วิธีอ่าน PCBS

เคยมองเข้าไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และสงสัยว่าบอร์ดสีเขียวเหล่านั้นทำอะไร? นี่คือ PCB - แผงวงจรพิมพ์ - และพวกเขาเป็นสมองที่อยู่เบื้องหลังเกือบทุกอุปกรณ์ แต่การอ่านพวกเขาไม่ใช่เรื่องง่ายสำหรับผู้เริ่มต้นเสมอไป

โพสต์นี้อธิบายว่า PCB คืออะไรและทำไมการเรียนรู้ที่จะอ่านเป็นทักษะที่สำคัญสำหรับวิศวกรนักเรียนและนักเล่นฮอบบี้เทคโนโลยี คุณจะได้เรียนรู้ชิ้นส่วนของ PCB วิธีการติดตามวงจรและวิธีการถอดรหัสสัญลักษณ์เลเยอร์และส่วนประกอบ

ทำความเข้าใจกับโครงสร้างของ PCB

เมื่อคุณรับแผงวงจรมันอาจดูเหมือนแผ่นสีเขียวที่มีเส้นเล็ก ๆ และชิ้นส่วน แต่จริงๆแล้วมีระบบเลเยอร์ทั้งหมดที่ทำงานร่วมกันใต้พื้นผิวนั้น ในการอ่านและทำความเข้าใจ PCB จริงๆคุณต้องรู้ว่าแต่ละเลเยอร์ทำอะไรและเชื่อมต่อกันอย่างไร

เลเยอร์ของ PCB คืออะไร?

PCB ทุกตัวเริ่มต้นด้วยเลเยอร์พื้นฐานที่เรียกว่าสารตั้งต้น นี่คือสิ่งที่ทำให้บอร์ดมีความแข็งแกร่งและรูปร่าง ส่วนใหญ่มันทำจาก FR-4 ซึ่งเป็นวัสดุไฟเบอร์กลาสที่ยาก ในกรณีพิเศษโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความร้อนเป็นกังวลวิศวกรใช้ polyimide หรือแม้แต่เซรามิก วัสดุเหล่านี้จัดการอุณหภูมิที่สูงขึ้นและปรับปรุงประสิทธิภาพในเงื่อนไขที่ต้องการ

เหนือฐานคุณจะพบเลเยอร์ทองแดง นี่คือเส้นทางบาง ๆ ที่มีสัญญาณไฟฟ้าจากส่วนหนึ่งของบอร์ดไปยังอีกส่วนหนึ่ง ใน PCBs ชั้นเดียวที่เรียบง่ายมีทองแดงเพียงแผ่นเดียว แต่การออกแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นมีทองแดงทั้งสองด้านหรือในหลายชั้นด้านใน เลเยอร์พิเศษเหล่านี้ช่วยให้บอร์ดสามารถจัดการสัญญาณและสายไฟได้มากขึ้นในพื้นที่แคบ

ด้านบนของทองแดงมีเลเยอร์หน้ากากประสาน นี่คือสิ่งที่ทำให้บอร์ดสีของมัน - มักจะเป็นสีเขียวแม้ว่าสีแดงสีน้ำเงินและสีดำก็เป็นเรื่องธรรมดาเช่นกัน หน้ากากประสานป้องกันการติดต่อโดยไม่ตั้งใจระหว่างร่องรอยและโลหะอื่น ๆ นอกจากนี้ยังช่วยในกระบวนการบัดกรีด้วยการรักษาบัดกรีหลอมเหลวในที่ที่ควรจะไป

จากนั้นก็มีเลเยอร์ซิลค์สกรีน นี่คือตัวอักษรสีขาวและสัญลักษณ์ที่พิมพ์บนกระดาน มันติดป้ายสิ่งต่าง ๆ เช่นหมายเลขตัวต้านทานค่าตัวเก็บประจุหรือการวางแนวของวงจรรวม การทำเครื่องหมาย Silkscreen ช่วยให้คุณทราบว่ามีอะไรเกิดขึ้นที่ไหนและเชื่อมต่อสิ่งต่าง ๆ

บอร์ดบางตัวโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูงมีเลเยอร์ภายในเพิ่มเติม สิ่งเหล่านี้อาจรวมถึงระนาบพลังงานเฉพาะที่ส่งมอบแรงดันไฟฟ้าที่มั่นคงและชั้นความจุแบบฝังที่ทำให้การส่งมอบพลังงานราบรื่น เลเยอร์ที่ซ่อนอยู่เหล่านี้ทำให้ PCB มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้มากขึ้น

PCB ร่องรอยและ VIAS คืออะไร?

