PCB Blogu - Dijital ekranlı termometrenin PCB kartı tasarımı hakkında

1. Giriş

Dijital ekranlı termometrenin PCB kartı tasarımı hakkında, bilim ve teknolojinin gelişmesi ve endüstriyel teknolojinin hızla gelişmesiyle birlikte, günlük üretimde ortam sıcaklığını ve ekipman sıcaklığını sıklıkla doğru bir şekilde ölçmemiz ve kontrol etmemiz gerekir. Bu nedenle, sıcaklık ölçümü ve kontrolünü incelemek çok önemlidir. Sıcaklığı dışarıdan algılamak istiyoruz, anahtar burada LM35 ile yapılan sıcaklık sensörü. Dış dünyanın sıcaklık değeri elde edildikten sonra, onu görüntülemek için belirli bir görüntüleme cihazına ihtiyaç vardır. Mevcut popüler yöntem, burada ICL7107 ile yapılan A/D dönüştürücü aracılığıyla analog miktarı dijital niceliğe dönüştürmektir. Ardından LED veya LCD aracılığıyla görüntüleyin. Aşağıda açıklanan termometre, çift ortak anotlu dijital tüp (LED) ile görüntülenir.

2. Dijital termometre devre şemasını ve PCB kartı tasarım yöntemini çizin, dikkat edilmesi gereken problemler

Bir termometrenin PCB devre şemasını başarılı bir şekilde tasarlamak istiyorsak, genellikle aşağıdaki adımlardan geçmemiz gerekir: İlk olarak, termometrenin şematik diyagramını çizmeyi öğrenin. Şematik diyagram çizerken, hangi bileşenlerin gerekli olduğunu, kütüphanede olmayan veya bulunması zor olan bileşenleri bilmeniz gerekir, küçük adımlar, tasarım ihtiyaçlarını karşılamak için bir bileşen kütüphanesi (Sch.Lib) oluşturmalıyız, ne zaman Bileşenleri oluştururken daha fazla koymalıyız Her bileşen, kolay çağrılması için bir kütüphaneye yerleştirilir ve gerekirse bileşen kütüphane dosyasında tanımlanmalıdır. Bileşeni, Schlib'e Gözat'taki Bileşenler'de seçebilir ve ardından Açıklama'da (Açıklama, Ayak İzi, varsayılan İşaretleyici, Sayfa bölümü Dosya Adı) tanımlayabilirsiniz. Bileşenleri oluştururken bazı küçük sorunlara dikkat etmeliyiz, örneğin: TL431 bileşen sembollerini yaparken pinler ızgaraya yerleşmiyor, şematik diyagrama aktarırken teller normal şekilde bağlanamıyor ve üzerinde hiçbir düğüm bulunamıyor. pimler. Bu noktada, üretim penceresine sağ tıklayıp Belge seçeneklerini seçebilir ve açılan Library Editor Workespace iletişim kutusunda Gird'de Snap ve Visibie seçeneğini ayarlayabiliriz. Bileşenleri yaparken, becerilere de dikkat etmelisiniz. Örneğin, mevcut bileşen kitaplığındaki benzer bileşenlerin yardımıyla bunları kendi üretim kitaplığınıza kopyalayın ve küçük değişiklikler yapın. Entegre çipler Icl7107, Icl7660, S-DSP yaparken, her pinin özelliklerine dikkat etmeli ve şematik diyagramda çipe neden olacak yanlış bağlantılardan kaçınmak için bunları tek tek dikkatlice ayarlamalısınız. hata ayıklama sırasında yanmak için. İkinci küçük adım, kullanılacak bileşenlerin bağlantı için şematik diyagrama aktarılmasıdır. Bağlantı işlemi sırasında bus bağlantısına dikkat ediniz. Bus yalnızca şematik bir elektrik bağlantısıdır ve gerçek bağlantı bir ağ etiketidir. Bu nedenle, bus kullanılırken ağ etiketleri yerleştirilmelidir. Üçüncü küçük adım, devre şeması bağlandıktan sonra, ERC, Raporlar/Malzeme listesi ve Netlist oluşturma işlemlerini yapmalıyız. Devre şemalarındaki devre hatalarını düzeltmek için elektriksel kural kontrolü. Devre şemasının bileşen bilgilerini görüntülemek için bileşen raporunu çalıştırın. PCB çizimi için bir netlist oluşturun. Tasarlanan şematik diyagram temel olarak aşağıdaki bölümlerden oluşmaktadır. İkinci adım, PCB kartı üretimini tamamlamaktır. Bir PCB kartı yapma adımı, pano çerçevesinin fiziksel boyutunu, kablolama boyutunu ve gerekli çeşitli pano katmanlarını belirleme, sihirbaz aracılığıyla tamamlanabilir. İkinci adım, PCB kartını tanımladıktan sonra, bileşenleri PCB kartına aktarmak için menü çubuğu komutunu Tasarım/Ağları Yükle komutunu çağırın. Bileşenleri yerleştirirken, BottomLayer katmanına yerleştirme adları ( Pinyin) ve yatay ayna görüntüsü gibi farklı katmanlara farklı bileşenlerin yerleştirilmesi gerektiğine dikkat edilmelidir, Çince karakterleri kullanamaz. Üçüncü adım, jumper'ın geçiş formunu seçmektir. Dördüncü adım, bileşen formunu ve pedler arasında geçen bakır film çizgilerinin sayısını seçin ve menü çubuğu komutunu Design/Rules to set çağırın. Dördüncü adım, yönlendirme parametrelerini ayarlamaktır. Beşinci adım, PCB kartını bağladıktan sonra, tasarım kurallarını kontrol etmeniz ve menü çubuğu komutunu Araçlar/Tasarım Kuralları Kontrolü'nü çağırmanız gerekir. Bu, tasarım hatalarını ve elektrik hatalarını önleyebilecek şekilde yapılabilir.

