Te -ai uitat vreodată într -un dispozitiv electronic și te -ai întrebat ce fac acele plăci verzi? Acestea sunt PCB -uri - plăci de circuite imprimate - și sunt creierele din spatele aproape fiecare gadget. Dar citirea lor nu este întotdeauna ușoară pentru începători.
Această postare explică ce este un PCB și de ce să înveți să citești unul este o abilitate cheie pentru ingineri, studenți și pasionați tehnologici. Veți învăța părțile unui PCB, cum să urmăriți circuitele și cum să decodați simbolurile, straturile și componentele.
Înțelegerea structurii unui PCB
Când ridicați o placă de circuit, s -ar putea să pară doar o foaie verde cu linii minuscule și piese pe ea. Dar, de fapt, există un sistem întreg stratificat care lucrează împreună sub această suprafață. Pentru a citi și a înțelege cu adevărat un PCB, trebuie să știți ce face fiecare strat și cum se conectează totul.
Care sunt straturile unui PCB?
Fiecare PCB începe cu un strat de bază numit substrat. Aceasta este ceea ce oferă bordului puterea și forma sa. De cele mai multe ori, este fabricat din FR-4, un material dur din fibră de sticlă. În cazuri speciale, mai ales atunci când căldura este o preocupare, inginerii folosesc polimidă sau chiar ceramică. Aceste materiale gestionează temperaturi mai ridicate și îmbunătățesc performanța în condiții solicitante.
Chiar deasupra bazei, veți găsi straturi de cupru. Acestea sunt căile subțiri care transportă semnale electrice de la o parte a plăcii la alta. În PCB-uri simple cu un singur strat, există doar o foaie de cupru. Dar modele mai complexe au cupru pe ambele părți sau în mai multe straturi interioare. Aceste straturi suplimentare permit plăcii să gestioneze mai multe semnale și linii electrice în spații strânse.
În partea de sus a cuprului, există un strat de mască de lipit. Aceasta este de obicei ceea ce dă bordului culoarea sa - adesea verde, deși roșu, albastru și negru sunt, de asemenea, obișnuiți. Masca de lipit împiedică contactul accidental între urme și alte metale. De asemenea, ajută la procesul de lipire, păstrând lipitul topit acolo unde se presupune că va merge.
Apoi este stratul de mătase. Aceasta este literele albe și simbolurile tipărite pe tablă. Etichetează lucruri precum numerele de rezistență, valorile condensatorului sau orientarea unui circuit integrat. Marcajele SilkScreen vă ajută să vă dați seama ce se întâmplă unde și cum să conectați lucrurile.
Unele plăci, în special cele utilizate în electronice de înaltă performanță, au straturi interne suplimentare. Acestea pot include planuri electrice dedicate care furnizează tensiune constantă și straturi de capacitate încorporate care netezesc livrarea de energie. Aceste straturi ascunse fac PCB -ul mai eficient și mai fiabil.
Ce sunt urmele PCB și VIA -urile?
Acum că cunoașteți straturile, este timpul să urmați căile dintre componente. Aceste căi sunt numite urme. Arată ca niște linii de cupru minuscule, aproape ca drumurile care leagă orașele. Urmele poartă semnale electrice și vin în diferite tipuri. Urmele de semnal trimit date între componente. Urmele de putere furnizează tensiune, iar urmele la sol oferă semnale o cale de retur sigură.
Dar ce se întâmplă când un semnal trebuie să sară între straturi? Acolo intră vias. VIA -urile sunt găuri minuscule găurite în bord, apoi umplute sau căptușite cu material conductiv. Ei acționează ca ascensoare pentru semnale. VIA-urile prin gaură trec de sus în stratul de jos. VIA -urile orbe merg doar de la suprafață la un strat interior. Via -urile îngropate sunt ascunse adânc în interior, conectând straturile interioare fără a ajunge la exterior.
Pentru a citi un PCB în mod eficient, trebuie să urmați aceste urme cu ochii sau chiar cu un multimetru. Începeți de la sursa de alimentare și vedeți unde merge. Căutați urme care se ramifică și verificați dacă vreunul dintre ele trece prin vias. Într-o placă cu mai multe straturi, este posibil să nu vedeți fiecare conexiune la suprafață, dar prin locații vă poate oferi indicii despre ceea ce se întâmplă în interior.