ตอนนี้คุณรู้เลเยอร์ก็ถึงเวลาที่จะทำตามเส้นทางระหว่างส่วนประกอบ เส้นทางเหล่านี้เรียกว่าร่องรอย พวกเขาดูเหมือนเส้นทองแดงเล็ก ๆ เกือบจะเหมือนกับถนนที่เชื่อมต่อเมือง ร่องรอยมีสัญญาณไฟฟ้าและพวกเขามาในประเภทต่าง ๆ ร่องรอยสัญญาณส่งข้อมูลระหว่างส่วนประกอบ ร่องรอยพลังงานส่งมอบแรงดันไฟฟ้าและร่องรอยภาคพื้นดินให้สัญญาณกลับมาอย่างปลอดภัย

แต่จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อสัญญาณต้องการกระโดดระหว่างเลเยอร์? นั่นคือสิ่งที่ Vias เข้ามา Vias เป็นหลุมเล็ก ๆ ที่เจาะเข้าไปในกระดานจากนั้นเติมหรือเรียงรายไปด้วยวัสดุนำไฟฟ้า พวกเขาทำตัวเหมือนลิฟต์สำหรับสัญญาณ Vias ผ่านรูผ่านจากด้านบนถึงชั้นล่าง Vind Vias ไปจากพื้นผิวไปเป็นชั้นในหนึ่งชั้นเท่านั้น Vias ที่ฝังอยู่นั้นซ่อนอยู่ลึกเข้าไปในชั้นภายในโดยไม่ต้องไปถึงภายนอก

ในการอ่าน PCB ได้อย่างมีประสิทธิภาพคุณต้องติดตามร่องรอยเหล่านี้ด้วยดวงตาหรือแม้แต่มัลติมิเตอร์ เริ่มต้นจากแหล่งพลังงานและดูว่ามันไปที่ไหน มองหาร่องรอยที่สาขาออกมาและตรวจสอบว่ามีคนใดคนหนึ่งผ่าน Vias หรือไม่ ในบอร์ดหลายชั้นคุณอาจไม่เห็นการเชื่อมต่อทุกอย่างบนพื้นผิว แต่ผ่านสถานที่สามารถให้เบาะแสเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นภายใน

การเรียนรู้ที่จะดูว่าเลเยอร์การติดตามและ Vias ทำงานร่วมกันได้อย่างไรทำให้เข้าใจได้ง่ายขึ้นว่า PCB ทำงานได้ง่ายขึ้นอย่างไร

วิธีอ่านแผนผัง PCB

หากคุณกำลังดู PCB และรู้สึกหลงทางคุณไม่ได้อยู่คนเดียว นั่นเป็นเหตุผลที่แผนผังแผนผังอยู่ คิดว่าพวกเขาเป็นพิมพ์เขียวของวงจร - ลวดทุกองค์ประกอบและการเชื่อมต่อที่วางไว้ในแผนที่สัญลักษณ์ แผนผังไม่แสดงให้เห็นว่าบอร์ดมีลักษณะอย่างไร แต่พวกเขาอธิบายว่าทุกอย่างทำงานอย่างไรเบื้องหลัง

แผนผังไดอะแกรมในการออกแบบ PCB คืออะไร?

แผนผังเป็นภาพวาดที่เรียบง่ายของวงจร มันใช้สัญลักษณ์มาตรฐานแทนรูปร่างในโลกแห่งความเป็นจริง มันไม่ได้แสดงขนาดที่แน่นอนตำแหน่งหรือรูปร่างของส่วนประกอบ แต่มันแสดงให้เห็นว่ากระแสไฟฟ้าไหลผ่านระบบอย่างไร คุณสามารถติดตามการเชื่อมต่อเช่นแผนงาน

แต่ละแผนผังสร้างขึ้นบนชุดของกฎสากล กฎเหล่านี้มาจากองค์กรเช่น IEC, IEEE และ ANSI พวกเขากำหนดว่าสัญลักษณ์แต่ละอันมีความหมายอย่างไรเพื่อให้วิศวกรทั่วโลกสามารถอ่านไดอะแกรมเดียวกันได้โดยไม่ต้องสับสน ไม่ว่าคุณจะอ่านสัญลักษณ์ตัวต้านทานในประเทศเยอรมนีหรือญี่ปุ่นก็เป็นไปตามมาตรฐานพื้นฐานเดียวกัน

แผนผังเชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับ PCB ทางกายภาพ ก่อนที่จะมีการสร้างบอร์ดวิศวกรใช้แผนผังเพื่อวางแผนว่าทุกอย่างจะทำงานอย่างไร ต่อมาการออกแบบนี้กลายเป็นเลย์เอาต์จริงที่สัญลักษณ์เปลี่ยนเป็นชิ้นส่วนจริงและเส้นทางทองแดง

วิธีตีความสัญลักษณ์แผนผัง

เมื่อคุณมีแผนผังต่อหน้าคุณให้เริ่มต้นด้วยบรรทัด เส้นตรงแสดงสายหรือร่องรอย เมื่อสองบรรทัดพบกันและมีจุดมันเป็นทางแยก - เส้นเหล่านั้นเชื่อมต่อกัน ไม่มี DOT หมายถึงสายไฟที่เพิ่งข้ามโดยไม่ต้องสัมผัส รายละเอียดเหล่านี้มีความสำคัญมากเมื่อคุณติดตามวงจร

