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, monta o quadro, encomenda (ou você mesmo grava) e depois monta. Muitas vezes acontece que, embora o PCB seja perfeito, você negligenciou um problema em um nível completamente diferente. Agora você precisa pedir outro seguido de um terceiro ou até mesmo um quarto. Cada iteração prejudica o orçamento do projeto e prejudica os prazos. Para evitar isso, normalmente adiei o compromisso com o primeiro PCB pelo maior tempo possível.

O próprio circuito 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. Componentes conectados em uma placa de plug-in de prototipagem padrão geralmente farão o trabalho aqui. Alternativamente, você pode usar tábuas, mas às vezes prefiro a estrutura de “ouriço” construída sobre uma tampa de lata (figura 1 ). Isso fornece um plano de aterramento decente e as conexões soldadas significam que você não sofre falhas intermitentes devido a contatos escamosos do conector. Os valores dos componentes podem ser facilmente alterados até que tudo funcione perfeitamente. Se o circuito se mostrar instável, você poderá descobrir o melhor local para instalar 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. Neste caso, você pode conectar componentes externos para testar provisoriamente a função geral e desenvolver o firmware. Muitas vezes é fácil perceber se será necessário incluir precauções para imunidade a interferências. Os problemas de EMC se revelam gerando sinais de interferência que você pode ouvir no rádio. Você já deve ter notado que o circuito reage mal a fontes de interferência próximas. Isso indicará que será necessária atenção especial à imunidade a interferências no layout da placa. Em muitos casos, eu ligo os componentes em uma placa de ensaio para ter uma ideia melhor do tamanho da placa finalizada e de um possível posicionamento dos componentes e de quaisquer controles, bem como tomadas para energia e sinais. Isso pode então se tornar um protótipo útil (Figura 2 ). Um cliente pode até utilizá-lo para realizar testes iniciais e sugerir alterações que podem então ser facilmente testadas. Depois que o circuito estiver finalizado, você poderá voltar sua atenção para o PCB. Até agora, provavelmente foram usados ​​componentes com fio para construir o circuito, mas o PCB final provavelmente usará SMDs. O layout da placa de ensaio provavelmente não foi otimizado para EMC porque não há plano de aterramento, 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 design de PCB requerem primeiro a entrada do diagrama de circuito. 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 existem muitos componentes semelhantes. Isto se aplica principalmente a conectores, interruptores, potenciômetros e similares. Também é necessário determinar se o componente escolhido está realmente disponível e ter certeza de que seu contorno no layout da PCB está correto. É tão frustrante descobrir que sua placa de circuito impresso linda e imaculada tem espaçamento incorreto entre furos 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 avaliar mal seu tamanho real. Isso pode ser um problema se você pretende preencher o quadro manualmente. Os menores componentes são problemáticos, pelo menos quando soldados manualmente. Você deve ter alguns exemplos das peças em sua mesa para realizar uma rápida verificação da realidade. Eu, pessoalmente, acho o contorno 0805 mais fácil de soldar. Lembro-me de um projeto desenhado com componentes tamanho 0402 para economizar espaço. Foi extremamente difícil soldar os componentes para construir o protótipo, mas esta situação pode, claro, ser evitada se a PCB for entregue montada. Depois de selecionados todos os componentes, o diagrama do circuito pode ser desenhado com todas as conexões. Aliás, 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 da PCB corresponda ao diagrama do circuito.