3. Baskı, transfer baskı ve korozyon işleme ve bakır kaplı PCB kart diyagramlarının sorunları.

1) PCB kartı şemasını bir lazer yazıcı ile termal transfer kağıdına yazdırın (PCB kartını yapmak için termal transfer kağıdını kullanın)

Başlat menüsünde bir yazıcı ekleyin ve yazıcı ekleme sihirbazının adımlarını izleyin (bağlı gerçek bir yazıcı yoksa, bir yazıcı seçebilirsiniz) PCB kartı haritası yazdırma ayarları: pencerede yazdırılacak PCB kartı haritasına geçin , Dosya altında, Yazdır/Önizleme'yi seçin, Explorer altında PPC formatı son ekine sahip bir belge, yani yazdırılan belge görüntülenir: PCB PPC'yi Önizle, yöneticiyi PCB Baskısına Gözat'a çevirin, yazdırılacak katmanı seçin ve ayarlayın: yazdırılan grafiklerin alt katmanı MultiLayer'ı Katmanlar sütununda üst katmana ayarlayın, nSeçenekler sütununda Delikleri Göster'i işaretleyin, nRenk Kümesi sütununda Siyah Beyaz'ı (siyah beyaz grafikler) seçin. PCB devre şemasını tasarlarken, Alt Katman katmanına "String" koyun ve adınızı (Chinese Pinyin) ve tasarım tarihini buraya yazın. İsim ve tarih yatay olarak yansıtılmalıdır. Ayarlandıktan sonra, alttaki grafikleri termal transfer kağıdına yazdırın.