แต่ละองค์ประกอบมีสัญลักษณ์ของตัวเอง ตัวต้านทานมักจะเป็นซิกแซกหรือสี่เหลี่ยมผืนผ้า ตัวเก็บประจุเป็นเส้นตรงสองเส้นบางครั้งโค้งหนึ่งเส้นถ้ามันเป็นโพลาไรซ์ ไดโอดเป็นสามเหลี่ยมที่ชี้ไปที่เส้น ทรานซิสเตอร์ดูซับซ้อนมากขึ้น - พวกเขาใช้วงกลมที่มีลูกศรแสดงทิศทางการไหลในปัจจุบัน วงจรรวมเป็นเพียงสี่เหลี่ยมที่มีหลายพิน

นอกจากนี้คุณยังจะเห็นสัญลักษณ์พลังงานและพื้นดินทั่ว GND ย่อมาจากพื้นดิน มันมักจะดูเหมือนสามเหลี่ยมหรือเส้นซ้อนลง VCC, VDD หรือ +V แสดงว่าพลังงานบวกเข้ามา การติดตามสัญลักษณ์เหล่านี้ช่วยให้คุณเข้าใจว่าวงจรถูกขับเคลื่อนอย่างไรและสัญญาณเริ่มต้นหรือหยุด

แผนผังสัญลักษณ์เทียบกับรอยเท้า PCB

นี่คือที่ที่สิ่งต่าง ๆ จะได้รับความยุ่งยากเล็กน้อย สัญลักษณ์ที่คุณเห็นในแผนผังไม่ใช่สิ่งที่ส่วนประกอบมีลักษณะเหมือนในบอร์ดจริง นั่นเป็นเหตุผลที่นักออกแบบ PCB ใช้สิ่งที่เรียกว่ารอยเท้า

สัญลักษณ์แผนผังแสดงให้เห็นว่าส่วนประกอบทำงานได้อย่างไร รอยเท้าแสดงให้เห็นว่ามันเหมาะกับร่างกายบนกระดานอย่างไร ลองใช้ตัวต้านทานเป็นตัวอย่าง บนแผนผังมันเป็นซิกแซก บน PCB มันเป็นสองแผ่นที่มีสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ ระหว่างพวกเขา สำหรับไดโอดแผนผังใช้รูปสามเหลี่ยมและเส้น แต่รอยเท้าเป็นแผ่นเล็ก ๆ สองแผ่นที่มีเส้นแสดงขั้ว ICS แตกต่างกันมากที่สุด พวกเขาอาจดูเหมือนสี่เหลี่ยมจัตุรัสง่าย ๆ ในแผนผัง แต่บนกระดานคุณจะเห็นหมุดจำนวนมากที่จัดเรียงเพื่อให้ตรงกับประเภทแพ็คเกจ

ความสามารถในการกลับไปกลับมาระหว่างแผนผังและ PCB จริงเป็นหนึ่งในทักษะที่มีประโยชน์ที่สุดเมื่อคุณกำลังสร้างการแก้ไขหรือออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

คำอธิบายประกอบและเครื่องหมาย

เมื่อคุณพลิก PCB หรือมองอย่างใกล้ชิดที่พื้นผิวของมันคุณจะสังเกตเห็นข้อความสีขาวสัญลักษณ์และโครงร่างที่พิมพ์อยู่ด้านบนของมัน เลเยอร์นั้นเรียกว่าซิลค์สกรีน ไม่ใช่แค่เพื่อลุค - อยู่ที่นั่นเพื่อช่วยให้ผู้คนรวบรวมทดสอบหรือซ่อมแซมบอร์ด ทุกสิ่งที่พิมพ์ในเลเยอร์นั้นมีไว้เพื่อให้ชีวิตของคุณง่ายขึ้นเมื่อระบุและวางส่วนประกอบ

ซิลค์สกรีนบอกคุณว่าแต่ละส่วนคืออะไรและควรเผชิญอย่างไร คุณมักจะเห็นสี่เหลี่ยมหรือวงกลมเล็ก ๆ ที่ตรงกับรูปร่างของส่วนประกอบ นี่คือโครงร่างที่แสดงว่าจะวางชิ้นส่วนเช่นตัวต้านทานตัวเก็บประจุและชิป นอกเหนือจากโครงร่างเหล่านั้นแล้วคุณจะเห็นฉลากที่ทำจากตัวอักษรและตัวเลข

