Het u al ooit in 'n elektroniese toestel gekyk en gewonder wat die groen planke doen? Dit is PCB's - gedrukte stroombaanborde - en dit is die brein agter byna elke apparaat. Maar om dit te lees is nie altyd maklik vir beginners nie.
Hierdie boodskap verduidelik wat 'n PCB is en waarom leer om een te lees 'n belangrike vaardigheid is vir ingenieurs, studente en tegniese stokperdjies. U leer die dele van 'n PCB, hoe om stroombane op te spoor, en hoe om simbole, lae en komponente te dekodeer.
Die struktuur van 'n PCB te verstaan
As u 'n kringbord optel, kan dit net soos 'n groen vel met klein lyne en onderdele daarop lyk. Maar daar is eintlik 'n hele gelaagde stelsel wat onder die oppervlak saamwerk. Om 'n PCB regtig te lees en te verstaan, moet u weet wat elke laag doen en hoe dit alles verbind.
Wat is die lae van 'n PCB?
Elke PCB begin met 'n basislaag genaamd die substraat. Dit is wat die bord sy krag en vorm gee. Dit is meestal van FR-4, 'n taai veselglasmateriaal. In spesiale gevalle, veral as hitte 'n kommer is, gebruik ingenieurs polyimide of selfs keramiek. Hierdie materiale hanteer hoër temperature en verbeter die werkverrigting in veeleisende toestande.
Reg bo die basis vind u koperlae. Dit is die dun paadjies wat elektriese seine van een deel van die bord na 'n ander dra. In eenvoudige enkellaag-PCB's is daar net een vel koper. Maar meer ingewikkelde ontwerpe het koper aan beide kante of in veelvuldige binne -lae. Hierdie ekstra lae laat die bord toe om meer seine en kraglyne in stywe ruimtes te hanteer.
Bo -op die koper is daar 'n soldeermaskerlaag. Dit is gewoonlik wat die bord sy kleur gee - dikwels groen, hoewel rooi, blou en swart ook algemeen voorkom. Die soldeermasker voorkom toevallige kontak tussen spore en ander metale. Dit help ook met die soldeerproses deur die gesmelte soldeersel waar dit veronderstel is om te gaan, te hou.
Dan is daar die syskermlaag. Dit is die wit letters en simbole wat op die bord gedruk is. Dit merk dinge soos weerstandsgetalle, kondensatorwaardes of die oriëntasie van 'n geïntegreerde stroombaan. Silkscreen -merke help u om uit te vind wat gaan waar en hoe om dinge aan te sluit.
Sommige planke, veral dié wat gebruik word in hoëprestasie-elektronika, het ekstra interne lae. Dit kan toegewyde kragvliegtuie insluit wat 'n bestendige spanning en ingebedde kapasitansie -lae lewer wat kraglewering glad maak. Hierdie verborge lae maak die PCB doeltreffender en betroubaarder.
Wat is PCB -spore en VIA's?
Noudat u die lae ken, is dit tyd om die paaie tussen komponente te volg. Hierdie paaie word spore genoem. Dit lyk soos klein koperlyne, amper soos paaie wat stede verbind. Spore het elektriese seine, en dit kom in verskillende soorte. Seinspore stuur data tussen komponente. Kragspore lewer spanning, en grondspore gee seine 'n veilige terugkeerpad.
Maar wat gebeur as 'n sein tussen lae moet spring? Dit is waar Vias inkom. Vias is klein gate wat in die bord geboor is, dan gevul of gevoer met geleidende materiaal. Hulle tree op soos hysbakke vir seine. Deurgat Vias gaan van bo na die onderste laag. Blinde vias gaan slegs van die oppervlak na een binneste laag. Begrawe via's is diep binne -in weggesteek, wat die binneste lae verbind sonder om die buitekant te bereik.
Om 'n PCB effektief te lees, moet u hierdie spore met u oë of selfs 'n multimeter volg. Begin vanaf die kragbron en kyk waarheen dit gaan. Soek spore wat uittrek en kyk of een van hulle deur VIA's gaan. In 'n multi-laag bord sien u miskien nie elke verbinding op die oppervlak nie, maar via liggings kan u leidrade gee oor wat daarbinne aangaan.
