Vaated: 0 Autor: saidi toimetaja Avaldage aeg: 2025-08-19 Päritolu: Sait
Kas olete kunagi vaadanud elektroonilise seadme sees ja mõelnud, mida need rohelised tahvlid teevad? Need on PCB -d - trükitud vooluahela tahvlid - ja nad on ajud peaaegu iga vidina taga. Kuid nende lugemine pole algajatele alati lihtne.
See postitus selgitab, mis on PCB ja miks seda lugema õppimist on inseneride, õpilaste ja tehnikaharrastajate jaoks võtmeoskus. Õpid PCB osi, kuidas ahelaid jälgida ja sümbolite, kihtide ja komponentide dekodeerida.
Ahelatahvli korjamisel võib see tunduda lihtsalt rohelise lehena, millel on pisikesed jooned ja osad. Kuid selle pinna all töötab tegelikult terve kihiline süsteem. PCB tõeliseks lugemiseks ja mõistmiseks peate teadma, mida iga kiht teeb ja kuidas see kõik ühendab.
Iga PCB algab aluskihiga, mida nimetatakse substraadiks. See annab lauale oma tugevuse ja kuju. Enamasti on see valmistatud FR-4-st, kõva klaaskiust materjalist. Erijuhtudel, eriti kui kuumus on murettekitav, kasutavad insenerid polüimiidi või isegi keraamilist. Need materjalid käsitlevad kõrgemat temperatuuri ja parandavad nõudlike tingimuste jõudlust.
Otse aluse kohal leiate vasekihid. Need on õhukesed teed, mis kannavad tahvli ühest osast teise elektrisignaale. Lihtsate ühekihiliste PCB-de korral on seal vaid üks leht vask. Kuid keerukamatel kujundustel on vask mõlemal küljel või mitme sisekihiga. Need lisakihid võimaldavad laual käsitseda rohkem signaale ja elektriliine kitsastes kohtades.
Vase peal on jootemaski kiht. Tavaliselt annab see lauale värvi - samuti on tavalised ka roheline, kuigi punane, sinine ja must. Jootemask hoiab ära juhusliku kontakti jälgede ja muude metallide vahel. See aitab ka jootmisprotsessis, hoides sula joote sinna, kuhu see peaks minema.
Siis on seal Silkscreeni kiht. See on tahvlile trükitud valge täht ja sümbolid. See tähistab selliseid asju nagu takisti numbrid, kondensaatori väärtused või integreeritud vooluringi orientatsioon. Silks -ekraanimärgistused aitavad teil välja mõelda, mis kuhu ja kuidas asju ühendada.
Mõnel tahvlil, eriti suure jõudlusega elektroonikas kasutatavatel, on lisatud kihid. Need võivad hõlmata spetsiaalseid elektri tasapinnalisi, mis pakuvad püsivat pinget ja manustatud mahtuvuskihte, mis siluvad toite kohaletoimetamist. Need varjatud kihid muudavad PCB tõhusamaks ja usaldusväärsemaks.
Nüüd, kui teate kihte, on aeg järgida komponentide vahelisi teid. Neid teid nimetatakse jälgedeks. Need näevad välja nagu pisikesed vaskliinid, peaaegu nagu linnad ühendavad teed. Jäljed kannavad elektrilisi signaale ja neid on erinevat tüüpi. Signaaljäljed saadavad andmeid komponentide vahel. Toitejäljed annavad pinget ja maapinna jäljed annavad signaalidele ohutu tagasitee.
Kuid mis juhtub, kui signaal peab kihtide vahele hüppama? Seal tuleb Vias sisse. Vias on tahvlisse puuritud pisikesed augud, seejärel täidetud või vooderdatud juhtiva materjaliga. Nad käituvad signaalide liftidena. Läbi augu Vias läheb ülalt alumisse kihti. Pime Vias läheb pinnalt ainult ühele sisemisele kihile. Maetud Vias on peidetud sügavale sisemusse, ühendades sisekihid väljapoole jõudmata.
