Dicas e truques de PCB

Dependendo da sua perspectiva, estilo de trabalho e experiência anterior, você pode pensar que uma PCB personalizada para um projeto deve ser encomendada logo no início do processo de desenvolvimento. Você tem uma ideia, desenha um esquema, coloca a placa, encomenda (ou grava você mesmo) e depois monta. Muitas vezes, mesmo que o PCB seja perfeito, você esqueceu um problema em um nível completamente diferente. Agora você precisa pedir outro seguido de um terceiro ou até quarto. Cada iteração tira uma parte do orçamento do projeto e invade os prazos. Para evitar isso, geralmente adio o compromisso com o primeiro PCB o máximo possível.

O circuito em si precisa ser verificado e testado de alguma forma. Não importa o quanto sua primeira configuração de teste pareça um ninho de ratos, ela ainda fornecerá informações vitais sobre se tudo está funcionando como deveria. Os componentes conectados em uma placa de plugue de prototipagem padrão geralmente fazem o trabalho aqui. Como alternativa, você pode usar papelão, mas às vezes prefiro a estrutura de "ouriço" construída em uma tampa de lata (figura 1 ). Isso fornece um plano de aterramento decente e as conexões soldadas significam que você não sofre falhas intermitentes de contatos de conector escamosos. Os valores dos componentes podem ser facilmente alterados até que tudo funcione perfeitamente. Se o circuito se mostrar instável, você pode descobrir o melhor local para colocar capacitores de desacoplamento de alimentação e capacitores de pequeno valor para aterrar em pontos ao longo do caminho do sinal.

Ao lidar com um projeto baseado em microcontrolador, você normalmente começaria com uma placa de desenvolvimento pronta para uso. Nesse caso, você pode conectar componentes externos para testar provisoriamente a função geral e desenvolver o firmware. Geralmente é fácil ver se você precisará incluir precauções para imunidade a interferências. Os problemas de EMC se revelam pela geração de sinais de interferência que você pode ouvir em um rádio. Você já deve ter notado que o circuito reage mal a fontes de interferência próximas. Isso indicará que atenção especial à imunidade à interferência será necessária no layout da placa. Em muitos casos, eu conecto os componentes em uma placa de ensaio para ter uma ideia melhor do tamanho da placa finalizada e uma possível colocação dos componentes e quaisquer controles, bem como tomadas para alimentação e sinais. Isso pode se tornar um protótipo útil (Figura 2 ). Um cliente pode até mesmo usá-lo para realizar testes iniciais e sugerir mudanças que podem ser facilmente testadas. Depois que o circuito for finalizado, você poderá voltar sua atenção para o PCB. Até agora, os componentes com fio provavelmente foram usados ​​para construir o circuito, mas o PCB final provavelmente usará SMDs. O layout da breadboard provavelmente não foi otimizado para EMC porque não há plano de terra, mas agora sabemos o que ainda precisa ser melhorado.

Você provavelmente já possui diagramas de circuitos na forma de esboços. Mas todas as ferramentas de software de projeto de PCB requerem a entrada do diagrama de circuito primeiro. Cada componente precisa ser especificado com muita precisão. "Resistência 10 kΩ" não serve, você tem que detalhar o pacote, por exemplo, um resistor SMD de tamanho 0805. Escolher os componentes certos geralmente consome muito tempo porque há muitos componentes semelhantes. Isso se aplica principalmente a conectores, interruptores, potenciômetros e similares. Também é necessário determinar se o componente escolhido está realmente disponível e certificar-se de que seu contorno no layout do PCB esteja correto. É tão frustrante descobrir que seu PCB bonito e impecável tem espaçamento de furos errado e o soquete USB não cabe na placa. Tenha muito cuidado ao selecionar os componentes. Uma coisa que descobri ao trabalhar com resistores e capacitores SMD é que eles parecem tão grandes e gerenciáveis ​​na tela que é fácil julgar mal seu tamanho real. Isso pode ser um problema se você pretende preencher o quadro manualmente. Os componentes menores são problemáticos, pelo menos ao soldar à mão. Você deve ter alguns exemplos das peças em sua mesa para realizar uma verificação rápida da realidade. Eu, pessoalmente, acho o contorno 0805 mais fácil de soldar. Lembro-me de um projeto feito com componentes do tamanho 0402 para economizar espaço. Foi extremamente difícil soldar os componentes para construir o protótipo, mas esta situação pode, é claro, ser evitada se a PCB for entregue montada. Uma vez selecionados todos os componentes, o diagrama do circuito pode ser desenhado com todas as conexões. A propósito, se ocorrer um erro posteriormente ao desenhar a placa de circuito, você sempre terá que voltar ao diagrama de circuito e fazer as alterações primeiro. O software de layout da placa sempre garante que o layout da trilha PCB corresponda ao diagrama de circuito.