 2 warstwy, MCU STM32 + kryształ 16 MHz + regulator 5 V/3,3 V + USB – Wejście czujnika analogowego i wyjście przekaźnikowe Podaj listę kontrolną pod następującymi nagłówkami: zasilanie/obejście, masa, zegar/kryształ, analogowo-cyfrowy separacja, USB/ESD, tłumienie przekaźnika (obciążenia indukcyjnego) Dla każdego elementu wyjaśnij w jednym zdaniu DLACZEGO jest to ważne. Pamiętaj, że to lista startowa, ostateczna kontrola płytki należy do mnie.
Dokumentacja sprzętu: uwaga do schematu, BOM, procedura testowa
Sztuczna inteligencja szybko tworzy wstępną dokumentację sprzętu; Masz kontrolę nad techniczną poprawnością i kompletnością.
BOM (zestawienie materiałów). AI organizuje listę komponentów według referencji (R1, C3...), wartości, opakowania, numeru części dostawcy i kolumn ilościowych. Musisz jednak sprawdzić, czy każdy numer części jest autentyczny i dostępny; Sztuczna inteligencja może wymyślać numery części.
Ref. | Wartość | Pakiet | Opis | Ilość-----+---------+-------------+----------+-----R1-4 | 10 tys. | 0603 | podciągnięcia | 4C1-6 | 100n | 0603 | obejście | 6C7 | 10u | 0805 | bufor przy wejściu | 1U1 | STM32.. | LQFP48 | MCU | 1D1 | ... | SOD-123 | Zabezpieczenie ESD/odwrotne | 1
Wskazówka: sprawdź numer części każdego dostawcy w BOM wytwarzanym przez sztuczną inteligencję w zakładzie producenta lub dystrybutora. Halucynacyjny, nieistniejący numer części powoduje opóźnienia i koszty w produkcji. Oznacz BOM jako „wersję roboczą do czasu zweryfikowania źródła”.
Procedura testowa. Sztuczna inteligencja dzieli etapy uruchomienia i testowania funkcjonalnego płytki na sekwencyjną procedurę: inspekcja wizualna, kontrola zwarcia (przed włączeniem zasilania), pomiar napięć zasilania, kontrola zużycia prądu, a następnie testy funkcjonalne. Ta kolejność jest ważna; Kontrole przed włączeniem zasilania chronią płytkę.
Mini etui
Inżynier sprzętu prosi sztuczną inteligencję o zalecenia dotyczące układu i szerokości ścieżek dla płyty sterownika silnika. AI zaleca ścieżkę zasilania 0,6 mm przenoszącą 8 A; Pomija także łączenie sygnału i masy zasilania w jednym punkcie. Inżynier dokonuje obliczeń IPC: 8 A wymaga znacznie szerszego śladu (kilka mm) w 1 uncji miedzi. Wie również, że zasilanie i masa analogowa muszą być połączone w gwiazdę. Wprowadza obie poprawki. W pierwszym prototypie karta działa płynnie. Lekcja: Zalecenia dotyczące układu sztucznej inteligencji to dobra wstępna lista kontrolna, ale krytyczne decyzje, takie jak przepływ prądu i integralność uziemienia, są weryfikowane na podstawie niezależnych obliczeń i wiedzy inżynierskiej.
Typowe błędy
- Pozostawienie szerokości ścieżki mocy na wąskiej wartości podanej przez sztuczną inteligencję bez obliczania prądu/temperatury.
- Nie sprawdzano odstępów wysokiego napięcia (prześwitu/prześwitu) w stosunku do normy.
- Wysyłanie na produkcję bez sprawdzania numerów części dostawcy w BOM.
- Pominięcie kondensatorów obejściowych i płaszczyzny uziemienia.
- Zapominając o elemencie tłumiącym dla obciążeń indukcyjnych (przekaźnik, silnik).
- Pominięcie kontroli zwarcia przed włączeniem zasilania w procedurze testowej.
Podsumowując
- Szerokość toru; weryfikowane według reguły podobnej do IPC w oparciu o prąd, grubość miedzi i wzrost temperatury.
- Sztuczna inteligencja ma tendencję do sugerowania wąskich sygnatur władzy; obliczyć każdy ślad mocy niezależnie.
- Odstępy wysokiego napięcia są potwierdzane na podstawie normy w zależności od napięcia i stopnia zanieczyszczenia.
- Sztuczna inteligencja ma ogromną moc w przekładaniu zasad EMC i układu na listę kontrolną dla poszczególnych płytek.
- Każdy numer części w BOM musi zostać zweryfikowany jako autentyczny i możliwy do nabycia.
- Kontrole przed zasilaniem w procedurze testowej chronią płytkę; Postępuj zgodnie z poleceniem.
Zadanie aplikacji
W przypadku prostego projektu płytki (lub hipotetycznej płytki MCU + regulator + płytki czujnika) poproś sztuczną inteligencję o dwa wyniki: (1) zalecenia dotyczące szerokości ścieżki dla ścieżek mocy, (2) listę kontrolną EMC/układu dla konkretnej płytki. Następnie samodzielnie zweryfikuj szerokość śladu najwyższego prądu za pomocą wzoru IPC i porównaj z zaleceniem AI. Potwierdź także co najmniej trzy numery części w BOM u dystrybutora. Zanotuj wszelkie znalezione odchylenia i poprawki.