PCB tõhusaks lugemiseks peate neid jälgi jälgima oma silmaga või isegi multimeetriga. Alustage energiaallikast ja vaadake, kuhu see läheb. Otsige, et see haru välja ja kontrollige, kas mõni neist läbib VIA -sid. Mitmekihilises tahvlis ei pruugi te näha pinnal igaühendust, kuid asukohtade kaudu võib teile anda vihjeid selle sees toimuva kohta.
Õppimine, kuidas kõik kihid, jäljed ja Vias koos töötavad, on lihtsam mõista, kuidas PCB tegelikult toimib.
Kui vaatate PCB -d ja tunnete end kadununa, pole te üksi. Seetõttu eksisteerivad skemaatilised diagrammid. Mõelge neile kui vooluringi kavandile - sümboolsele kaardile pandud traadi, komponendi ja ühendus. Skeemika ei näita, kuidas tahvel füüsiliselt välja näeb, kuid need selgitavad, kuidas kõik kulisside taga töötab.
Skeem on vooluringi lihtsustatud joonis. See kasutab reaalse maailma kuju asemel standardseid sümboleid. See ei näita komponentide täpset suurust, asendit ega kuju, kuid näitab, kuidas elekter süsteemi kaudu voolab. Võite jälgida ühendusi nagu tegevuskava.
Iga skemaatiline on üles ehitatud universaalsete reeglite komplektile. Need reeglid pärinevad sellistest organisatsioonidest nagu IEC, IEEE ja ANSI. Nad määratlevad, mida iga sümbol tähendab, nii et insenerid kogu maailmas saaksid sama diagrammi lugeda ilma segaduseta. Ükskõik, kas loete takisti sümbolit Saksamaal või Jaapanis, järgib see samu põhistandardeid.
Skeemikud on tihedalt seotud füüsiliste PCB -dega. Enne tahvli isegi tegemist kasutavad insenerid skeemi, et kavandada, kuidas kõik toimib. Hiljem saab sellest kujundusest tõeliseks paigutuseks, kus sümbolid muutuvad tegelikeks osadeks ja vaskradadeks.
Kui teil on skemaatiline, alustage ridadega. Sirge jooned tähistavad juhtmeid või jälgi. Kui kaks rida kohtuvad ja seal on punkt, on see ristmik - need read on ühendatud. Ükski punkt tähendab, et juhtmed lihtsalt ristuvad ilma puudutamata. Need üksikasjad on vooluringi jälgimisel palju olulised.
Igal komponendil on oma sümbol. Takisti on sageli siksak või ristkülik. Kondensaatorid on kaks sirget, mõnikord üks kõverdatud, kui see on polariseeritud. Dioodid on kolmnurgad, mis osutavad joonele. Transistorid näevad välja keerukamad - nad kasutavad noolidega ringisid, mis näitavad voolu suunda. Integreeritud vooluringid on vaid mitme tihvtiga ristkülikud.
Näete ka jõu- ja maapealseid sümboleid. GND tähistab maapinda. Tavaliselt näeb see välja nagu allapoole kolmnurk või virnastatud jooned. VCC, VDD või +V näitab, kuhu positiivne jõud siseneb. Nende sümbolite järgimine aitab teil mõista, kuidas vooluahel on toide ja kus signaalid algavad või peatuvad.
Siin võivad asjad natuke keeruliseks minna. Skeemil näete sümboleid, mis komponendid tegelikul tahvlil välja näevad. Seetõttu kasutavad PCB disainerid nn jalajälje nimega.
Skemaatiline sümbol näitab, kuidas komponent töötab elektriliselt. Jalajälg näitab, kuidas see füüsiliselt tahvlile sobib. Võtame näitena takisti. Skeemil on see siksak. PCB -l on see kaks padjat, mille vahel on väike ristkülik. Dioodi jaoks kasutab skeem kolmnurka ja joont, kuid jalajälg on kaks väikest padja, millel on polaarsus. ICS on kõige erinevam. Need võivad skeemides välja näha nagu lihtsad ristkülikud, kuid tahvlil näete paketi tüübi sobitamiseks palju tihvte.