Învățarea pentru a vedea cum funcționează toate straturile, urmele și vias -ul împreună face mai ușor să înțelegem cum funcționează de fapt un PCB.
Cum să citiți schemele PCB
Dacă te uiți la un PCB și te simți pierdut, nu ești singur. De aceea există diagrame schematice. Gândiți -vă la ele ca la modelul circuitului - fiecare fir, componentă și conexiune stabilite într -o hartă simbolică. Schemele nu arată cum arată consiliul fizic, dar ei explică cum funcționează totul în culise.
Care sunt diagramele schematice în proiectarea PCB?
O schemă este un desen simplificat al unui circuit. Folosește simboluri standard în loc de forme din lumea reală. Nu arată dimensiunea, poziția sau forma exactă a componentelor, dar arată cum curge electricitatea prin sistem. Puteți urma conexiunile ca o foaie de parcurs.
Fiecare schemă este construită pe un set de reguli universale. Aceste reguli provin de la organizații precum IEC, IEEE și ANSI. Ei definesc ce înseamnă fiecare simbol, astfel încât inginerii din întreaga lume să poată citi aceeași diagramă fără confuzie. Indiferent dacă citiți un simbol al rezistenței în Germania sau Japonia, acesta respectă aceleași standarde de bază.
Schemele sunt strâns conectate la PCB -uri fizice. Înainte de a se face o placă, inginerii folosesc schema pentru a planifica modul în care va funcționa totul. Mai târziu, acest design devine un aspect real în care simbolurile se transformă în părți reale și căi de cupru.
Cum să interpretezi simbolurile schematice
După ce aveți o schemă în fața voastră, începeți cu liniile. Liniile drepte reprezintă fire sau urme. Când se întâlnesc două linii și există un punct, este o intersecție - acele linii sunt conectate. Niciun punct înseamnă că firele nu se încrucișează fără să se atingă. Aceste detalii contează foarte mult atunci când urmăriți un circuit.
Fiecare componentă are propriul simbol. Un rezistor este adesea un zig -zag sau un dreptunghi. Condensatoarele sunt două linii drepte, uneori una curbată dacă este polarizată. Diodele sunt triunghiuri îndreptate către o linie. Tranzistoarele arată mai complexe - folosesc cercuri cu săgeți care arată direcția de curgere curentă. Circuitele integrate sunt doar dreptunghiuri cu mai mulți pini.
Veți vedea, de asemenea, simboluri de putere și sol peste tot. GND înseamnă teren. De obicei, arată ca un triunghi în jos sau linii stivuite. VCC, VDD sau +V arată unde intră puterea pozitivă. Urmarea acestor simboluri vă ajută să înțelegeți cum este alimentat circuitul și unde pornesc sau se opresc semnalele.
Simboluri schematice vs. amprente PCB
Iată unde lucrurile pot fi un pic complicate. Simbolurile pe care le vedeți într -o schemă nu sunt cum arată componentele pe placa propriu -zisă. De aceea, designerii PCB folosesc ceva numit amprentă.
Un simbol schematic arată cum funcționează o componentă electric. Amprenta arată cum se potrivește fizic pe tablă. Să luăm ca exemplu un rezistor. Pe o schemă, este un zigzag. Pe PCB, sunt două plăcuțe cu un dreptunghi mic între ele. Pentru o diodă, schema folosește un triunghi și o linie, dar amprenta este două plăcuțe mici, cu o linie care prezintă polaritate. IC -urile sunt cele mai diferite. S -ar putea să pară dreptunghiuri simple în scheme, dar pe tablă, veți vedea o mulțime de pini aranjați pentru a se potrivi cu tipul de pachet.
A fi capabil să meargă înainte și înapoi între schematic și PCB -ul propriu -zis este una dintre cele mai utile abilități atunci când construiți, remediați sau proiectați electronice.