ฉลากเหล่านั้นเรียกว่าผู้ออกแบบอ้างอิง แต่ละคนเริ่มต้นด้วยตัวอักษรที่บอกประเภทส่วนประกอบ ตัวอย่างเช่น R ย่อมาจากตัวต้านทาน C หมายถึงตัวเก็บประจุ D คือไดโอด Q คือทรานซิสเตอร์และ U เป็นวงจรรวม ตัวเลขแสดงคำสั่งซื้อเช่น R1 หรือ C5 สิ่งเหล่านี้ทำให้ง่ายต่อการจับคู่สิ่งที่คุณเห็นบนกระดานด้วยแผนผังแผนผัง

การปฐมนิเทศก็มีความสำคัญเช่นกัน บางส่วน - เช่นไดโอดตัวเก็บประจุโพลาไรซ์และมันฝรั่งทอด - ต้องเผชิญกับวิธีที่แน่นอน นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมการทำเครื่องหมาย Silkscreen มักจะมีตัวบ่งชี้ขั้ว แถบแถบบวกหรือจุดสามารถแสดงให้เห็นว่าพินใดเป็นค่าบวกหรือที่พิน 1 ควรเป็น ICS มักจะมีวงกลมขนาดเล็กหรือรอยบากที่อยู่ใกล้มุมหนึ่งเพื่อทำเครื่องหมายพิน 1 ไดโอดอาจมีลูกศรหรือแท่งที่พิมพ์อยู่ข้างๆพวกเขาจับคู่ทิศทางการไหลในปัจจุบันของพวกเขา

นอกจากนี้คุณยังจะเห็นป้ายกำกับเช่น GND, +, -, VCC หรือ VDD สิ่งเหล่านี้บอกคุณว่าการเชื่อมต่อพลังงานและพื้นดินอยู่ที่ไหน GND ย่อมาจากพื้นดิน VCC หรือ VDD มักจะทำเครื่องหมายแหล่งจ่ายไฟเชิงบวก เครื่องหมายเหล่านี้ช่วยในระหว่างการทดสอบหรือเมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอก มันง่ายกว่ามากที่จะหาจุดที่เหมาะสมเมื่อพวกเขามีป้ายกำกับอย่างชัดเจนบนกระดาน

เครื่องหมายซิลค์สกรีนไม่ได้พกพากระแสไฟฟ้า แต่มีข้อมูลมากมาย พวกเขาเป็นเหมือนสัญญาณถนนสำหรับวงจรของคุณแสดงให้เห็นว่าแต่ละพื้นที่มีไว้เพื่ออะไรและแต่ละส่วนกำลังทำอะไรอยู่

เทคนิคการตรวจสอบด้วยภาพ

หนึ่งในวิธีที่ง่ายที่สุดในการอ่านและทำความเข้าใจ PCB คือเพียงแค่ดูอย่างระมัดระวัง การตรวจสอบด้วยภาพไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์แฟนซี แต่ก็ยังสามารถเปิดเผยได้มากมายเช่นการวางบอร์ดหรือไม่ว่าจะมีอะไรผิดปกติ มันเป็นสิ่งแรกที่ช่างเทคนิคทำก่อนใช้เครื่องมือเช่นมัลติมิเตอร์หรือออสซิลโลสโคป

วิธีตรวจสอบ PCB ด้วยตา

เริ่มต้นด้วยการให้แสงสว่างถูกต้อง แสงที่ดีช่วยให้คุณเห็นรายละเอียดเล็ก ๆ บนพื้นผิวกระดาน แสงมุมสามารถหล่อเงาและไฮไลท์ที่ยกหรือชิ้นส่วนที่ไม่ถูกต้อง แสง UV ทำงานได้ดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อตรวจสอบการเคลือบหรือการปนเปื้อนที่คุณอาจพลาดภายใต้แสงปกติ หากคุณมีบอร์ดโปร่งใสหรือกึ่งโปร่งใสคุณสามารถลองใช้แบ็คไลท์ นั่นทำให้ร่องรอยที่ซ่อนเร้นและ Vias มองเห็นได้ง่ายขึ้น แสงโพลาไรซ์เป็นเคล็ดลับอีกประการหนึ่ง - ลดแสงจ้าจากแผ่นโลหะเงางามและข้อต่อประสานช่วยให้ดวงตาของคุณมุ่งเน้นไปที่ข้อบกพร่องเล็ก ๆ

ใช้เครื่องมือง่ายๆเพื่อให้งานง่ายขึ้น แว่นขยายพื้นฐานนั้นดีพอสำหรับบอร์ดผ่านรูส่วนใหญ่ หากคุณกำลังทำงานบนบอร์ดที่มีส่วนประกอบที่ติดตั้งบนพื้นผิวเล็ก ๆ คุณจะต้องการสิ่งที่แข็งแกร่งกว่าเช่น Loupe ของนักอัญมณีหรือแม้แต่กล้องจุลทรรศน์ดิจิตอล สิ่งเหล่านี้ช่วยให้คุณเห็นสิ่งต่าง ๆ เช่นรอยแตกเส้นผมแผ่นรองที่เสียหายหรือสะพานประสานไมโคร

