< img height="1" width="1" style="display:none" src="https://www.facebook.com/tr?id=1724791474554128&ev=PageView&noscript=1" />

تصميم PCB لوحدة التحكم الدقيقة: دليل شامل

يختلف تصميم PCB لوحدة التحكم الدقيقة قليلًا عن اللوحات التقليدية؛ هناك العديد من المعلمات التي يجب الاهتمام بها وقواعد التصميم المختلفة التي يجب الالتزام بها. استخدم هذا لمعرفة عملية إنشاء واحد. لنبدأ بمعنى هذا النوع من ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

ما هي لوحة المتحكم الدقيق؟

لوحة المتحكم الدقيق (MCU) عبارة عن لوحة PCB قابلة للبرمجة تحتوي على واحد أو أكثر من وحدات التحكم الدقيقة. MCU هو جهاز كمبيوتر ذو شريحة واحدة. وهو بمثابة دماغ اللوحة ويحتوي على هذه الأجزاء الرئيسية: أ وحدة المعالجة المركزيةوالذاكرة وأجهزة الإدخال/الإخراج الطرفية.

لوحات الدوائر هذه سهلة التصنيع. كما أنها تكلف أقل من المعالجات، بالإضافة إلى أنه يمكنك استخدامها في أي مشروع تقريبًا، بدءًا من تلك التي تتضمن عناصر تحكم بسيطة إلى تلك التي تتطلب حسابات.

تعمل مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور MCU مع الإلكترونية المدمجة الأنظمة والأجهزة. فهي تساعد في أداء الوظائف التي يتحكم فيها البرنامج. على سبيل المثال، يمكنك ربطها بأجهزة استشعار للتفاعل مع الظروف أو وضعها في جهاز للتحكم في تشغيله.

يمكن أن يكون المتحكم الدقيق ثنائي الفينيل متعدد الكلور عبارة عن لوحة بسيطة تحتوي على عدد قليل من المكونات فقط أو نوع معقد يحتوي على العديد من الوصلات والطبقات الكهربائية؛ يعتمد ذلك على المشروع المعين ومستوى التحكم المطلوب.

باستخدام برنامج تصميم متحكم ثنائي الفينيل متعدد الكلور
باستخدام برنامج تصميم متحكم ثنائي الفينيل متعدد الكلور
الموارد: https://www.youtube.com/watch?v=aSsnLyKtIAU

تصميم متحكم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

تبدأ لوحة دائرة المتحكم الدقيق بإعداد التصميم. لإنشائه، عليك تحديد نوع وحدة التحكم المطلوبة والمكونات المختلفة. تحدد متطلبات مشروعك نوع ثنائي الفينيل متعدد الكلور الذي سيتم تصنيعه.

على سبيل المثال، قد تكون وحدة MCU المباشرة التي تحتوي على عدد قليل فقط من كيلو بايت من الذاكرة ومدخل إدخال/إخراج واحد كافية إذا كان التطبيق دالة موقوتة. ومع ذلك، قد لا يكون الأمر كذلك إذا كان المشروع يتطلب منطقًا معقدًا.

لتصميم MCU PCB، يجب أن تفهم الالكترونيات الرقمية والتناظرية. من الضروري أيضًا أن تعرف كيفية العمل مع برنامج تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور وأن يكون لديك فهم لمتطلبات اللوحة.

ولكن ماذا لو لم يكن لديك هذه المهارات؟ يمكنك إنشاء واحدة لك. توفر العديد من الشركات المصنعة خدمات تصميم وتصنيع لوحات الدوائر الإلكترونية.

وبدلاً من ذلك، يمكنك القيام بذلك وإرساله إلى الشركة المصنعة للإنتاج. تعرف على كيفية تصميم لوحات التحكم الدقيقة PCB في القسم التالي.

مخطط كتلة PCB للمتحكم الدقيق
مخطط كتلة PCB للمتحكم الدقيق
الموارد: https://www.researchgate.net

كيفية تصميم متحكم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

أنت الآن على دراية بهذا النوع من لوحات الدوائر، لذا فلنبدأ عملية التصميم. يتضمن إنشاء المخططات والتخطيط قبل إرسال ملف الإنتاج إلى الشركة المصنعة. اتبع هذه الخطوات.

الخطوة 1: مخطط الكتلة

تبدأ عملية تصميم لوحة المتحكم الدقيق بمخطط تخطيطي أو تمثيل لبنية اللوحة ووظائفها. أشر إلى أجزاء اللوحة في الرسم التخطيطي والغرض منها واتصالاتها. باختصار، تأكد من تثبيت ما يلي:

  • قوة المعالجة المطلوبة سيحدد هذا لاحقًا نوع وحدة التحكم المراد استخدامها
  • متطلبات الطاقة، بما في ذلك مستويات الجهد القصوى والدنيا
  • متطلبات الإدارة الحرارية
  • تخفيف EMI إحتياجات
  • أنواع المدخلات والمخرجات أو بروتوكولات الاتصال

استخدم المتطلبات المذكورة أعلاه لاختيار الأجزاء المختلفة، مثل دوائر ومكونات إدارة الطاقة والحرارة، وواجهات الاتصال، وأجهزة الاستشعار، وما إلى ذلك.

الخطوة 2: اختيار المتحكم الدقيق

تتوفر وحدات التحكم الدقيقة في العديد من الأنواع المختلفة اعتمادًا على الوظيفة المطلوبة. حدد نوع MCU الخاص بك بدقة بناءً على متطلبات المشروع. ستشمل خياراتك هذه الأنواع بشكل أساسي.