Adnotări și marcaje de mătase
Când aruncați peste un PCB sau priviți atent la suprafața sa, veți observa text alb, simboluri și conturează tipărite chiar deasupra acestuia. Acest strat se numește mătăliile. Nu este doar pentru aspect - este acolo pentru a ajuta oamenii să asambleze, să testeze sau să repare placa. Tot ce este tipărit în acel strat este menit să vă ușureze viața atunci când identificați și plasați componente.
Silkcreen vă spune ce este fiecare parte, unde merge și cum ar trebui să se confrunte. De multe ori veți vedea mici dreptunghiuri sau cercuri care se potrivesc cu formele componentelor. Acestea sunt contururile care arată unde să plaseze piese precum rezistențe, condensatoare și chipsuri. Alături de aceste contururi, veți localiza etichete din litere și numere.
Aceste etichete sunt numite designatori de referință. Fiecare începe cu o scrisoare care vă spune tipul de componentă. De exemplu, R înseamnă rezistență, C înseamnă condensator, d este diodă, q este tranzistor, iar u este un circuit integrat. Numerele arată comanda, cum ar fi R1 sau C5. Acestea fac ușor să se potrivească cu ceea ce vedeți pe tablă cu diagrama schematică.
Orientarea contează și ea. Unele părți - cum ar fi diode, condensatoare polarizate și chipsuri - trebuie să facă față într -un anumit fel. De aceea, marcajele de mătase de mătase includ adesea indicatori de polaritate. O dungă, plus semn, sau punct poate arăta care pin este pozitiv sau unde ar trebui să fie pinul 1. IC -urile au adesea un cerc mic sau o crestătură imprimată lângă un colț pentru a marca pinul 1. diodele ar putea avea o săgeată sau o bară imprimată lângă ele, care se potrivesc cu direcția lor de curgere curentă.
Veți vedea, de asemenea, etichete precum GND, +, -, VCC sau VDD. Acestea vă spun unde sunt conexiunile de putere și sol. GND înseamnă teren. VCC sau VDD marchează de obicei sursa de alimentare pozitivă. Aceste marcaje ajută în timpul testării sau la conectarea dispozitivelor externe. Este mult mai ușor să găsești petele potrivite atunci când sunt clar etichetate chiar pe tablă.
Marcajele de mătase nu poartă curent electric, dar poartă o mulțime de informații. Sunt ca niște semne rutiere pentru circuitul tău, care arată pentru ce este fiecare zonă și ce face fiecare parte.
Tehnici de inspecție vizuală
Unul dintre cele mai simple moduri de a citi și de a înțelege un PCB este doar privindu -l cu atenție. Inspecția vizuală nu necesită echipamente fanteziste, dar poate dezvălui încă multe - cum ar fi modul în care este prevăzută placa sau dacă ceva arată greșit. Este primul lucru pe care tehnicienii îl fac înainte de a folosi instrumente precum multimetre sau osciloscopuri.
Cum să inspectați un PCB cu ochi
Începeți prin a obține iluminatul corect. O lumină bună vă ajută să vedeți detaliile minuscule pe suprafața plăcii. Iluminarea unghiulară poate arunca umbre și evidenția părțile ridicate sau aliniate greșit. Lumina UV funcționează deosebit de bine atunci când verificați acoperirile sau văzând contaminanții pe care le -ați lipsi sub iluminatul normal. Dacă aveți o placă transparentă sau semi-transparentă, puteți încerca iluminarea de fundal. Acest lucru face ca urmele ascunse și VIA -urile să fie mai ușor de văzut. Lumina polarizată este un alt truc - reduce strălucirea de la plăcuțele metalice strălucitoare și de îmbinările de lipit, ajutându -ți ochii să se concentreze pe defecte mici.
Folosiți instrumente simple pentru a facilita lucrarea. O lupă de bază este suficient de bună pentru majoritatea plăcilor prin găuri. Dacă lucrați la plăci cu componente minuscule montate la suprafață, veți dori ceva mai puternic precum un loupe al bijutierului sau chiar un microscop digital. Acestea vă permit să observați lucruri precum fisurile de păr, plăcuțele deteriorate sau podurile micro lipite.