Skemaatilise ja tegeliku PCB vahel edasi -tagasi liikumine on elektroonika ehitamisel, fikseerimisel või kujundamisel üks kasulikumaid oskusi.
Kui libistate üle PCB või vaatate selle pinnalt tähelepanelikult, märkate otse selle peale trükitud valget teksti, sümboleid ja piirjooni. Seda kihti nimetatakse siidiseks. See ei ole ainult välimuse jaoks - see on selleks, et aidata inimestel tahvlit kokku panna, testida või parandada. Kõik selles kihis trükitud on komponentide tuvastamisel ja paigutamisel teie elu lihtsamaks muutmiseks.
Silkkreen ütleb teile, mis on iga osa, kuhu see läheb ja kuidas see peaks silmitsi seisma. Sageli näete komponentide kujudele vastavaid väikseid ristkülikuid või ringisid. Need on piirjooned, mis näitavad, kuhu paigutada osi nagu takistid, kondensaatorid ja laastud. Nende piirjooni kõrval märkate tähtedest ja numbritest valmistatud silte.
Neid silte nimetatakse referentsideerijaks. Igaüks alustab tähega, mis ütleb teile komponendi tüübi. Näiteks R tähistab takisti, C tähendab kondensaatorit, D on diood, Q on transistor ja U on integreeritud vooluring. Numbrid näitavad järjekorda, nagu R1 või C5. Need muudavad hõlpsaks sobivaks, mida näete laual skemaatilise diagrammiga.
Orienteerumine on ka oluline. Mõned osad - nagu dioodid, polariseeritud kondensaatorid ja laastud - seisavad silmitsi teatud viisil. Seetõttu sisaldavad siiditrüki märgistused sageli polaarsuse näitajaid. Triip, pluss märk või punkt võib näidata, milline tihvt on positiivne või kus peaks olema 1. IC -del on ühe nurga lähedal trükitud väike ring või sälku. Dioodidel võib olla nool või nende kõrval trükitud riba, mis vastab nende praegusele voolu suunale.
Näete ka silte nagu GND, +, -, VCC või VDD. Need ütlevad teile, kus asuvad võimsus ja maapinna ühendused. GND tähistab maapinda. VCC või VDD tähistab tavaliselt positiivset toiteallikat. Need märgistused aitavad testimisel või väliste seadmete ühendamisel. Õigete kohtade leidmine on palju lihtsam, kui need on selgelt tahvlil märgistatud.
Silkkraanimärgistused ei kanna elektrivoolu, kuid neil on palju teavet. Need on nagu teie vooluringi maanteemärgid, näidates, milleks iga piirkond on mõeldud ja mida iga osa teeb.
Üks lihtsamaid viise PCB lugemiseks ja mõistmiseks on see lihtsalt hoolikalt vaadates. Visuaalne ülevaatus ei vaja väljamõeldud seadmeid, kuid see võib siiski palju paljastada - nagu tahvli paigutamine või kas midagi näeb valesti. See on esimene asi, mida tehnikud teevad enne tööriistade kasutamist nagu multimeetrid või ostsilloskoobid.
Alustage valgustuse õigest hankimisest. Hea valgus aitab teil näha pisikesi detaile tahvli pinnal. Nurga all olev valgustus võib valada varjud ja tõsta esile tõstetud või valesti joondatud osi. UV -tuli töötab eriti hästi, kui kontrollida katteid või märgata saasteaineid, millest võite tavalise valgustuse korral ilma jääda. Kui teil on läbipaistev või poolläbipaistev tahvel, võite proovida taustvalgust. See muudab varjatud jäljed ja Vias lihtsamaks. Polariseeritud valgus on veel üks trikk - see vähendab läikivate metallpadjade ja jooteliigeste pimestamist, aidates teie silmadel keskenduda väikestele vigadele.
Kasutage töö lihtsamaks muutmiseks lihtsaid tööriistu. Põhiline luubi klaas on enamiku üle augulaudade jaoks piisavalt hea. Kui töötate pisikeste pinnale kinnitatud komponentidega laudadel, soovite midagi tugevamat, näiteks juveliiri lupp või isegi digitaalse mikroskoobi. Need võimaldavad teil märgata selliseid asju nagu juuksejoone praod, kahjustatud padjad või mikrojoode sillad.