  • أفر مكو
  • الموافقة المسبقة عن علم مكو
  • أرم مكو
  • 8051 مكو
  • إم إس بي مكو

وتشمل التفاصيل الأخرى معدل بت (16، 32، 64)، نوع البنية (RISC، CISC)، نوع الذاكرة (على الرقاقة، خارج الرقاقة)، ​​ونوع الرقاقة (SIP، DIP، QFP، SIP، PGA، BGA، TQFP). تعد وحدات MCU المستندة إلى ARM هي الأكثر شيوعًا. أنها تناسب العديد من التطبيقات.

الخطوة 3: مخططات تصميم PCB للمتحكم الدقيق

بعد تحديد نوع وحدة التحكم، حان الوقت لإنشاء المخططات. الرسم التخطيطي هو تمثيل رقمي للدائرة بأكملها. تحتاج هذه الخطوة إلى برنامج مثل KiCad وAltium وما إلى ذلك، ويتضمن ما يلي:

  • الأجزاء المختلفة وأسمائها (وحدة التحكم IC، USB وموصلات البرمجة، منظم الجهد، المكثفات)
  • قيم المكونات وتقييماتها
  • أرقام المكونات أو الأجزاء

ابدأ بوضع المكونات النشطة. بعض الدوائر كبيرة جدًا ومعقدة بحيث لا يمكن وضعها في ورقة واحدة. فكر في إنشاء دوائر فرعية أولاً. ويمكنك بعد ذلك الانضمام إليها لاحقًا. يجعل المهمة أسهل. استخدم الرسم البياني لإعداد BOM أو فاتورة المواد.

الخطوة 4: تخطيط تصميم متحكم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

بعد الانتهاء من الرسم التخطيطي، يمكنك الآن إنشاء التخطيط. يتطلب هذا الجزء من عملية تصميم PCB لوحدة التحكم الدقيقة ترتيب المكونات وتوجيه الآثار. تأكد مما يلي عند وضع المكونات.

قم بتحسين عملية التوجيه لتقليل فقدان الإشارة من EMI أو الحديث المتبادل. لديك الآن تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور أو تمثيل ثلاثي الأبعاد للمكونات. المرحلة التالية هي اختباره من حيث الأداء الوظيفي وضمان عدم وجود أي إغفالات أثناء عملية التصميم.

الخطوة 5: التحقق من التصميم

بعد ذلك، تحقق من تصميمك عن طريق تشغيل عملية تلقائية. عادةً ما يكون لبرنامج تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص بوحدة التحكم الدقيقة هذه الوظيفة. وسوف يطابق المخططات مع التخطيط ويتحقق مما إذا كان التصميم يتبع القواعد المطلوبة.

أعد صياغة التصميم في حالة ظهور مشكلة. أنت لا تريد المضي قدمًا في الدوائر المعيبة. قد لا تعمل اللوحة الخاصة بك على النحو المنشود.

الخطوة 6: إنشاء ملفات الإنتاج

بعد تأكيد كل شيء، حان الوقت لإرسال تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور لوحدة التحكم الدقيقة إلى الشركة المصنّعة. لكن الملف لا يزال بتنسيق خاص، وتحتاج إلى تحويله إلى التنسيق القياسي للصناعة المسمى ملف جيربر.

سيحتوي ملف Gerber على طبقات اللوحة المختلفة. وهي تشمل معجون اللحام، والشاشة الحريرية، وملفات طبقة التجميع.

الملفات الضرورية الأخرى قبل الإنتاج هي ملفات التجميع أو الانتقاء والتجميع لتجميع المكونات وملف الحفر الخاص بالجهاز الذي سيقوم بإنشاء الثقوب.

تخطيط متحكم ثنائي الفينيل متعدد الكلور
تخطيط متحكم ثنائي الفينيل متعدد الكلور
الموارد: https://www.researchgate.net

المبادئ التوجيهية لتصميم PCB متحكم

وحدة التحكم الدقيقة الموجودة على PCB تعني أن اللوحة تحمل إشارات تناظرية ورقمية، بما في ذلك الأنواع عالية التردد. على هذا النحو، يجب عليك تحسين تصميمه لضمان سلامة الإشارة، والتوزيع المناسب للطاقة، وإدارة الحرارة، من بين متطلبات أخرى. يجب أن تساعدك هذه النصائح على تحقيق ذلك.

1. حدد الصحيح نوع تحكم بناءً على مشروعك المحدد. اختر نوعًا معقدًا إذا كان طلبك يتطلب معالجة أعلى والعكس صحيح.

2. فصل الخطوط التناظرية والرقمية أو عالية السرعة عند توجيه الآثار والآثار. وسوف يساعد على تجنب تدهور الإشارة.

3. تقصير الآثار. اجعلها مستقيمة، خاصة إذا كنت تصنع دائرة لجهاز متحكم PCB عالي الطاقة أو عالي التردد.

4. ضع الأجزاء المولدة للحرارة بالقرب من المشتتات الحرارية ومشتتات الحرارة الأخرى لمنع حدوث مشاكل حرارية. يمكنك تحديد موقعها في مناطق جيدة التهوية بدلاً من ذلك.

5. فصل طبقات الإشارة عن المستويات الأرضية، خاصة في حالة تصميم دائرة RF، وتقليل عدد المداخل لتقليل التداخل.

وفي الختام

في هذا الدليل، تعلمت خطوات تصميم PCB لوحدة التحكم الدقيقة. تتمتع لوحات MCU باعتبارات خاصة تتطلب مدخلات أكثر من اللوحات التقليدية. تشرح الخطوات والإرشادات الواردة في هذه المقالة ما يجب فعله وما لا يجب فعله عند إنشاء هذا النوع من اللوحة. استخدمها لضمان النجاح في إنشاء مشروعك ونجاح مشروعك.

احدث المقالات
تواصل معنا
ارسل رسالة