Cum să găsiți daune sau defecțiuni la vedere
Când un consiliu nu funcționează, există șansa ca problema să fie vizibilă. În primul rând, căutați zone arse sau întunecate. O urmă înnegrită sau un tampon decolorat înseamnă de obicei ceva supraîncălzit. Apoi, verificați dacă există componente crăpate. Jetoanele și rezistențele mici se pot despărți sau se pot rupe fără a cădea, așa că priviți atent suprafețele lor. Dacă componenta are o bulgă, o marcă ciudată, aceasta ar putea fi deteriorată.
De asemenea, examinați articulațiile de lipit. Un tampon ridicat arată ca și cum ar fi îndepărtat de bord - acest lucru poate rupe conexiunea electrică. Îmbinările de lipit rece sau crăpate pot eșua, de asemenea, chiar dacă arată bine de departe. Podurile de lipit se întâmplă atunci când lipitul topit conectează accidental două plăcuțe sau pini care nu ar trebui să atingă. Acestea sunt adesea bloburi strălucitoare între pini pe chipsuri.
Inspecția vizuală nu se referă doar la observarea daunelor - este vorba și despre înțelegerea aspectului. Puteți urmări unde intră puterea, urmați căile de semnal și puteți localiza piese critice precum IC -uri, senzori sau conectori. Odată ce te obișnuiești, ochii tăi devin unul dintre cele mai bune instrumente pentru citirea PCB -urilor.
Utilizarea instrumentelor pentru a citi și verifica PCB -urile
Uneori, ochii tăi nu sunt suficienți pentru a -ți da seama ce nu este în regulă pe o placă de circuit. Acolo vin instrumentele. Echipamentul potrivit vă ajută să săpați mai adânc - verificarea conexiunilor, tensiunile de testare sau urmărirea semnalelor prin placă. Chiar dacă tocmai începeți, învățarea cum să utilizați aceste instrumente poate economisi ore de ghicire.
Cum se folosește un multimetru pentru a citi PCB -uri
Un multimetru este instrumentul dvs. de acces atunci când lucrați cu PCB-uri. Setați -l la modul de continuitate pentru a verifica dacă două puncte sunt conectate electric. Dacă există un bip sau o lectură aproape de zero ohmi, conexiunea este bună. Dacă nu, urmele ar putea fi rupte sau o îmbinare de lipit a eșuat. Este o modalitate rapidă de a vă asigura că cablurile și căile dvs. sunt intacte.
De asemenea, puteți trece la modul de rezistență pentru a măsura câtă rezistență oferă o componentă. De exemplu, puteți verifica dacă un rezistor se potrivește cu benzile sale de culoare sau valoarea etichetată. Apoi există teste tensiune. Acest lucru este util mai ales atunci când placa este alimentată. Puneți o sondă pe sol, apoi atingeți alte pete pentru a vedea cât de multă tensiune este prezentă.
Urmați întotdeauna pașii de siguranță dacă testați un circuit alimentat. Asigurați -vă că mâinile dvs. sunt uscate. Folosiți sonde izolate. Nu atingeți niciodată piese metalice expuse. Dacă nu sunteți sigur cu ce tensiune aveți de -a face, începeți cu cea mai mare gamă. Și întotdeauna deconectați puterea înainte de a comuta moduri sau de a muta sondele.
Instrumente avansate: analizoare logice, osciloscopuri și capete de testare
După ce treceți dincolo de verificările de bază, instrumentele avansate vă permit să vedeți detalii mai complexe. Analizatorii logici sunt folosiți atunci când lucrați cu semnale digitale. Acestea pot captura și afișa modele - cum ar fi sincronizarea între două semnale sau modul în care un microcontroler comunică cu memoria. Folosiți -le atunci când placa dvs. funcționează, dar ieșirea pare greșită sau inconsistentă.
Osciloscopurile vă ajută să urmăriți schimbarea semnalelor de tensiune în timp. Conectați sonda la un punct de testare și veți vedea o formă de undă live pe ecran. Acest lucru arată cât de curat sau zgomotos este semnalul, cât de rapid se schimbă sau dacă funcționează chiar deloc. Osciloscopurile sunt excelente pentru circuite analogice, ceasuri sau orice lucru care necesită o sincronizare lină.