2) Kesme malzemesi: Bakır kaplı plakayı boyutuna göre kesin, ince zımpara ile parlatın, temizleyin

3) Basılı PCB kartının alt katmanını bir termal transfer makinesi ile bakır kaplı panele aktarın

4) Tahtayı onarın: az miktarda basılmamış çizgiyi çabuk kuruyan boyayla onarın

5) Korozyon: Paslanması için bakır kaplı kartı baskılı devre kartıyla birlikte demir klorür çözeltisine koyun. Çözelti konsantrasyonu yüksek ve sıcaklık yüksek ise korozyon hızı hızlıdır ancak konsantrasyon ve sıcaklık uygun olmalıdır. Ustalaşmak için korozyon zamanı.

6) Yıkayın ve kurutun

7) Delik delin, uygun çapta bir matkap seçin: entegre devre pimleri ve genel dirençler ve kapasitörler için 0,8 mm çapında bir matkap. Bileşen pimleri kalınsa, matkabı ölçülen değere göre daha büyük bir çapla değiştirebilirsiniz. Delme işlemi sırasında matkap ucu fikstüre mümkün olduğunca derine yerleştirilmeli ve fikstür sıkılmalıdır.

8) Bakır film üzerindeki mürekkebi çıkarın: Bakır film hattını kaplayan mürekkebi silmek için organik solvent (alkol, muz suyu, aseton vb.) kullanın. Yukarıdaki solvent mevcut olmadığında zımpara kağıdı ile de silinebilir.

9) Devre kartını zımparalayın ve kontrol edin: Mürekkebi çıkardıktan sonra bakır film teli daha ince zımpara kağıdı ile parlatın. Taşlama ne kadar iyi olursa, kaynak o kadar iyi olur. Bununla birlikte, bakır film kalınlığının aşırı kaybını önlemek için çok fazla cilalamayın. Zımparaladıktan sonra peçete ile temizleyiniz. Devre kartını kontrol edin: PCB kartı üzerindeki hatlar arasında kısa devre veya açık devre olup olmadığını kontrol etmek için bir multimetre kullanın. Kısa devre varsa kesilmeli, açık devre varsa lehimlenip bağlanmalıdır.

10) Akı: Kullanım için akı yapmak için reçineyi susuz alkolde çözün. Akı konsantrasyonunun uygun olması gerektiğini unutmayın. Çok kalın, kuruduktan sonra parlak değil, çok ince, düşük lehim performansı. Alkol reçine akışını temizlenmiş PCB kartına eşit şekilde uygulamak için bir fırça kullanın. Fırçalarken, delinmiş deliklerin tıkanmasını önlemek için PCB kartını dikey olarak yerleştirin. Sadece bir kez fırçalayın. Çok fazla fırçalamanın kırışması ve parlamaması kolaydır. Alkol reçine akı ile kaplanmış PCB kartını güneşte kurutmak veya doğal olarak kurutmak için yerleştirin. ICL7107, ±2LSB (etkili bit) doğruluğuna sahip ondalık bir çift integral 3-bit analogdan dijitale dönüştürücüdür. Tipik referans voltajları sırasıyla 100.0 mV ve 1000 mV olduğunda ve ilgili çevresel devre entegre direnci ve entegre kondansatör seçildiğinde, tam ölçekli 200 mV ve 2000 mV olan iki tip devre oluşturulur. Analog devre, sinyal örnekleme ve entegrasyonunu gerçekleştirmek için bir anahtar ve bir işlemsel yükselticiden oluşur. Diferansiyel girişi benimser ve giriş empedansı 1O10Ω'dir. Dijital devre, sayaçlar, mandallar, kontrol mantığı ve ekran kod çözücülerinden oluşur. Giriş analog sinyal voltaj değeri önce onunla orantılı bir zaman genişliği sinyaline dönüştürülür ve daha sonra sabit frekanslı saat darbeleri bu zaman genişliğinde sayılır, sayma sonucu giriş analog sinyalinin sayısıyla orantılıdır ve dijital kilit gerçekleştirilir. ekranı kaydedin ve kodunu çözün. Dönüşüm döngüsü 3 aşamaya ayrılmıştır: otomatik sıfır stabilizasyon (AZ) aşaması, sinyal entegrasyonu (INT) aşaması ve bütünleşmeyi bozma (DE) aşaması. Zamanlar:

