Pokud chcete vytvořit schéma pro PCB, měli byste začít s PCB reverzní inženýrství pořízením jasného obrazu desky plošných spojů. Tento krok vám pomůže prohlédnout si návrh a sledovat každé spojení ve schématu. Použijete manuální i automatické způsoby, abyste se ujistili, že vaše schéma odpovídá skutečné desce plošných spojů. Správnost je důležitá, protože dobré poznámky vám pomohou se s návrhem seznámit a ukázat ostatním vaši práci. Kroky reverzního inženýrství vyžadují pečlivost, abyste mohli změnit obrázek desky plošných spojů na plnohodnotné schéma a udělat si dobré poznámky pro pozdější projekty.
Key Takeaways
Začněte s jasnými a ostrými obrázky desek plošných spojů. Použijte dobré osvětlení a správné nástroje, abyste vše viděli.
Před zahájením obkreslování upravte a zarovnejte fotografie desek plošných spojů. To vám pomůže lépe vidět spoje.
Pečlivě obkreslujte každou plošku a obkreslování. Pro vytvoření správného netlistu použijte ruce a software společně.
Značka schémata s nástroji EDA jako KiCad a SKiDL. Často si kontrolujte svou práci, abyste nedělali chyby.
Zkontrolujte si schéma pohledem na skutečnou desku plošných spojů. Proveďte kontrolu návrhu a napište si jasné poznámky k tomu, co zjistíte.
Nástroje a nastavení
Základní nástroje
Pro zpětné inženýrství desky plošných spojů potřebujete správné nástroje. Tyto nástroje vám pomohou vidět každou část desky plošných spojů. Také vám usnadní práci. Zde je několik věcí, které byste měli použít:
Kamera nebo skener s vysokým rozlišením: Pořiďte ostré snímky rozvržení desky plošných spojů.
Dobré osvětlení: Osvětlete desku plošných spojů, abyste viděli všechny součástky.
Lupa nebo mikroskop: Prohlédněte si drobné kousky a drobné detaily.
Nástroje pro úpravu obrázků: Před obkreslením opravte a vyčistěte obrázky.
Rentgenové přístroje nebo 3D skenovací systémy: Podívejte se dovnitř vícevrstvých desek plošných spojů, podobně jako lékař používá CT vyšetření.
Multimetr: Otestujte připojení a kontrolujte svou práci během trasování.
Tip: Před fotografováním desku plošných spojů očistěte. Prach nebo otisky prstů mohou skrýt drobné předměty. Desku plošných spojů umístěte na rovný, matný povrch. Ujistěte se, že je pracovní prostor světlý a má dostatek místa pro vaše nástroje.
Přehled softwaru
K převodu obrázků desek plošných spojů do schémat potřebujete speciální software. Každý program je dobrý v jiných věcech. Některé vám pomohou s trasováním čar. Jiné vám umožní vytvořit schéma z ničeho. Žádný nástroj nezvládne všechno, takže můžete použít více než jeden.
Vývoj | KLÍČOVÉ VLASTNOSTI |
|---|---|
DipTrace | Vkládá soubory DXF, zachovává velikosti a umožňuje vybírat vrstvy pro součástky plošných spojů. |
orel | Vkládá bitmapové obrázky pro obkreslení a rozděluje vrstvy podle barvy. |
Circad | Má nástroje pro reverzní inženýrství, zarovnává obrázky a po dokončení rozvržení odstraňuje obrazová data. |
Sprint-Layout 6.0 | Převádí fotografie na rozvržení desek plošných spojů, ale neumí vytvářet seznamy sítí pro schémata. |
Adobe Illustrator | Převádí obrázky do vektorů a odesílá je do formátu DXF, což je vhodné pro sítotisk a úhledné kresby. |
pstoedit/pdf2cad | Mění PDF nebo AI soubory do DXF/DWG pro programy na plošné spoje, přičemž zachovává ostré čáry. |
Pro dosažení nejlepších výsledků často použijete více než jeden program. Například můžete opravit obrázek desky plošných spojů v Adobe Illustratoru. Poté jej můžete přenést do DipTrace nebo Eagle a obkreslit. Postup krok za krokem vám pomůže vytvořit schéma, které odpovídá skutečné desce plošných spojů.