วิธีค้นหาความเสียหายหรือความผิดพลาดโดยสายตา

เมื่อบอร์ดไม่ทำงานมีโอกาสที่จะมองเห็นปัญหาได้ ก่อนอื่นให้มองหาพื้นที่ที่ถูกไฟไหม้หรือมืด ร่องรอยสีดำหรือแผ่นสีที่เปลี่ยนสีมักหมายถึงบางสิ่งที่ร้อนเกินไป ถัดไปตรวจสอบส่วนประกอบที่แตก ชิปและตัวต้านทานขนาดเล็กสามารถแยกหรือแตกได้โดยไม่ล้มลงดังนั้นมองอย่างใกล้ชิดที่พื้นผิวของพวกเขา หากส่วนประกอบมีนูน, บุ๋มหรือเครื่องหมายแปลก ๆ ก็อาจได้รับความเสียหาย

นอกจากนี้ตรวจสอบข้อต่อประสาน แผ่นยกดูเหมือนว่ามันจะถูกลอกออกจากบอร์ด - นี่สามารถทำลายการเชื่อมต่อไฟฟ้าได้ ข้อต่อประสานที่เย็นหรือแตกอาจล้มเหลวแม้ว่าพวกเขาจะดูดีจากที่ไกล บริดจ์บริดจ์เกิดขึ้นเมื่อบัดกรีละลายเชื่อมต่อสองแผ่นหรือพินที่ไม่ควรสัมผัส สิ่งเหล่านี้มักจะเป็นประกายแวววาวระหว่างพินบนชิป

การตรวจสอบด้วยภาพไม่ได้เกี่ยวกับการพบความเสียหายเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวกับการทำความเข้าใจเลย์เอาต์ คุณสามารถติดตามเมื่อพลังงานเข้าสู่เส้นทางสัญญาณและค้นหาชิ้นส่วนที่สำคัญเช่น ICS เซ็นเซอร์หรือตัวเชื่อมต่อ เมื่อคุณคุ้นเคยกับมันดวงตาของคุณจะกลายเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่ดีที่สุดสำหรับการอ่าน PCB

ใช้เครื่องมือในการอ่านและตรวจสอบ PCBS

บางครั้งดวงตาของคุณไม่เพียงพอที่จะคิดออกว่ามีอะไรผิดปกติบนแผงวงจร นั่นคือสิ่งที่เครื่องมือเข้ามาอุปกรณ์ที่เหมาะสมจะช่วยให้คุณขุดลึกลงไป - ตรวจสอบการเชื่อมต่อการทดสอบแรงดันไฟฟ้าหรือการติดตามสัญญาณผ่านบอร์ด แม้ว่าคุณจะเพิ่งเริ่มต้นการเรียนรู้วิธีการใช้เครื่องมือเหล่านี้สามารถประหยัดเวลาได้หลายชั่วโมง

วิธีใช้มัลติมิเตอร์เพื่ออ่าน PCBS

Multimeter เป็นเครื่องมือที่คุณต้องการเมื่อทำงานกับ PCB ตั้งค่าเป็นโหมดความต่อเนื่องเพื่อตรวจสอบว่ามีการเชื่อมต่อด้วยไฟฟ้าสองจุดหรือไม่ หากมีการส่งเสียงบี๊บหรือการอ่านใกล้กับศูนย์โอห์มการเชื่อมต่อก็ดี ถ้าไม่ติดตามอาจแตกหรือข้อต่อประสานล้มเหลว เป็นวิธีที่รวดเร็วเพื่อให้แน่ใจว่าการเดินสายและเส้นทางของคุณยังคงอยู่

นอกจากนี้คุณยังสามารถเปลี่ยนไปใช้โหมดความต้านทานเพื่อวัดจำนวนความต้านทานที่ส่วนประกอบเสนอ ตัวอย่างเช่นคุณสามารถตรวจสอบว่าตัวต้านทานตรงกับแถบสีหรือค่าที่มีป้ายกำกับหรือไม่ จากนั้นก็มีการทดสอบแรงดันไฟฟ้า สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อบอร์ดขับเคลื่อน วางโพรบหนึ่งตัวบนพื้นดินจากนั้นสัมผัสจุดอื่น ๆ เพื่อดูว่ามีแรงดันไฟฟ้าเท่าใด

ทำตามขั้นตอนด้านความปลอดภัยเสมอหากคุณกำลังทดสอบวงจรขับเคลื่อน ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามือของคุณแห้ง ใช้โพรบฉนวน ไม่เคยสัมผัสชิ้นส่วนโลหะที่เปิดเผย หากคุณไม่แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าที่คุณกำลังติดต่อด้วยเริ่มต้นด้วยช่วงสูงสุด และตัดการเชื่อมต่อพลังงานเสมอก่อนที่จะสลับโหมดหรือย้ายโพรบไปรอบ ๆ