Kui juhatus ei tööta, on võimalus, et probleem on nähtav. Esiteks otsige põlenud või pimendatud alasid. Mustitud jäljed või värvunud padi tähendab tavaliselt midagi ülekuumenemist. Järgmisena kontrollige pragunenud komponente. Pisikesed laastud ja takistid võivad laguneda või puruneda ilma maha kukkumata, nii et vaadake nende pindu tähelepanelikult. Kui komponendil on punn, mõlk või kummaline märk, võib see olla kahjustatud.
Uurige ka jooteliigeseid. Tõstetud padi näeb välja nagu see koorib tahvlist eemale - see võib elektriühenduse rikkuda. Külmad või pragunenud jooteliigesed võivad ebaõnnestuda ka siis, kui need kaugelt välja näevad. Jootesillad juhtuvad siis, kui sulatatud joodised ühendavad kogemata kaks padjat või tihvti, mis ei tohiks puudutada. Need on sageli läikivad plekid laastude tihvtide vahel.
Visuaalne ülevaatus ei tähenda ainult kahjustuste määrimist - see on ka paigutuse mõistmine. Võite jälgida sinna, kuhu võimsus siseneb, jälgida signaaliteesid ja leida kriitilisi osi, nagu ICS, andurid või pistikud. Kui olete sellega harjunud, saavad teie silmad üheks parimaks tööriistaks PCB -de lugemiseks.
Mõnikord ei piisa teie silmadest, et aru saada, mis vooluringil viga on. Seal tulevad tööriistad. Õige seadmed aitavad teil sügavamale kaevata - ühenduste kontrollimine, pingete testimine või signaalide jälgimine läbi tahvli. Isegi kui alles alustate, võib nende tööriistade kasutamise õppimine tunde arvata.
Multimeeter on teie PCB-dega töötades tööriist. Seadke see järjepidevuse režiimile, et kontrollida, kas kaks punkti on elektriliselt ühendatud. Kui seal on null -oomi lähedale pidetud või näit, on ühendus hea. Kui ei, siis võib jälg puruneda või jooteühendus on ebaõnnestunud. See on kiire viis veenduda, et teie juhtmed ja teed on puutumata.
Võite vahetada ka takistusrežiimi, et mõõta, kui palju takistust komponent pakub. Näiteks saate kontrollida, kas takisti vastab selle värviribadele või märgistatud väärtusele. Siis on pingetestimine. See on eriti kasulik siis, kui laud on toide. Asetage üks sond maapinnale, seejärel puudutage teisi kohti, et näha, kui palju pinget on.
Järgige alati ohutusmeetmeid, kui katsetate vooluahelat. Veenduge, et teie käed oleksid kuivad. Kasutage isoleeritud sondid. Ärge kunagi puudutage paljastatud metalliosasid. Kui te pole kindel, millise pingega te tegelete, alustage kõige kõrgema vahemikuga. Ja ühendage toide alati enne režiimide vahetamist või sondide liikumist.
Kui olete liikunud põhikontrollidest kaugemale, võimaldavad täiustatud tööriistad näha keerukamaid üksikasju. Loogikaanalüsaatoreid kasutatakse digitaalsete signaalidega töötamisel. Nad saavad jäädvustada ja kuvada mustreid - näiteks ajastus kahe signaali vahel või kuidas mikrokontroller mäluga suhtleb. Kasutage neid siis, kui teie tahvel töötab, kuid väljund näeb vale või ebajärjekindel.
Ostsilloskoobid aitavad teil jälgida, kuidas pingesignaalid aja jooksul muutuvad. Ühendage sond katsepunktiga ja näete ekraanil reaalajas lainekuju. See näitab, kui puhas või mürarikas on signaal, kui kiiresti see muutub või kas see üldse töötab. Ostsilloskoobid sobivad suurepäraselt analoogvooluahelate, kellade või muu jaoks, mis nõuab sujuvat ajastust.