Unele setări de testare folosesc ceea ce se numește cap de testare. Este un element care apasă pe placă și se conectează la mai multe puncte de testare simultan. Acestea sunt adesea utilizate în fabricație pentru a verifica toate conexiunile funcționează înainte de expedierea produsului. În timp ce s -ar putea să nu folosiți un cap de testare acasă, este bine să știți că există pentru producția în masă și controlul calității.
Fiecare dintre aceste instrumente adaugă un alt strat de perspectivă atunci când citiți sau depanați un PCB. Te -au lăsat să treci de la inspecția de bază la diagnosticul electronic complet - pas cu pas.
Software pentru citirea și analizarea PCB -urilor
Citirea unui PCB de mână funcționează bine pentru inspecția de bază. Dar când lucrurile devin mai complexe-în special cu plăci cu mai multe straturi-software vă poate ajuta cu adevărat. Instrumentele de proiectare PCB vă permit să explorați fiecare urmă, strat și conexiune, fără a fi nevoie să atingeți fizic placa. Sunt o modalitate puternică de a studia cum funcționează un circuit și greșelile la fața locului.
Cum poate ajuta software -ul de proiectare PCB?
Software -ul de proiectare vă arată o versiune virtuală a plăcii. Puteți mări, roti, ascunde straturi și urmați conexiunile în moduri pe care pur și simplu nu le puteți face cu ochii singuri. Este excelent pentru urmărirea semnalelor pe mai multe straturi sau pentru a verifica dacă componentele sunt conectate corect. Nu trebuie să ghiciți unde conduce o urmă - doar faceți clic pe ea și urmați.
Majoritatea instrumentelor au controlul stratului, ceea ce înseamnă că puteți vizualiza doar stratul superior, partea de jos sau cele interne pe rând. Acest lucru este foarte util pentru plăcile ambalate cu semnale care merg în toate direcțiile. Există, de asemenea, evidențierea netă. Alegeți un semnal, iar software -ul luminează toate punctele pe care le atinge. Probinarea încrucișată vă permite să faceți clic pe ceva din schemă și să-l găsiți instantaneu pe aspect-sau invers. Aceste caracteristici economisesc mult timp atunci când examinează proiectele sau depanarea.
Instrumente populare de vizualizare PCB (îndrumare generală)
Nu aveți nevoie de un software scump pentru a începe. Există spectatori gratuite și bazate pe web, care funcționează bine pentru sarcinile de bază. Ce ar trebui să cauți? Cel puțin, instrumentul ar trebui să accepte vizualizarea fișierelor Gerber. Acesta este formatul utilizat pentru fabricarea PCB -urilor. Căutați, de asemenea, instrumente cu zoom, pan, comutarea straturilor și urmărirea netă.
Multe instrumente vă permit, de asemenea, să importați facturile de fișiere de materiale, să vizualizați numerele de piese sau chiar să generați previzualizări 3D. Pentru inginerie inversă sau educație, a avea măsurători și căutarea pieselor este la îndemână.
Pentru a vizualiza un PCB în software, începeți prin importul fișierelor Gerber. Acestea sunt de obicei furnizate în seturi - unul pentru fiecare strat, inclusiv cupru, mătase, mască de lipit și foraj. După încărcarea lor, utilizați controale de strat pentru a explora designul. Veți putea observa lucruri precum lățimea urmelor, distanțarea plăcuței și modul în care VIA -urile conectează straturile.
Unele instrumente populare includ Kicad, Eagle, Easyeda și Gerbv. Fiecare are propria sa interfață, dar ideea de bază este aceeași - helping pe care îl privești în interiorul bordului fără a deschide fizic nimic. După ce vă veți simți confortabil cu aceste instrumente, veți citi PCB -urile mai rapid și mai exact, chiar înainte de a fi construite.
Cum să exersezi citirea unui PCB
Învățarea de a citi un PCB este ca și cum ai învăța o limbă nouă. La început ar putea părea greu, dar odată ce îl împărțiți în pași mici, devine mult mai ușor. Cel mai bun mod de a îmbunătăți este prin practicarea cu plăci reale în mâini, în special cele concepute pentru începători.