Om te sien hoe al die lae, spore en VIA's saamwerk, maak dit makliker om te verstaan hoe 'n PCB eintlik funksioneer.
Hoe om PCB -skema te lees
As u na 'n PCB kyk en verlore voel, is u nie alleen nie. Daarom bestaan daar skematiese diagramme. Dink aan hulle as die bloudruk van die kring - elke draad, komponent en verbinding wat op 'n simboliese kaart uiteengesit is. Skemas wys nie hoe die direksie fisies lyk nie, maar hulle verduidelik hoe alles agter die skerms werk.
Wat is skematiese diagramme in PCB -ontwerp?
'N Skema is 'n vereenvoudigde tekening van 'n kring. Dit gebruik standaard simbole in plaas van vorms van die werklike wêreld. Dit toon nie die presiese grootte, posisie of vorm van komponente nie, maar dit wys hoe elektrisiteit deur die stelsel vloei. U kan die verbindings soos 'n padkaart volg.
Elke skema is gebou op 'n stel universele reëls. Hierdie reëls kom van organisasies soos IEC, IEEE en ANSI. Hulle definieer wat elke simbool beteken, sodat ingenieurs wêreldwyd dieselfde diagram sonder verwarring kan lees. Of u nou 'n weerstandsimbool in Duitsland of Japan lees, dit volg dieselfde basiese standaarde.
Skema's is nou gekoppel aan fisiese PCB's. Voordat 'n bord selfs gemaak word, gebruik ingenieurs die skema om te beplan hoe alles sal funksioneer. Later word hierdie ontwerp 'n regte uitleg waar die simbole in werklike dele en koperpaaie verander.
Hoe om skematiese simbole te interpreteer
Sodra u 'n skema voor u het, begin met die lyne. Reguit lyne verteenwoordig drade of spore. As twee reëls bymekaarkom en daar 'n punt is, is dit 'n aansluiting - hierdie lyne is verbind. Geen punt beteken dat die drade net kruis sonder om aan te raak nie. Hierdie besonderhede maak baie saak as u 'n kring opspoor.
Elke komponent het sy eie simbool. 'N Weerstand is dikwels 'n sigsag of reghoek. Kondensators is twee reguit lyne, soms een geboë as dit gepolariseer is. Diodes is driehoeke wat na 'n lyn wys. Transistors lyk meer ingewikkeld - hulle gebruik sirkels met pyle wat die huidige vloeirigting toon. Geïntegreerde stroombane is slegs reghoeke met veelvuldige penne.
U sal ook oral mag en grondsimbole sien. GND staan vir die grond. Dit lyk gewoonlik soos 'n afwaartse driehoek of opgestapelde lyne. VCC, VDD, of +V wys waar die positiewe krag inkom. As u hierdie simbole volg, help u om te verstaan hoe die stroombaan aangedryf word en waar seine begin of stop.
Skematiese simbole teenoor PCB -voetspore
Hier is waar dinge 'n bietjie lastig kan raak. Die simbole wat u in 'n skema sien, is nie hoe die komponente op die werklike bord lyk nie. Daarom gebruik PCB -ontwerpers iets wat 'n voetspoor genoem word.
'N Skematiese simbool wys hoe 'n komponent elektries werk. Die voetspoor wys hoe dit fisies op die bord pas. Kom ons neem 'n weerstand as voorbeeld. Op 'n skema is dit 'n sigsag. Op die PCB is dit twee kussings met 'n klein reghoek tussen hulle. Vir 'n diode gebruik die skema 'n driehoek en lyn, maar die voetspoor is twee klein kussings met 'n lyn wat polariteit toon. ICS is die meeste anders. Dit lyk miskien soos eenvoudige reghoeke in skema, maar op die bord sien u baie penne wat gerangskik is om by die pakket te pas.