Mõned testide seadistused kasutavad seda, mida nimetatakse katsepeaks. See on kinnitus, mis surub vastu tahvlit ja ühendatakse korraga mitme katsepunktiga. Neid kasutatakse sageli tootmisel, et kontrollida, kas kõik ühendused töötavad enne tootelaevasid. Ehkki te ei pruugi kodus testpead kasutada, on hea teada, et need on masstootmise ja kvaliteedikontrolli jaoks olemas.
Kõik need tööriistad lisavad PCB lugemisel või silumisel veel ühe ülevaate. Need võimaldavad teil minna põhikontrollilt täieliku elektroonilise diagnoosimiseni - samm -sammult.
PCB lugemine käsitsi sobib hästi põhikontrolli jaoks. Kuid kui asjad muutuvad keerukamaks-eriti mitmekihiliste tahvlitega-, võib Scoftware tõesti aidata. PCB disaini tööriistad võimaldavad teil uurida iga jälge, kihti ja ühendust, ilma et oleks vaja tahvlit füüsiliselt puudutada. Nad on võimas viis uurida, kuidas vooluring töötab ja vigu varakult märkate.
Kujundustarkvara näitab teile tahvli virtuaalset versiooni. Võite suumida, pöörata, peita kihte ja jälgida ühendusi viisil, mida te lihtsalt ei saa ainult oma silmadega teha. See sobib suurepäraselt signaalide jälgimiseks mitme kihi üle või kontrollida, kas komponendid on korralikult ühendatud. Te ei pea arvama, kuhu jälg viib - lihtsalt klõpsake sellel ja järgige.
Enamikul tööriistadel on kihijuhtimine, mis tähendab, et saate vaadata ainult ülemist kihti, alumist või sisemisi sisemisi. See on ülimalt kasulik tahvlite jaoks, mis on pakitud signaalidega, mis lähevad igas suunas. Seal on ka neto esiletõstmine. Valige üks signaal ja tarkvara süttib kõik punktid, mida see puudutab. Ristprobleemid võimaldavad teil skemaatilisel klõpsata ja selle hetkega üles leida või vastupidi. Need funktsioonid säästavad palju aega disainilahenduste või tõrkeotsingu ülevaatamisel.
Alustamiseks ei vaja te kallist tarkvara. On tasuta ja veebipõhiseid vaatajaid, kes sobivad põhiliste ülesannete jaoks suurepäraselt. Mida peaksite otsima? Vähemalt peaks tööriist toetama Gerberi failide vaatamist. See on vorming, mida kasutatakse PCB -de valmistamiseks. Otsige ka tööriistu suumi, panni, kihi lülitumise ja neto jälgimisega.
Paljud tööriistad võimaldavad teil ka materjalide failide arvet importida, osade numbreid vaadata või isegi 3D -eelvaateid genereerida. Vastupidise inseneri või hariduse jaoks on mõõtmiste ja osade otsimine ka mugav.
Tarkvara PCB vaatamiseks alustage Gerberi failide importimist. Need on tavaliselt komplektides - üks iga kihi jaoks, sealhulgas vask, siiditrükk, joodemask ja puurimine. Pärast nende laadimist kasutage disaini uurimiseks kihi juhtelemente. Saate märgata selliseid asju nagu Trace'i laius, padjavahemik ja kuidas Vias kihid ühendavad.
Mõned populaarsed tööriistad hõlmavad Kicad, Eagle, Easyda ja Gerbv. Igal neist on oma liides, kuid põhiidee on sama - te vaatate tahvli sees, ilma et midagi füüsiliselt avada. Kui olete nende tööriistadega rahul, loete PCB -sid kiiremini ja täpsemalt, isegi enne, kui need on ehitatud.
PCB lugemise õppimine on nagu uue keele õppimine. See võib alguses tunduda raske, kuid kui olete selle väikesteks sammudeks jaganud, muutub see palju lihtsamaks. Parim viis paremaks muutmiseks on praktiseerida oma käes olevate tõeliste tahvlitega, eriti selliseid, mis on mõeldud algajatele.