Începeți cu PCB -uri analogice simple
PCB -urile analogice sunt un punct de plecare excelent. Aceste plăci gestionează sarcini de bază, cum ar fi LED -urile de iluminat, generarea de sunet sau temperatura de detectare. Sunt mai ușor de înțeles, deoarece nu includ microcontrolere sau cod complex. Mai puține componente înseamnă mai puține conexiuni de urmărit, astfel încât să vă puteți concentra pe învățarea modului în care semnalele curg prin rezistențe, condensatoare, diode și tranzistoare. Uită -te la aspect. Încercați să urmați unde intră puterea și cum se deplasează pe urme. Folosiți -vă ochii și poate un multimetru pentru a explora căile.
Folosiți kituri cu schemă și aspect potrivit
Unele kituri sunt făcute special pentru învățare. Acestea vin de obicei atât cu o diagramă schematică, cât și cu un aspect tipărit al plăcii. Acesta este un combo perfect. Puteți citi schema pentru a vedea cum lucrurile se conectează logic, apoi treceți la aspect și vedeți unde stau fizic. Practicați simbolurile potrivite cu piesele reale de pe tablă. Începeți prin a găsi articole simple - cum ar fi R1 sau C2 - și apoi lucrați -vă la ICS și conectori.
Aceste kituri vă permit, de asemenea, să vă lipiți de bord. Asta te învață nu numai care sunt componentele, ci și unde merg și de ce. Vizionarea schemei prindă viață în timp ce construiți consiliul de administrație ajută la construirea unei legături mentale puternice între teorie și practică.
Practicați identificarea fiecărei componente
Prindeți o bord - new sau veche - și mergeți într -o parte la un moment dat. Căutați etichetele SilkScreen precum R, C, D, Q și U. Încercați să numiți fiecare componentă. Dacă există un rezistor, citiți benzile sale de culori. Dacă există o diodă, verificați dacă există dunga de polaritate. Găsiți IC și localizați PIN -ul 1. Utilizați o fișă tehnică sau o căutare online pentru a căuta piese necunoscute.
Pe măsură ce te îmbunătățești, provoacă -te. Încercați să ghiciți ce face placa doar căutând. Urmați urmele de la putere în ieșire. Schițați o versiune simplă a schemei bazate pe ceea ce vedeți. Chiar și cinci sau zece minute pe zi îți pot construi încrederea cu PCB -uri reale.
Concluzie
Învățarea modului de citire a PCB -urilor este unul dintre cei mai importanți pași în înțelegerea electronicelor. Vă ajută să vă dați seama cum funcționează circuitele, cum să remediați problemele și chiar cum să vă proiectați propriile proiecte. Ca orice abilitate, devine mai ușor cu practica. Începeți cu plăci și kituri simple, apoi construiți -vă drumul. Cu cât explorați mai mult, cu atât veți deveni mai încrezător la citirea și lucrul cu plăci de circuit. Pentru asistență suplimentară, bine ați venit să consultați produsele de sprijin ale companiei noastre, cum ar fi Mașină de foraj CNC PCB, Mașină de periaj de măcinare PCB.
Întrebări frecvente
1. Care este cel mai simplu mod de a începe să citești un PCB?
Începeți prin identificarea componentelor de bază precum rezistențele și condensatoarele. Folosiți un PCB sau un kit analog simplu cu o schemă de potrivire.
2. Cum pot spune unde curge puterea pe un PCB?
Căutați etichete VCC sau VDD pentru putere pozitivă și GND pentru sol. Apoi urmăriți căile dintre ele folosind linii de cupru sau modul de continuitate multimetru.
3. De ce unele componente au simboluri despre scheme, dar arată diferit pe tablă?
Simbolurile schematice arată modul în care componentele funcționează electric, în timp ce amprentele PCB arată dimensiunea și forma lor fizică.
4. Ce ar trebui să fac dacă nu pot găsi o valoare a unei componente?
Verificați eticheta SilkScreen, benzi de culoare sau numere tipărite. De asemenea, puteți căuta numărul de piesă online pentru fișele tehnice.
5. Pot practica citirea PCB fără niciun hardware real?
Da. Utilizați spectatori PCB gratuite și proiecte open-source. Puteți încărca fișiere Gerber și explorați machete digital.