Om heen en weer tussen die skema en die werklike PCB te gaan, is een van die nuttigste vaardighede as u elektronika bou, regmaak of ontwerp.
Silkscreen -aantekeninge en merke
As u oor 'n PCB draai of na die oppervlak kyk, sal u wit teks, simbole sien, en 'n uiteensetting van reg bo -op dit. Daardie laag word die syskerm genoem. Dit is nie net vir voorkoms nie - dit is daar om mense te help om die bord te vergader, te toets of te herstel. Alles wat in daardie laag gedruk is, is bedoel om u lewe makliker te maak as u komponente identifiseer en plaas.
Die syskerm vertel wat elke deel is, waarheen dit gaan, en hoe dit moet in die gesig staar. U sal gereeld klein reghoeke of sirkels sien wat ooreenstem met die vorms van die komponente. Dit is die buitelyne wat wys waar onderdele soos weerstande, kondenseerders en skyfies moet plaas. Langs hierdie buitelyne sien u etikette van letters en nommers.
Daardie etikette word verwysingsaanwysers genoem. Elke een begin met 'n brief wat die komponenttipe vertel. Byvoorbeeld, r staan vir weerstand, C beteken kapasitor, d is diode, q is transistor, en u is 'n geïntegreerde stroombaan. Die getalle toon die volgorde, soos R1 of C5. Dit maak dit maklik om te pas by wat u op die bord sien met die skematiese diagram.
Oriëntasie is ook belangrik. Sommige dele - soos diodes, gepolariseerde kondenseerders en skyfies - moet op 'n sekere manier gesigte wees. Daarom bevat SilkScreen -merke dikwels polariteitsaanwysers. 'N Streep, plus teken of punt kan wys watter pen positief is of waar pen 1 moet wees. ICS het dikwels 'n klein sirkel of kerf wat naby die een hoek gedruk is om Pin 1 te merk. Diodes kan 'n pyltjie of 'n staaf langs hulle hê, wat ooreenstem met hul huidige vloeirigting.
U sal ook etikette soos GND, +, -, VCC of VDD sien. Dit vertel u waar die krag en grondverbindings is. GND staan vir die grond. VCC of VDD is gewoonlik die positiewe kragbron. Hierdie merke help tydens toetsing of wanneer eksterne toestelle verbind word. Dit is baie makliker om die regte plekke te vind as hulle duidelik op die bord gemerk is.
Silkscreen -merke het nie elektriese stroom nie, maar hulle het baie inligting. Dit is soos padtekens vir u baan, wat wys waarvoor elke gebied is en wat elke deel doen.
Visuele inspeksietegnieke
Een van die eenvoudigste maniere om 'n PCB te lees en te verstaan, is deur dit net noukeurig te kyk. Visuele inspeksie het nie fancy toerusting nodig nie, maar dit kan nog steeds baie openbaar - soos hoe die bord uitgelê word of dat iets verkeerd lyk. Dit is die eerste ding wat tegnici doen voordat hulle gereedskap soos multimeter of ossilloskope gebruik.
Hoe om 'n PCB met die oog te inspekteer
Begin deur die beligting reg te kry. Goeie lig help u om die klein besonderhede op die bordoppervlak te sien. Skuins beligting kan skaduwees werp en verhoogde of verkeerde belynde dele uitlig. UV -lig werk veral goed as u bedekkings nagaan of besoedeling wat u kan mis onder normale beligting. As u 'n deursigtige of semi-deursigtige bord het, kan u teruglig. Dit maak verborge spore en VIA's makliker om te sien. Gepolariseerde lig is nog 'n truuk - dit verminder die glans van blink metaalblokkies en soldeersewrigte, wat u oë help om op klein gebreke te fokus.
Gebruik eenvoudige gereedskap om die werk makliker te maak. 'N Basiese vergrootglas is goed genoeg vir die meeste deurgatborde. As u aan planke werk met klein oppervlak-gemonteerde komponente, wil u iets sterker hê soos 'n juweliersloep of selfs 'n digitale mikroskoop. Hiermee kan u dinge soos haarlyn -krake, beskadigde kussings of mikro -soldeerbruggies sien.
