Suggerimenti e trucchi per PCB

A seconda del tuo punto di vista, del tuo stile di lavoro e delle tue precedenti esperienze, potresti pensare che un PCB personalizzato per un progetto debba essere ordinato proprio all'inizio del processo di sviluppo. Ti viene un'idea, disegni uno schema, disponi la tavola, la ordini (o la incidi tu stesso) e poi la assembli. Spesso accade che, anche se il PCB è perfetto, si sia trascurato un problema a un livello completamente diverso. Ora devi ordinarne un altro seguito da un terzo o addirittura un quarto. Ogni iterazione riduce il budget del progetto e viola le scadenze. Per evitare ciò, di solito rimando il più a lungo possibile l'impegno per il primo PCB.

Il circuito stesso deve essere controllato e testato in qualche modo. Non importa quanto la tua prima configurazione di test assomigli a un nido di topi, fornirà comunque informazioni vitali per verificare se tutto funziona come dovrebbe. I componenti cablati su una scheda di prototipazione standard spesso svolgono il lavoro in questo caso. In alternativa si potrebbe usare il listello, ma io a volte preferisco la struttura “a riccio” costruita su un coperchio di latta (Figura 1 ). Questo ti dà un piano di massa decente e le connessioni saldate significano che non subisci guasti intermittenti dovuti a contatti traballanti del connettore. I valori dei componenti possono essere facilmente modificati finché tutto non funziona in modo ottimale. Se il circuito risulta instabile, è possibile trovare il posto migliore in cui fornire condensatori di disaccoppiamento e condensatori di piccolo valore a terra in punti lungo il percorso del segnale.

Quando si ha a che fare con un progetto basato su microcontrollore, normalmente si inizia con una scheda di sviluppo standard. In questo caso è possibile collegare componenti esterni per testare provvisoriamente il funzionamento complessivo e sviluppare il firmware. Spesso è facile capire se sarà necessario includere precauzioni per l'immunità alle interferenze. I problemi EMC si manifestano generando segnali di interferenza che puoi sentire alla radio. Potresti aver già notato che il circuito reagisce male alle fonti di interferenza vicine. Ciò indicherà che nel layout della scheda sarà richiesta particolare attenzione all'immunità alle interferenze. In molti casi, cablaggio i componenti su una breadboard per avere un'idea migliore delle dimensioni della scheda finita e del possibile posizionamento dei componenti e degli eventuali controlli, nonché prese per alimentazione e segnali. Questo può quindi diventare un pratico prototipo (figura 2 ). Un cliente potrebbe utilizzarlo anche per effettuare test iniziali e suggerire modifiche che potranno poi essere facilmente testate. Una volta finalizzato il circuito, puoi rivolgere la tua attenzione al PCB. Fino ad ora per costruire il circuito sono stati probabilmente utilizzati componenti cablati, ma il PCB finale molto probabilmente utilizzerà SMD. Il layout della breadboard probabilmente non è stato ottimizzato EMC perché non c'è un piano di massa, ma ora sappiamo cosa deve ancora essere migliorato.

Probabilmente hai già schemi elettrici sotto forma di schizzi. Ma tutti gli strumenti software di progettazione PCB richiedono prima l'input dello schema elettrico. Ogni componente deve essere specificato in modo molto preciso. La “resistenza 10 kΩ” non va bene, è necessario dettagliare il pacchetto, ad esempio un resistore SMD di dimensione 0805. La scelta dei componenti giusti è spesso molto dispendiosa in termini di tempo perché ci sono tanti componenti simili. Ciò vale soprattutto per connettori, interruttori, potenziometri e simili. E' inoltre necessario accertarsi che il componente scelto sia effettivamente disponibile ed essere sicuri che la sua sagoma sul layout PCB sia corretta. È così frustrante scoprire che il tuo bellissimo PCB intatto ha una spaziatura dei fori sbagliata e la presa USB non si adatta alla scheda. Fai molta attenzione quando selezioni i componenti. Una cosa che ho scoperto lavorando con resistori e condensatori SMD è che sembrano così grandi e maneggevoli sullo schermo che è facile valutare erroneamente le loro dimensioni reali. Questo può essere un problema se intendi popolare la scheda manualmente. I componenti più piccoli sono problematici, almeno quando si salda a mano. Dovresti avere alcuni esempi delle parti sulla tua scrivania per eseguire un rapido controllo della realtà. Personalmente trovo che il profilo 0805 sia il più semplice da saldare. Ricordo un progetto progettato utilizzando componenti di dimensione 0402 per risparmiare spazio. Saldare i componenti per realizzare il prototipo si è rivelato estremamente difficile, ma questa situazione può ovviamente essere evitata se il PCB viene consegnato assemblato. Una volta selezionati tutti i componenti è possibile disegnare lo schema elettrico con tutti i collegamenti. Se poi si verifica un errore durante il disegno del circuito stampato, bisogna sempre tornare allo schema elettrico e apportare prima le modifiche. Il software di layout della scheda garantisce sempre che il layout della traccia PCB corrisponda allo schema elettrico.