Analoogsed PCB -d on suurepärane lähtepunkt. Need tahvlid käsitlevad põhilisi ülesandeid nagu valgustusvalgustused, heli tekitavad või sensori temperatuuri. Neid on lihtsam mõista, kuna need ei sisalda mikrokontrollereid ega keerulist koodi. Vähem komponendid tähendab vähem ühendusi jälgimiseks, nii et saate keskenduda sellele, kuidas signaalid voolavad takistite, kondensaatori, dioodide ja transistoride kaudu. Vaadake paigutust. Proovige jälgida, kuhu jõud siseneb ja kuidas see jälgedele liigub. Kasutage teede uurimiseks oma silmi ja võib -olla multimeeter.
Mõned komplektid on valmistatud spetsiaalselt õppimiseks. Nendega on tavaliselt nii skemaatiline diagramm kui ka tahvli trükitud paigutus. See on täiuslik kombo. Võite lugeda skeemi, et näha, kuidas asjad loogiliselt ühendavad, seejärel libistage paigutuse külge ja vaadake, kus nad füüsiliselt istuvad. Harjutage sümbolite sobitamist tahvli tegelike osadega. Alustage lihtsate esemete - näiteks R1 või C2 - leidmisega ning seejärel liikuge IC -de ja pistikute poole.
Need komplektid võimaldavad teil ka ise laua tagada. See õpetab teile mitte ainult seda, millised on komponendid, vaid ka sinna, kuhu nad lähevad ja miks. Skemaatilise jälgimine, mis tahvli ehitamise ajal ellu tuleb, aitab luua tugeva vaimse seose teooria ja praktika vahel.
Haarake laud - New või vana - ja minge üks osa korraga. Otsige siidist silte nagu R, C, D, Q ja U. Proovige iga komponenti nimetada. Kui seal on takisti, lugege selle värviribasid. Kui on diood, kontrollige polaarsuse triibu. Leidke IC ja leidke tihvt 1. Tundmatute osade otsimiseks kasutage andmelehte või veebipõhist otsingut.
Kui paremaks lähete, esitage endale väljakutse. Proovige arvata, mida juhatus teeb lihtsalt otsides. Järgige jäljed toiteallikast väljundist välja. Visandage skeemi lihtne versioon, lähtudes sellest, mida näete. Isegi viis või kümme minutit päevas võib teie enesekindlust tõeliste PCB -dega üles ehitada.
PCB -de lugemise õppimine on üks olulisemaid samme elektroonika mõistmisel. See aitab teil välja mõelda, kuidas vooluringid toimivad, kuidas probleeme lahendada ja isegi kuidas oma projekte kujundada. Nagu igas oskuses, läheb see harjutamisega lihtsamaks. Alustage lihtsate tahvlite ja komplektidega, seejärel ehitage oma tee üles. Mida rohkem uurite, seda enesekindlamaks saate ringradade lugemisel ja töötades. Täiendava abi saamiseks on teretulnud tutvuma meie ettevõtte toetavate toodete, näiteks PCB CNC puurimismasin, PCB lihvimismasin.
Alustage põhikomponentide, nagu takistid ja kondensaatorid. Kasutage lihtsat analoogset PCB -d või komplekti koos vastava skeemiga.
Positiivse võimsuse ja GND jaoks otsige VCC või VDD -silte. Seejärel jälgige nendevahelisi teid, kasutades vaskliinide või mitmemõõtmelist järjepidevuse režiimi.
Skemaatilised sümbolid näitavad, kuidas komponendid töötavad elektriliselt, samal ajal kui PCB jalajäljed näitavad nende füüsilist suurust ja kuju.
Kontrollige Silkscreeni silti, värviribasid või trükitud numbreid. Osa numbrist saate otsida ka andmelehtedelt.
Jah. Kasutage tasuta PCB-vaatajaid ja avatud lähtekoodiga projekte. Saate laadida Gerberi faile ja uurida paigutusi digitaalselt.