Hoe om skade of foute by sig te vind
As 'n direksie nie werk nie, is die kans dat die probleem sigbaar is. Soek eerstens na verbrande of verdonkerde gebiede. 'N Verblokte spoor of verkleurde pad beteken gewoonlik iets oorverhit. Kyk nou na gekraakte komponente. Klein skyfies en weerstande kan verdeel of breek sonder om af te val, so kyk mooi na hul oppervlaktes. As die komponent 'n bult, duik of vreemde merk het, kan dit beskadig word.
Bestudeer ook die soldeersewrigte. 'N Opgehefde kussing lyk asof dit van die bord af afskil - dit kan die elektriese verbinding breek. Koue of gebarste soldeersgewrigte kan ook misluk, selfs al lyk hulle goed van ver af. Soldeerbruggies vind plaas wanneer gesmelte soldeersel per ongeluk twee kussings of penne verbind wat nie moet raak nie. Dit is dikwels blink bolle tussen penne op skyfies.
Visuele inspeksie gaan nie net oor skade aan skade nie - dit gaan ook oor die begrip van die uitleg. U kan opspoor waar krag binnekom, seinpaadjies volg en kritieke dele soos ICS, sensors of verbindings opspoor. Sodra u daaraan gewoond is, word u oë een van u beste instrumente om PCB's te lees.
Gebruik gereedskap om PCB's te lees en te verifieer
Soms is u oë nie genoeg om uit te vind wat op 'n kringbord verkeerd is nie. Dit is waar gereedskap inkom. Die regte toerusting help u om dieper te grawe - om verbindings na te gaan, spannings te toets of seine deur die bord op te spoor. Selfs as u net begin, kan u leer om ure se raaiwerk te bespaar.
Hoe om 'n multimeter te gebruik om PCB's te lees
'N Multimeter is u Go-To-instrument as u met PCB's werk. Stel dit op die kontinuïteitsmodus om te kyk of twee punte elektries gekoppel is. As daar 'n piep of 'n lesing naby nul ohm is, is die verbinding goed. Indien nie, kan die spoor gebreek word of 'n soldeersgewrig misluk het. Dit is 'n vinnige manier om seker te maak dat u bedrading en paadjies ongeskonde is.
U kan ook oorskakel na die weerstandsmodus om te meet hoeveel weerstand 'n komponent bied. U kan byvoorbeeld kyk of 'n weerstand ooreenstem met sy kleurbande of gemerkte waarde. Dan is daar spanningstoetsing. Dit is veral nuttig as die bord aangedryf word. Plaas een sonde op die grond en raak dan aan ander kolle om te sien hoeveel spanning aanwesig is.
Volg altyd veiligheidsstappe as u 'n aangedrewe kring toets. Sorg dat u hande droog is. Gebruik geïsoleerde ondersoeke. Moet nooit aan blootgestelde metaalonderdele raak nie. As u nie seker is met watter spanning u te doen het nie, begin met die hoogste reeks. En ontkoppel altyd krag voordat u modusse oorskakel of ondersoeke rondbeweeg.
Gevorderde instrumente: logiese ontleders, ossilloskope en toetskoppe
Sodra u verder as basiese tjeks beweeg, kan gevorderde instrumente meer ingewikkelde besonderhede sien. Logiese ontleders word gebruik wanneer hulle met digitale seine werk. Hulle kan patrone vaslê en vertoon - soos tydsberekening tussen twee seine of hoe 'n mikrobeheerder met geheue kommunikeer. Gebruik dit as u bord loop, maar die uitset lyk verkeerd of inkonsekwent.
Oscilloskope help u om te sien hoe spanningsseine mettertyd verander. Koppel die sonde aan 'n toetspunt, en u sal 'n regstreekse golfvorm op die skerm sien. Dit wys hoe skoon of raserig die sein is, hoe vinnig dit verander, of dat dit selfs werk. Oscilloskope is ideaal vir analoog stroombane, horlosies of enigiets wat gladde tydsberekening benodig.
