zisky:
- Schopnosť previesť rozloženie PCB, šírku stopy a princípy EMC do kontrolných zoznamov pomocou AI
- Schopnosť vytvárať hardvérové dokumenty, ako sú schémy, kusovníky a skúšobný postup s nakonfigurovanou výzvou
- Schopnosť overiť odporúčania týkajúce sa šírky stopy a rozstupov AI s pravidlami podobnými IPC a požiadavkami na prúd/napätie
Aj keď je schéma obvodu správna, nebude fungovať, ak je nesprávne umiestnená na doske s plošnými spojmi (PCB): stopy sa zahrievajú, signály rušia, doska neprejde testom EMC a je chybná vo výrobe. Dizajn PCB je disciplína, kde sa prelínajú elektrina, geometria a výrobné pravidlá. AI tu nevytvára automatické rozloženie, ale je neoceniteľným pomocníkom: vypočíta šírku rozchodu, vytvorí kontrolné zoznamy EMC a princípy rozloženia, pripraví kusovník (zoznam materiálu) a napíše návrh skúšobného postupu. V tejto časti sa budeme zaoberať tým, ako používať AI pre kontrolný zoznam PCB a hardvérovú dokumentáciu, ako overiť odporúčania šírky stopy.
Šírka stopy, rozstup a prúd
Medená stopa na doske plošných spojov sa zahrieva podľa prúdu, ktorým prechádza. Šírka stopy, hrúbka medi a prípustný nárast teploty určujú prúd, ktorý môže byť prenášaný. Tento výpočet je založený na pravidlách ako IPC-2221. Keď AI odporúča šírku stopy, mali by ste ju nezávisle overiť pomocou prúdu, hrúbky medi (zvyčajne 1 oz = 35 µm) a zvýšenia cieľovej teploty.
Príklad požiadavky: 5 A, vonkajšia vrstva, 1 oz medi, ΔT = 10 ° CIPC-2221 empirický prístup zhruba: I = k · ΔT^ 0,44 · A^ 0,725 (A: plocha prierezu mil²; k vonkajšej vrstvy ≈ 0,048) Z tohto vzorca je požadovaná šírka stopy približne 21 oz – 3 mm (približne 25 oz-3 mm prírastok 10 °C). Ak AI povie „0,5 mm je dosť“, je to NESPRÁVNE a stopa sa prehreje.
Upozornenie: AI často naznačuje, že šírka stopy je príliš úzka; pretože to môže zamieňať stopy signálu so stopami výkonu. Vždy robte nezávislé výpočty prúdu, hrúbky medi a nárastu teploty na napájacej alebo napájacej trase. Úzka stopa výkonu spôsobí, že sa doska viditeľne zahreje a časom povedie k prerušeniu obvodu (vypálenie stopy).
Podobne by sa podľa napätia mali udržiavať plazivé vzdialenosti (povrchová medzera) a voľné vzdialenosti (vzduchová medzera) medzi dráhami vysokého napätia. AI môže navrhnúť tieto vzdialenosti, ale hodnota musí byť overená podľa normy na základe prevádzkového napätia a stupňa znečistenia.
Kontrolný zoznam EMC a zásad umiestnenia
Elektromagnetická kompatibilita (EMC) znamená, že karta nevyžaruje hluk a je schopná odolať vonkajšiemu hluku. Umelá inteligencia je užitočná pri premene známych princípov EMC a rozloženia na štruktúrovaný kontrolný zoznam. Ale toto je úvodný kontrolný zoznam; Každú položku je potrebné ohodnotiť podľa vlastnej karty.
oblasť
princíp
rozvod energie
Obtokový kondenzátor (100 nF) v blízkosti každého integrovaného obvodu
pôdy
Pevná základná rovina, opatrnosť v štiepanej pôde
vysoká rýchlosť
Krátka stopa, riadená impedancia, integrita spätnej cesty
Oscilátor/hodiny
Kryštálový obvod krátky, chránený, mimo hluku
konektor
ESD ochrana, filtrovanie na vstupnom bode
teplo
Medené pole a tepelné priechody pre silové komponenty
Slabá výzva / silná výzva
SLABÝ:"Poskytnite tipy EMC pre moju dosku s plošnými spojmi."(Výsledok: niekoľko všeobecných položiek; nie sú špecifické pre dosku.)SILNÉ:"Urobte rozloženie PCB a kontrolný zoznam EMC špecifické pre nasledujúcu dosku:- 2 vrstvy, STM32 MCU + 16 MHz kryštál + 5V/3,3V regulátor + USB- Analógový vstup snímača a reléový výstup, napájanie/napájanie podľa kontrolného zoznamu hodín/priechodu pod kontrolným zoznamom analógovo-digitálne oddelenie, USB/ESD, potlačenie relé (induktívna záťaž) Pri každej položke vysvetlite jednou vetou, PREČO je dôležité.