เครื่องมือขั้นสูง: เครื่องวิเคราะห์ตรรกะออสซิลโลสโคปและหัวทดสอบ

เมื่อคุณย้ายเกินกว่าการตรวจสอบขั้นพื้นฐานเครื่องมือขั้นสูงจะช่วยให้คุณเห็นรายละเอียดที่ซับซ้อนมากขึ้น เครื่องวิเคราะห์ลอจิกใช้เมื่อทำงานกับสัญญาณดิจิตอล พวกเขาสามารถจับภาพและแสดงรูปแบบ - เช่นเวลาระหว่างสัญญาณสองสัญญาณหรือวิธีการสื่อสารของไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วยหน่วยความจำ ใช้พวกเขาเมื่อบอร์ดของคุณทำงานอยู่ แต่เอาต์พุตดูผิดหรือไม่สอดคล้องกัน

ออสซิลโลสโคปช่วยให้คุณดูสัญญาณแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนไปตามกาลเวลา เชื่อมต่อโพรบเข้ากับจุดทดสอบและคุณจะเห็นรูปคลื่นสดบนหน้าจอ สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าสัญญาณนั้นสะอาดหรือมีเสียงดังแค่ไหนมันเปลี่ยนแปลงเร็วแค่ไหนหรือว่ามันทำงานได้เลย ออสซิลโลสโคปนั้นยอดเยี่ยมสำหรับวงจรอะนาล็อกนาฬิกาหรืออะไรก็ตามที่ต้องใช้เวลาที่ราบรื่น

การตั้งค่าการทดสอบบางอย่างใช้สิ่งที่เรียกว่าหัวทดสอบ มันเป็นอุปกรณ์ติดตั้งที่กดกับบอร์ดและเชื่อมต่อกับจุดทดสอบหลายจุดพร้อมกัน สิ่งเหล่านี้มักใช้ในการผลิตเพื่อตรวจสอบการเชื่อมต่อทั้งหมดที่ทำงานก่อนที่เรือผลิตภัณฑ์ ในขณะที่คุณอาจไม่ได้ใช้หัวทดสอบที่บ้านก็เป็นเรื่องดีที่รู้ว่าพวกเขามีอยู่สำหรับการผลิตจำนวนมากและการควบคุมคุณภาพ

เครื่องมือเหล่านี้แต่ละตัวเพิ่มข้อมูลเชิงลึกอีกชั้นหนึ่งเมื่ออ่านหรือดีบัก PCB พวกเขาปล่อยให้คุณไปจากการตรวจสอบขั้นพื้นฐานไปสู่การวินิจฉัยทางอิเล็กทรอนิกส์เต็มขั้นตอน

ซอฟต์แวร์สำหรับการอ่านและวิเคราะห์ PCBS

การอ่าน PCB ด้วยมือทำงานได้ดีสำหรับการตรวจสอบขั้นพื้นฐาน แต่เมื่อสิ่งต่าง ๆ มีความซับซ้อนมากขึ้น-โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับบอร์ดหลายชั้น-ซอฟต์แวร์สามารถช่วยได้จริงๆ เครื่องมือออกแบบ PCB ช่วยให้คุณสำรวจทุกการติดตามเลเยอร์และการเชื่อมต่อโดยไม่จำเป็นต้องสัมผัสกับบอร์ดทางร่างกาย พวกเขาเป็นวิธีที่ทรงพลังในการศึกษาว่าวงจรทำงานอย่างไรและพบข้อผิดพลาดก่อน

ซอฟต์แวร์การออกแบบ PCB ช่วยได้อย่างไร?

ซอฟต์แวร์การออกแบบแสดงให้คุณเห็นเวอร์ชันเสมือนจริงของบอร์ด คุณสามารถซูมเข้าหมุนซ่อนเลเยอร์และติดตามการเชื่อมต่อในรูปแบบที่คุณไม่สามารถทำได้ด้วยดวงตาของคุณคนเดียว มันยอดเยี่ยมสำหรับการติดตามสัญญาณในหลายเลเยอร์หรือตรวจสอบว่าส่วนประกอบเชื่อมต่ออย่างถูกต้องหรือไม่ คุณไม่จำเป็นต้องเดาว่ามีการติดตามที่ใด - เพียงแค่คลิกและติดตาม

เครื่องมือส่วนใหญ่มีการควบคุมเลเยอร์ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถดูได้เพียงชั้นบนสุดด้านล่างหรือภายในหนึ่งครั้ง สิ่งนี้มีประโยชน์มากสำหรับบอร์ดที่เต็มไปด้วยสัญญาณที่ไปในทุกทิศทาง นอกจากนี้ยังมีการเน้นสุทธิ เลือกสัญญาณหนึ่งสัญญาณและซอฟต์แวร์จะสว่างขึ้นทุกจุดที่สัมผัส Cross-Probing ช่วยให้คุณคลิกบางอย่างบนแผนผังและค้นหาได้ทันทีในรูปแบบ-หรืออีกทางหนึ่ง คุณสมบัติเหล่านี้ประหยัดเวลาได้มากเมื่อตรวจสอบการออกแบบหรือการแก้ไขปัญหา