Sommige toetsopstellings gebruik 'n toetskop. Dit is 'n wedstryd wat teen die bord druk en tegelyk aan verskeie toetspunte koppel. Dit word dikwels in vervaardiging gebruik om te verifieer dat al die verbindings voor die produkskepe werk. Alhoewel u miskien nie 'n toetskop tuis gebruik nie, is dit goed om te weet dat dit bestaan vir massaproduksie en kwaliteitskontrole.
Elk van hierdie instrumente voeg nog 'n laag insig by wanneer u 'n PCB lees of ontfout. Dit laat u gaan van basiese inspeksie na volledige elektroniese diagnose - stap vir stap.
Sagteware vir die lees en ontleding van PCB's
Die lees van 'n PCB met die hand werk goed vir basiese inspeksie. Maar wanneer dinge meer ingewikkeld raak-veral met meerlaagborde-kan sagteware regtig help. PCB -ontwerpinstrumente laat u elke spoor, laag en verbinding verken sonder om die bord fisies aan te raak. Dit is 'n kragtige manier om te bestudeer hoe 'n kring werk en vroeg foute raak.
Hoe kan PCB -ontwerpsagteware help?
Ontwerpsagteware wys u 'n virtuele weergawe van die bord. U kan inzoomen, draai, lae wegsteek en verbindings volg op maniere wat u net nie met u oë kan doen nie. Dit is ideaal om seine oor verskeie lae op te spoor of te kontroleer of komponente behoorlik gekoppel is. U hoef nie te raai waarheen 'n spoor lei nie - klik net daarop en volg.
Die meeste gereedskap het laagbeheer, wat beteken dat u net die boonste laag, onderkant of interne een vir een kan sien. Dit is baie nuttig vir planke propvol seine wat in alle rigtings gaan. Daar is ook netto uitlig. Kies een sein, en die sagteware verlig al die punte wat dit aanraak. Met kruisprobeer kan u iets op die skema klik en dit onmiddellik op die uitleg vind-of andersom. Hierdie funksies bespaar baie tyd wanneer u ontwerpe of probleemoplossing hersien.
Gewilde PCB Viewer -gereedskap (algemene leiding)
U het nie duur sagteware nodig om aan die gang te kom nie. Daar is gratis en webgebaseerde kykers wat goed werk vir basiese take. Waarna moet jy soek? Die instrument moet ten minste Gerber -lêerbesigtiging ondersteun. Dit is die formaat wat gebruik word om PCB's te vervaardig. Soek ook gereedskap met zoom, pan, laag om te skakel en netto opsporing.
Met baie instrumente kan u ook 'n rekening van materiaallêers invoer, onderdeelnommers sien of selfs 3D -voorskoue genereer. Vir omgekeerde ingenieurswese of opvoeding is dit ook handig om metings en deel te soek.
Begin met die invoer van die Gerber -lêers om 'n PCB in sagteware te sien. Dit word gewoonlik in stelle voorsien - een vir elke laag, insluitend koper, syskerm, soldeermasker en boor. Nadat u dit gelaai het, gebruik laagkontroles om die ontwerp te verken. U kan dinge soos spoorwydte, spasiëring van die pad sien en hoe VIA's lae verbind.
Sommige gewilde instrumente sluit in Kicad, Eagle, Easeda en GERBV. Elkeen het sy eie koppelvlak, maar die kernidee is dieselfde - om in die bord te kyk sonder om iets fisies oop te maak. Sodra u gemaklik is met hierdie gereedskap, lees u PCB's vinniger en meer akkuraat, nog voordat dit gebou is.
Hoe om te oefen om 'n PCB te lees
Om 'n PCB te lees, is soos om 'n nuwe taal te leer. Dit kan aanvanklik moeilik lyk, maar sodra u dit in klein stappe breek, word dit baie makliker. Die beste manier om te verbeter is deur te oefen met regte planke in u hande, veral dié wat ontwerp is vir beginners.