Hardvérová dokumentácia: Schematic Note, BOM, Test Procedure
AI rýchlo vytvára návrh hardvérovej dokumentácie; Kontrolujete technickú presnosť a úplnosť.
kusovník (Bill of Materials). AI organizuje zoznam komponentov podľa odkazov (R1, C3...), hodnoty, balenia, čísla dielu dodávateľa a stĺpcov množstva. Musíte však overiť, či je každé číslo dielu originálne a dostupné; AI môže tvoriť čísla dielov.
Ref | Hodnota | Balíček | Popis | Množstvo-----+---------+---------+----------+-----R1-4 | 10 tis. | 0603 | ťaháky | 4C1-6 | 100n | 0603 | obchvat | 6C7 | 10u | 0805 | nárazník pri vchode | 1U1 | STM32.. | LQFP48 | MCU | 1D1 | ... | SOD-123 | ESD/ochrana proti spätnému chodu | 1
Tip: Overte si každé číslo dielu dodávateľa v kusovníku, ktorý AI vyrába na mieste výrobcu alebo distribútora. Halucinované, neexistujúce číslo dielu spôsobuje oneskorenia a náklady vo výrobe. Označte kusovník ako „návrh, kým zdroj nebude overený“.
Skúšobný postup. AI rozdeľuje kroky uvedenia dosky do prevádzky a funkčného testovania do sekvenčného postupu: vizuálna kontrola, kontrola skratu (pred zapnutím), meranie napájacích napätí, kontrola spotreby prúdu, potom funkčné testy. Toto poradie je dôležité; Kontroly pred zapnutím chránia dosku.
Mini puzdro
Hardvérový inžinier požiada AI o odporúčania rozloženia a šírky stopy pre dosku ovládača motora. AI odporúča 0,6 mm napájaciu stopu nesúcu 8 A; Tiež preskočí kombinovanie signálu a uzemnenia napájania v jednom bode. Technik vykoná výpočet IPC: 8 A vyžaduje oveľa širšiu stopu (niekoľko mm) v 1 oz medi. Tiež vie, že napájanie a analógové uzemnenie musia byť zapojené do hviezdy. Robí obe opravy. V prvom prototype karta funguje bez problémov. Ponaučenie: Odporúčanie rozloženia AI je dobrým počiatočným kontrolným zoznamom, ale kritické rozhodnutia, ako sú prúdové vedenie a integrita zeme, sú overené nezávislými výpočtami a technickými znalosťami.
Časté chyby
- Ponechanie šírky výkonovej stopy na úzkej hodnote danej AI bez výpočtu prúdu/teploty.
- Neoveruje sa vzdialenosti vysokého napätia (tečenie/vzduch) od normy.
- Odosielanie do výroby bez overenia čísel dielov dodávateľa v kusovníku.
- Zanedbanie bypassových kondenzátorov a uzemňovacej roviny.
- Zabudnite na odrušovací prvok pre indukčné záťaže (relé, motor).
- Vynechanie kontroly skratu pred zapnutím v testovacom postupe.
V súhrne
- Šírka stopy; overené pravidlom podobným IPC na základe prúdu, hrúbky medi a nárastu teploty.
- AI má tendenciu navrhovať úzky podpis sily; vypočítajte každý priebeh výkonu nezávisle.
- Medzery vysokého napätia sú potvrdené z normy podľa napätia a stupňa znečistenia.
- Umelá inteligencia je výkonná pri prekladaní princípov EMC a usporiadania do kontrolného zoznamu špecifického pre dosky.
- Každé číslo dielu v kusovníku musí byť overené ako pravé a obstarávateľné.
- Kontroly pred zapnutím v testovacom postupe chránia dosku; Postupujte podľa objednávky.
Aplikačná úloha
Pre váš jednoduchý návrh dosky (alebo hypotetického MCU + regulátor + doska snímača) požiadajte AI o dva výstupy: (1) odporúčania šírky stopy pre výkonové stopy, (2) kontrolný zoznam EMC/rozloženia špecifický pre dosku. Potom nezávisle overte šírku najvyššej prúdovej stopy pomocou vzorca IPC a porovnajte s odporúčaním AI. Potvrďte tiež aspoň tri čísla dielov v kusovníku na mieste distribútora. Všimnite si všetky odchýlky a opravy, ktoré nájdete.