เครื่องมือดู PCB ยอดนิยม (คำแนะนำทั่วไป)

คุณไม่จำเป็นต้องใช้ซอฟต์แวร์ราคาแพงในการเริ่มต้น มีผู้ชมฟรีและบนเว็บที่ทำงานได้ดีสำหรับงานพื้นฐาน คุณควรมองหาอะไร? อย่างน้อยเครื่องมือควรรองรับการดูไฟล์ Gerber นั่นคือรูปแบบที่ใช้ในการผลิต PCB มองหาเครื่องมือที่มีซูม, แพน, เลเยอร์สลับและการติดตามสุทธิ

เครื่องมือหลายอย่างยังให้คุณนำเข้าไฟล์วัสดุวัสดุดูหมายเลขชิ้นส่วนหรือแม้แต่สร้างตัวอย่าง 3 มิติ สำหรับวิศวกรรมย้อนกลับหรือการศึกษาการมีการวัดและการค้นหาชิ้นส่วนก็มีประโยชน์เช่นกัน

หากต้องการดู PCB ในซอฟต์แวร์ให้เริ่มต้นด้วยการนำเข้าไฟล์ Gerber สิ่งเหล่านี้มักจะมีให้ในชุด - หนึ่งสำหรับแต่ละเลเยอร์รวมถึงทองแดง, ซิลค์สกรีน, หน้ากากบัดกรีและสว่าน หลังจากโหลดแล้วให้ใช้ตัวควบคุมเลเยอร์เพื่อสำรวจการออกแบบ คุณจะสามารถมองเห็นสิ่งต่าง ๆ เช่นความกว้างของการติดตามระยะห่างของแผ่นและวิธีการเชื่อมต่อเลเยอร์ Vias

เครื่องมือยอดนิยมบางอย่าง ได้แก่ KICAD, Eagle, Easyeda และ GERBV แต่ละตัวมีอินเทอร์เฟซของตัวเอง แต่แนวคิดหลักก็เหมือนกัน - ช่วยให้คุณมองเข้าไปในบอร์ดโดยไม่ต้องเปิดอะไรเลย เมื่อคุณพอใจกับเครื่องมือเหล่านี้คุณจะอ่าน PCB ได้เร็วขึ้นและแม่นยำยิ่งขึ้นก่อนที่จะสร้าง

วิธีฝึกอ่าน PCB

การเรียนรู้ที่จะอ่าน PCB ก็เหมือนกับการเรียนรู้ภาษาใหม่ มันอาจดูยากในตอนแรก แต่เมื่อคุณแบ่งมันออกเป็นขั้นตอนเล็ก ๆ มันก็จะง่ายขึ้นมาก วิธีที่ดีที่สุดในการปรับปรุงคือการฝึกด้วยบอร์ดจริงในมือของคุณโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ออกแบบมาสำหรับผู้เริ่มต้น

เริ่มต้นด้วย PCB แบบอะนาล็อกแบบง่ายๆ

PCB แบบอะนาล็อกเป็นจุดเริ่มต้นที่ดี บอร์ดเหล่านี้จัดการงานพื้นฐานเช่นไฟ LED การสร้างเสียงหรืออุณหภูมิการตรวจจับ เข้าใจง่ายกว่าเพราะไม่รวมไมโครคอนโทรลเลอร์หรือรหัสที่ซับซ้อน ส่วนประกอบที่น้อยลงหมายถึงการเชื่อมต่อที่น้อยลงในการติดตามดังนั้นคุณสามารถมุ่งเน้นไปที่การเรียนรู้ว่าสัญญาณไหลผ่านตัวต้านทานตัวเก็บประจุไดโอดและทรานซิสเตอร์ได้อย่างไร ดูเลย์เอาต์ พยายามทำตามที่พลังงานเข้ามาและวิธีการเคลื่อนที่ข้ามร่องรอย ใช้ดวงตาของคุณและอาจเป็นมัลติมิเตอร์เพื่อสำรวจเส้นทาง

ใช้ชุดอุปกรณ์ที่มีแผนผังและเค้าโครง

ชุดอุปกรณ์บางชุดทำขึ้นเป็นพิเศษสำหรับการเรียนรู้ สิ่งเหล่านี้มักจะมาพร้อมกับแผนผังแผนผังและเค้าโครงที่พิมพ์ออกมาของบอร์ด นั่นคือคอมโบที่สมบูรณ์แบบ คุณสามารถอ่านแผนผังเพื่อดูว่าสิ่งต่าง ๆ เชื่อมต่ออย่างมีเหตุผลจากนั้นพลิกไปที่เค้าโครงและดูว่าพวกเขานั่งอยู่ที่ไหน การฝึกฝนสัญลักษณ์การจับคู่กับชิ้นส่วนจริงบนกระดาน เริ่มต้นด้วยการค้นหารายการง่าย ๆ เช่น R1 หรือ C2 - จากนั้นใช้วิธีการของคุณไปยัง ICS และตัวเชื่อมต่อ