(1) Otomatik sıfır stabilizasyon aşaması (AZ), TAZ =1O00×TCL-(2000×TCL-1000×TCL×lN/VREF

(2) Sinyal entegrasyon aşaması (INT), giriş analog sinyali entegre edilmiştir ve zaman sabittir: TINT= l000×TCL

(3) Ters entegrasyon (DE) aşaması: Bu aşama, giriş sinyaline zıt kutuplu referans voltajı VREF'i entegre etmektir. Tersine çevirme entegrasyon zamanı: T(DE)MAX =2000×TCL, ters entegrasyondan entegratör çıkışının analog ortak terminal (C00M0N) voltajına dönme zamanı VCOM, giriş analog voltajıyla orantılıdır, ve dijital okuması:

5. Bileşenlerin montajı ve hatalarının ayıklanması

5.1 Test yöntemi benimsenmiştir: pim 37'nin TEST terminali pim 1 ile kısa devre yapılmıştır ve sayaç -188.8'i göstermelidir. Şu anda, ekranda eksik vuruş olup olmadığını kontrol edebilirsiniz. Varsa pin ve bağlantıların çoğu lehimlidir. İlk olarak, kısa devre IN+ ve IN-, sayaç "0000" göstermelidir. Sıfır değilse, referans kaynak kapasitör C2'yi ve otomatik sıfır kapasitör C4'ü sızıntı açısından kontrol edin. 3l pini 36 pin ile kısa devre yapın, sayaç okuması 1000 olmalıdır. Sapma varsa RP potansiyometresini ayarlayın. Hala çalışmıyor, çoğu RP ve entegre kapasitör C3'ün kötü olması nedeniyle. Kısa devre pimi 32 ve pim 26, sayaçtaki bit -l'yi göstermelidir ve diğer bitler kapalıdır. Aksi takdirde, güç kaynağını kontrol edin veya çipi değiştirin.

5.2 Arıza olgusuna göre onarım: Bu yöntem doğrudandır ve arızaya daha hızlı karar verilir. Örneğin: giriş sinyali sıfır, sayaç ekranı sıfır değil ve atmaya devam ediyor. Referans kapasitör C2 ve otomatik sıfır kapasitör C4 kontrol edilmelidir. Sayaç kafasının okuma sapması büyükse, C3 entegre kapasitöründe sorun olabilir veya referans voltajı değişmiş olabilir.

6. Deney özeti

a. BottomLayer katmanına adı (pinyin) yerleştirin ve yatay olarak yansıtın ve Çince karakterleri kullanamaz

B. Ağ listesini kontrol edin: Şematik diyagramdaki Ağlara göre, herhangi bir hata olup olmadığını görmek için PCB kartındaki yönetici Ağlar altında tek tek kontrol edin.

C. PCB kartı yapıldıktan sonra, DRC denetimi yapılmalıdır, vurgu (yeşil) görüntülenmez

D. Bileşenler yapılırken paket diyagramının konumuna dikkat edilmez. Genel olarak, 1 numaralı ped koordinatların başlangıç noktasına yerleştirilmelidir. Koordinatların orijininden uzaksa PCB düzenine çağrıldığında yerleştirme konumundan çok uzakta olacak ve hatta görünmeyecektir.

e. ICL7107, ICL7660, MC78058T, TL431 ve S-DSP'nin normal olup olmadığını nasıl test edeceğinizi öğrenin.

F. ICL7660 voltajı ters çevirme işlevine sahiptir, ICL7107 D/A dönüştürme ve kod çözme işlevine sahiptir, LM35 sıcaklık sinyalini elektrik sinyaline dönüştürebilir ve MC7805T, PCB kartı üzerinde +5V voltaj sağlama işlevine sahiptir.