Begin met eenvoudige analoog PCB's
Analoog PCB's is 'n uitstekende beginpunt. Hierdie planke hanteer basiese take soos beligting -LED's, opwekking van klank of waarnemingstemperatuur. Dit is makliker om te verstaan omdat dit nie mikrobeheerders of komplekse kode insluit nie. Minder komponente beteken minder verbindings om op te spoor, sodat u kan fokus om te leer hoe seine deur weerstande, kondenseerders, diodes en transistors vloei. Kyk na die uitleg. Probeer volg waar krag binnekom en hoe dit oor die spore beweeg. Gebruik u oë en miskien 'n multimeter om die paadjies te verken.
Gebruik kits met bypassende skema en uitleg
Sommige stelle word spesifiek vir leer gemaak. Dit het gewoonlik 'n skematiese diagram en 'n gedrukte uitleg van die bord. Dit is 'n perfekte kombinasie. U kan die skema lees om te sien hoe dinge logies verbind, dan na die uitleg draai en kyk waar hulle fisies sit. Oefen bypassende simbole aan werklike dele op die bord. Begin deur eenvoudige items te vind - soos R1 of C2 - en werk dan na ICS en verbindings.
Hierdie stelle laat jou ook self die bord soldeer. Dit leer jou nie net wat die komponente is nie, maar ook waarheen hulle gaan en waarom. As u na die skema kyk, word dit lewendig terwyl u die bord bou, om 'n sterk geestelike verband tussen teorie en praktyk op te bou.
Oefen om elke komponent te identifiseer
Gryp 'n bord - nuut of oud - en gaan een deel op 'n slag. Soek die syskermetikette soos R, C, D, Q en U. Probeer om elke komponent te noem. As daar 'n weerstand is, lees dan die kleurbande daarvan. As daar 'n diode is, kyk dan na die polariteitstreep. Soek die IC en vind PIN 1. Gebruik 'n datablad of aanlyn -soek om onbekende onderdele op te soek.
Namate u beter word, daag u uit. Probeer raai wat die bord doen net deur te kyk. Volg die spore van krag in na uitset uit. Skets 'n eenvoudige weergawe van die skema op grond van wat u sien. Selfs vyf of tien minute per dag kan u vertroue met regte PCB's opbou.
Konklusie
Om te leer hoe om PCB's te lees, is een van die belangrikste stappe om elektronika te verstaan. Dit help u om uit te vind hoe stroombane werk, hoe om probleme op te los, en selfs hoe u u eie projekte kan ontwerp. Soos enige vaardigheid, word dit makliker met oefening. Begin met eenvoudige planke en stelle, en bou dan op. Hoe meer u ondersoek, hoe meer selfvertroue word u by die lees en werk met kringborde. Vir verdere hulp, welkom om na die ondersteunende produkte van ons onderneming te kyk, soos PCB CNC -boormasjien, PCB slypborselmasjien.
Vrae
1. Wat is die maklikste manier om 'n PCB te begin lees?
Begin deur basiese komponente soos weerstande en kondenseerders te identifiseer. Gebruik 'n eenvoudige analoog PCB of kit met 'n bypassende skema.
2. Hoe kan ek sien waar die krag op 'n PCB vloei?
Soek VCC- of VDD -etikette vir positiewe krag en GND vir grond. Trek dan die paaie tussen hulle op met koperlyne of multimeter kontinuïteitsmodus.
3. Waarom het sommige komponente simbole op skema, maar lyk dit anders op die bord?
Skematiese simbole wys hoe komponente elektries werk, terwyl PCB -voetspore hul fisiese grootte en vorm toon.
4. Wat moet ek doen as ek nie die waarde van 'n komponent kan vind nie?
Kontroleer die SilkScreen -etiket, kleurbande of gedrukte nommers. U kan ook die onderdeelnommer aanlyn soek vir datablaaie.
5. Kan ek PCB -leeswerk oefen sonder enige regte hardeware?
Ja. Gebruik gratis PCB-kykers en open source-projekte. U kan Gerber -lêers laai en uitlegte digitaal verken.