ชุดเหล่านี้ยังช่วยให้คุณประสานบอร์ดด้วยตัวเอง นั่นสอนคุณไม่เพียง แต่ส่วนประกอบคืออะไร แต่ยังไปที่ที่พวกเขาไปและทำไม การดูแผนผังมีชีวิตขึ้นมาในขณะที่สร้างกระดานช่วยสร้างการเชื่อมโยงทางจิตที่แข็งแกร่งระหว่างทฤษฎีและการปฏิบัติ

ฝึกฝนการระบุทุกองค์ประกอบ

คว้าบอร์ด - ใหม่หรือเก่า - และไปหนึ่งส่วนในแต่ละครั้ง มองหาฉลาก Silkscreen เช่น R, C, D, Q และ U พยายามตั้งชื่อแต่ละองค์ประกอบ หากมีตัวต้านทานให้อ่านแถบสี หากมีไดโอดให้ตรวจสอบแถบขั้ว ค้นหา IC และค้นหา PIN 1 ใช้แผ่นข้อมูลหรือการค้นหาออนไลน์เพื่อค้นหาชิ้นส่วนที่ไม่รู้จัก

เมื่อคุณดีขึ้นท้าทายตัวเอง พยายามเดาว่าบอร์ดทำอะไรเพียงแค่มอง ติดตามร่องรอยจากพลังงานในการส่งออก ร่างแผนผังรุ่นง่ายตามสิ่งที่คุณเห็น แม้แต่ห้าหรือสิบนาทีต่อวันก็สามารถสร้างความมั่นใจด้วย PCB ที่แท้จริง

บทสรุป

การเรียนรู้วิธีการอ่าน PCBs เป็นหนึ่งในขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในการทำความเข้าใจอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ช่วยให้คุณทราบว่าวงจรทำงานอย่างไรวิธีแก้ไขปัญหาและแม้แต่วิธีการออกแบบโครงการของคุณเอง เช่นเดียวกับทักษะใด ๆ มันจะง่ายขึ้นเมื่อฝึกซ้อม เริ่มต้นด้วยบอร์ดและชุดง่าย ๆ จากนั้นสร้างทางขึ้น ยิ่งคุณสำรวจมากเท่าไหร่คุณก็ยิ่งมีความมั่นใจมากขึ้นในการอ่านและทำงานกับแผงวงจร สำหรับความช่วยเหลือเพิ่มเติมยินดีต้อนรับเพื่อตรวจสอบผลิตภัณฑ์สนับสนุนของ บริษัท ของเราเช่น เครื่องเจาะ PCB CNC, เครื่องบดบด PCB.

คำถามที่พบบ่อย

1. วิธีที่ง่ายที่สุดในการเริ่มอ่าน PCB คืออะไร?

เริ่มต้นด้วยการระบุส่วนประกอบพื้นฐานเช่นตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ ใช้ PCB แบบอะนาล็อกแบบง่าย ๆ ที่มีแผนผังการจับคู่

2. ฉันจะบอกได้อย่างไรว่าพลังงานไหลบน PCB ได้อย่างไร?

มองหาฉลาก VCC หรือ VDD สำหรับพลังงานบวกและ GND สำหรับพื้นดิน จากนั้นติดตามเส้นทางระหว่างพวกเขาโดยใช้เส้นทองแดงหรือโหมดความต่อเนื่องแบบมัลติมิเตอร์

3. ทำไมส่วนประกอบบางส่วนถึงมีสัญลักษณ์เกี่ยวกับแผนผัง แต่ดูแตกต่างกันบนกระดาน?

สัญลักษณ์แผนผังแสดงให้เห็นว่าส่วนประกอบทำงานได้อย่างไรในขณะที่รอยเท้า PCB แสดงขนาดและรูปร่างทางกายภาพของพวกเขา

4. ฉันควรทำอย่างไรถ้าฉันไม่พบค่าของส่วนประกอบ?

ตรวจสอบป้ายชื่อ Silkscreen แถบสีหรือหมายเลขที่พิมพ์ออกมา นอกจากนี้คุณยังสามารถค้นหาหมายเลขชิ้นส่วนออนไลน์สำหรับแผ่นข้อมูล

5. ฉันสามารถฝึกการอ่าน PCB โดยไม่มีฮาร์ดแวร์จริงได้หรือไม่?

ใช่. ใช้ผู้ชม PCB ฟรีและโครงการโอเพนซอร์ซ คุณสามารถโหลดไฟล์ gerber และสำรวจเลย์เอาต์แบบดิจิทัล