Basılı devre kartlarından bahsederken, acemiler genellikle “PCB şemaları” ve “PCB tasarım dosyalarını” karıştırır, ancak aslında farklı şeylere atıfta bulunurlar. Aralarındaki farklılıkları anlamak PCB'leri başarılı bir şekilde üretmenin anahtarıdır, bu nedenle yeni başlayanların bunu daha iyi yapabilmesi için bu makale PCB şemaları ve PCB tasarımı arasındaki temel farklılıkları bozacaktır.
PCB nedir
Şematik ve tasarım arasındaki farka girmeden önce, anlaşılması gereken bir PCB nedir?
Temel olarak, elektronik cihazların içinde baskılı devre kartları olarak da adlandırılan basılı devre kartları vardır. Değerli metalden yapılmış bu yeşil devre kartı, cihazın tüm elektrik bileşenlerini bağlar ve normal çalışmasını sağlar. PCB olmadan elektronik ekipman çalışmaz.
PCB şeması ve PCB tasarımı
PCB şeması, farklı bileşenler arasındaki işlevselliği ve bağlantıyı gösteren basit iki boyutlu bir devre tasarımıdır. PCB tasarımı üç boyutlu bir düzendir ve bileşenlerin konumu, devrenin normal çalışması garanti edildikten sonra işaretlenir.
Bu nedenle, PCB şeması basılı bir devre kartı tasarlamanın ilk kısmıdır. Bu, ister yazılı formda veya veri formunda devre bağlantılarını tanımlamak için kararlaştırılmış sembolleri kullanan grafiksel bir gösterimdir. Ayrıca bileşenlerin kullanılmasını ve bunların nasıl bağlanmasını ister.
Adından da anlaşılacağı gibi, PCB şeması bir plan ve bir plandır. Bileşenlerin nereye yerleştirileceğini göstermez. Aksine, şematik, PCB'nin nihayetinde bağlantı kuracağını ve planlama sürecinin önemli bir parçasını oluşturacağını özetler.
Plan tamamlandıktan sonra, bir sonraki adım PCB tasarımıdır. Tasarım, bakır izleri ve deliklerin düzeni de dahil olmak üzere PCB şemasının düzeni veya fiziksel temsilidir. PCB tasarımı, yukarıda belirtilen bileşenlerin konumunu ve bunların bakırla bağlantısını gösterir.
PCB tasarımı performansla ilgili bir aşamadır. Mühendisler, ekipmanın düzgün çalışıp çalışmadığını test edebilmeleri için PCB tasarımı temelinde gerçek bileşenler inşa ettiler. Daha önce de belirttiğimiz gibi, herkes PCB şemasını anlayabilmelidir, ancak prototipe bakarak işlevini anlamak kolay değildir.
Bu iki aşama tamamlandıktan ve PCB'nin performansından memnun kaldıktan sonra, üretici aracılığıyla uygulamanız gerekir.
PCB şematik öğeleri
İkisi arasındaki farkı kabaca anladıktan sonra, PCB şemasının öğelerine daha yakından bakalım. Bahsettiğimiz gibi, tüm bağlantılar görülebilir, ancak akılda tutulması gereken bazı uyarılar var:
Bağlantıları net bir şekilde görebilmek için ölçeklendirmek için oluşturulmazlar; PCB tasarımında, birbirlerine çok yakın olabilirler
Bazı bağlantılar birbirini geçebilir, bu aslında imkansızdır
Bazı bağlantılar düzenin karşı tarafında olabilir, bir işaret bağlantılı olduğunu gösterir
Bu PCB “Blueprint”, tasarıma dahil edilmesi gereken tüm içeriği tanımlamak için bir sayfa, iki sayfa veya hatta birkaç sayfa kullanabilir
Dikkat edilmesi gereken son şey, daha karmaşık şemaların okunabilirliği artırmak için fonksiyona göre gruplandırılabileceğidir. Bağlantıların bu şekilde düzenlenmesi bir sonraki aşamada gerçekleşmeyecek ve şemalar genellikle 3D modelin son tasarımıyla eşleşmez.
PCB Tasarım Elemanları
Şimdi PCB tasarım dosyasının öğelerini daha derinlemesine inceleme zamanı. Bu aşamada, yazılı planlardan laminat veya seramik malzemeler kullanılarak oluşturulan fiziksel temsillere geçtik. Özellikle kompakt bir alan gerektiğinde, bazı daha karmaşık uygulamalar esnek PCB'lerin kullanılmasını gerektirir.
PCB tasarım dosyasının içeriği, şematik akış tarafından oluşturulan planı takip eder, ancak daha önce de belirtildiği gibi, ikisi görünüşte çok farklıdır. PCB şemalarını tartıştık, ancak tasarım dosyalarında ne gibi farklılıklar görülebilir?
PCB tasarım dosyaları hakkında konuştuğumuzda, basılı bir devre kartı ve tasarım dosyaları içeren bir 3D modelden bahsediyoruz. İki katman en yaygın olmasına rağmen, tek katman veya çoklu katman olabilirler. PCB şemaları ve PCB tasarım dosyaları arasındaki bazı farklılıkları gözlemleyebiliriz:
Tüm bileşenler doğru boyutlandırılmış ve konumlandırılmıştır
İki nokta bağlanmaması gerekiyorsa, birbirlerini aynı katmanda geçmemek için etrafta dolaşmalı veya başka bir PCB katmanına geçmelidirler
Buna ek olarak, kısaca konuştuğumuz gibi, PCB tasarımı gerçek performansa daha fazla dikkat eder, çünkü bu bir dereceye kadar nihai ürünün doğrulama aşamasıdır. Bu noktada, tasarımın pratikliği aslında işe yaramalı ve basılı devre kartının fiziksel gereksinimleri dikkate alınmalıdır. Bunlardan bazıları şunları içerir:
Bileşenlerin aralığı nasıl yeterli ısı dağılımına izin verir
Kenarda konektörler
Mevcut ve ısı sorunları ile ilgili olarak, çeşitli izlerin ne kadar kalın olması gerektiği
Fiziksel sınırlamalar ve gereksinimler, PCB tasarım dosyalarının genellikle şemadaki tasarımdan çok farklı göründüğü anlamına geldiğinden, tasarım dosyaları ekran baskılı bir katman içerir. İpek ekran katmanı, mühendislerin tahtayı birleştirmesine ve kullanmasına yardımcı olacak harfleri, sayıları ve sembolleri gösterir.
Tüm bileşenler baskılı devre kartına monte edildikten sonra planlandığı gibi çalışmak gerekir. Değilse, yeniden çizmeniz gerekir.
Sonuç olarak
Her ne kadar PCB şemaları ve PCB tasarım dosyaları genellikle karıştırılsa da, aslında PCB şemaları ve PCB tasarımını yazdırılmış bir devre kartı oluştururken iki ayrı işlemi ifade eder. İşlem akışını çizebilen PCB şematik diyagramı, PCB tasarımı gerçekleştirilmeden önce oluşturulmalı ve PCB tasarımı PCB'nin performansını ve bütünlüğünü belirlemenin önemli bir parçasıdır.