PCB Tecnico - Progettazione PCB open source

Una tendenza importante nel campo della progettazione elettronica è l'uso di hardware open source e dei suoi schemi open source di supporto e disegni di layout PCB. L'utilizzo di hardware open source e delle sue risorse di supporto consente agli ingegneri di utilizzare facilmente le soluzioni di progettazione esistenti, aumentando così l'efficienza e riducendo il time-to-market. Man mano che gli ingegneri acquisiscono una comprensione più profonda della differenza tra PCB tradizionale e progettazione PCB open source, questa tendenza molto probabilmente crescerà ulteriormente.

La progettazione PCB open source presenta diversi vantaggi principali rispetto alla progettazione PCB tradizionale, tra cui la disponibilità ripetitiva di potenza e parti digitali e parti di dati ad alta velocità, che rende gli ingegneri più inclini alla progettazione PCB open source. Nel processo di progettazione passato, gli ingegneri hanno affrontato il problema della disposizione dell'alimentazione elettrica. Nella progettazione open source, il circuito stampato diventa più veloce e dotato di architettura RF, che rende il layout dell'alimentazione elettrica più complicato e gli ingegneri devono prestare più attenzione ad esso. La larghezza della linea, la spaziatura della linea e attraverso i fori del circuito stampato. Nell'ambiente di progettazione PCB open source, fintanto che il layout è dimostrato efficace, può essere copiato e utilizzato, senza la necessità di riprogettare da zero.

Evoluzione della crescita

Quando si progettano layout di circuiti stampati ad alta velocità (o layout con prestazioni simili), molti ingegneri sono generalmente abituati a fare riferimento alle note applicative o chiedere aiuto ai produttori, e persino utilizzare la versione PDF del circuito stampato per misurare il cablaggio in scala su carta. Pertanto, di fronte a progetti applicativi che coinvolgono layout diversi e complessi, gli ingegneri preferiscono PCB open source. Il design open source è facile da usare. Gli ingegneri possono completare tutti i disegni dei moduli del processo di progettazione PCB senza essere un esperto di layout. Soprattutto quando si incontrano problemi speciali, gli ingegneri ovviamente non sentiranno alcuna pressione sul layout. Ad esempio: per il difficile modulo di alimentazione nella progettazione PCB tradizionale, se viene utilizzato lo schema di progettazione open source esistente, il suo layout diventerà più semplice. Layout di progettazione PCB complessi come alimentazione elettrica, interfacce e circuiti ad alta velocità e persino layout di circuiti di corrispondenza dell'impedenza possono essere riutilizzati o copiati in modo semplice e veloce tramite open source.

Sfide e vantaggi

L'integrazione della progettazione open source deve affrontare diverse sfide, come ad esempio un maggior numero di problemi legati al rumore. Quando il circuito stampato utilizza interruttori ad alta corrente, il rumore sarà disperso in altri circuiti. Ma la sfida più grande e più importante per il design open source può essere il cambiamento nella curva di apprendimento. Per un semplice esempio, anche se gli ingegneri possono facilmente copiare e incollare layout open source, potrebbero anche perdere l'opportunità di imparare le basi di un progetto completo, tra cui l'impostazione della spaziatura, le larghezze di linea necessarie e la corrispondenza dell'impedenza.

Questo pone senza dubbio gli ingegneri in un dilemma: se non si utilizza il design open source, si incontrano alcuni problemi di progettazione dei componenti nel processo di progettazione e utilizzare il design open source potrebbe non essere in grado di imparare conoscenze di progettazione approfondite. Se gli ingegneri non possono comprendere i principi di base della progettazione,troveranno difficile far fronte alle sfide uniche di progettazione in futuro.

D'altra parte, utilizzando la progettazione open source può fornire agli ingegneri una nuova prospettiva sul processo di progettazione PCB. In altre parole, se il metodo è corretto, gli ostacoli all'apprendimento causati dall'uso del design open source possono essere trasformati in una reale opportunità di apprendimento.

L'utilizzo della progettazione open source può fornire un punto di partenza per gli ingegneri per imparare la progettazione. Se gli ingegneri considerano il layout open source come un punto di riferimento, allora possono imparare in profondità le conoscenze di progettazione PCB. Partendo da questo punto di riferimento, gli ingegneri possono pensare all'indietro per capire meglio perché alcuni layout adottano un certo metodo di layout, che crea un nuovo metodo per gli ingegneri di imparare dai progetti esistenti che non possono essere forniti dai modelli di progettazione PCB tradizionali.

Tornando alla progettazione dell'alimentazione elettrica menzionata in precedenza, se l'ingegnere utilizza un layout open source nel processo di progettazione, allora il processo di progettazione può essere invertito dai risultati in base ai componenti specifici, alla spaziatura delle linee e al numero di fili di rame utilizzati nella progettazione dell'alimentazione elettrica. Questo offre agli ingegneri un'eccellente opportunità per imparare le basi della progettazione dalla pratica, tra cui la gestione termica, l'abbinamento dell'impedenza, il layout dell'alimentazione elettrica, ecc.

Alcuni consigli

Gli ingegneri devono decidere attentamente se utilizzare progetti open source, perché non tutti i progetti open source sono effettivamente "provati". Ad esempio, alcuni ingegneri potrebbero non considerare completamente se è applicabile ai layout di progettazione di altri ingegneri quando creano un layout open source. Prendiamo ad esempio la gestione termica della progettazione open source. Se l'ingegnere non capisce completamente la differenza tra le soluzioni di progettazione, allora la progettazione può fallire. In poche parole, a volte non conosciamo la fonte del layout open source utilizzato, quindi è difficile prevedere la sua affidabilità.

Riprendi il design del modulo di alimentazione basato sul layout open source. All'inizio, gli ingegneri possono pensare che il circuito stampato stia funzionando bene e integrarlo nella progettazione. Ma quando si entra nella fase di prova, si può scoprire che il progetto iniziale non è stato completamente testato per soddisfare specifiche o requisiti specifici, come l'interferenza elettromagnetica (EMI) causata da radiazioni o conduzione.

Fortunatamente, gli ingegneri che utilizzano il layout open source per la prima volta possono fare riferimento alle seguenti precauzioni. I layout PCB dei fornitori di semiconduttori possono essere più robusti e affidabili dei layout di annunci online, siti web o forum. Proprio come gli ingegneri del gruppo di discussione open source e-column amano riunirsi sulla piattaforma e-column per discutere, altri ingegneri di progettazione PCB nello stesso settore considerano il forum come uno dei canali per discutere il successo e il fallimento di specifici layout open source. Con la graduale trasformazione dei metodi di progettazione PCB in modelli open source, dobbiamo comprendere chiaramente le sfide, i vantaggi e le opportunità di apprendimento uniche offerte dalla progettazione PCB open source. Questo non solo avvantaggerà ingegneri e produttori, ma promuoverà anche fortemente lo sviluppo dell'intera industria PCB.