Snímání obrazu z desek plošných spojů
Tipy pro fotografování a skenování
Chcete, aby obrázky vaší desky plošných spojů byly velmi ostré. Umístěte desku plošných spojů na tmavé pozadí. Díky tomu budou součástky lépe viditelné. Pro dosažení nejlepších výsledků použijte kameru nebo skener s vysokým rozlišením. Mnoho lidí používá kamery s velkým množstvím megapixelů. Tyto kamery dokáží zobrazit drobné součástky a tenké čáry. Dobré osvětlení je stejně důležité jako dobrá kamera. Zkuste použít LED světla v barvách, jako je červená nebo bílá. To pomáhá rovnoměrně rozptýlit světlo. Stíny mohou skrýt drobné věci, proto světla posouvejte. Pohybujte je, dokud neuvidíte každou část desky plošných spojů.
Tip: Před fotografováním očistěte desku plošných spojů. Prach nebo otisky prstů mohou skrýt důležité detaily.
Při fotografování držte fotoaparát stabilně. Stativ může pomoci zabránit rozmazaným fotografiím. Ujistěte se, že je objektiv dostatečně blízko, aby byly vidět i malé části. Nepřibližujte se však tak blízko, aby byl obraz rozmazaný. Pokud používáte skener, nastavte jej na nejvyšší rozlišení. Získáte tak ostré snímky pro pozdější obkreslení. U velmi složitých desek můžete použít automatizované optické kontrolní systémy. Ty používají speciální kamery a světla k zobrazení každého detailu.
Manipulace s oboustrannými deskami
Oboustranné desky plošných spojů vyžadují další kroky. Musíte zachytit obě strany, aniž byste promeškali jakékoli stopy. Nejprve naskenujte nebo vyfoťte horní a spodní vrstvu. Pro každý obrázek použijte nastavení s vysokým rozlišením. Někteří lidé malují otvory a pájecí plošky, aby vynikly. Můžete také změnit barevné kanály nebo upravit sytost. To vám pomůže lépe vidět stopy a otvory.
Označte otvory, které se nepřipojují k žádné vrstvě.
Před převodem obrázků do vektorů sundejte trackpady.
Vytvořte černobílé obrázky s tmavými linkami na bílém pozadí.
Vyhlaďte okraje stop pro úhledné obrysy.
Pro dosažení nejlepších výsledků použijte software pro kopírování desek plošných spojů. Přeneste každý obrázek desky plošných spojů a obkreslete kontaktní plošky, prostupy a stopy pro každou vrstvu. Uložte každou vrstvu jako digitální soubor. Položte soubory na sebe, abyste zkontrolovali, zda... line upPokud pracujete s vícevrstvými deskami plošných spojů, jemně obruste vnější vrstvy. To vám umožní vidět vnitřní vrstvy. Každou vrstvu pečlivě naskenujte a obkreslete. Před dalším krokem vždy zkontrolujte, zda jsou vaše obrázky ostré.
Zpracování obrazu
Čištění a zarovnání
Krok zpracování obrazu zahájíte tím, že obrázky desky plošných spojů vytvoříte co nejjasnější. Čisté obrázky vám pomohou vidět každou část rozvržení. Pomocí nástroje pro úpravu obrázků odstraňte prach, škrábance nebo stopy. Upravte jas a kontrast tak, aby stopy vyčnívaly z pozadí. Ořízněte obrázek, abyste zaostřili na desku plošných spojů, a odstraňte vše přebytečné. Otočte obrázek tak, aby se rozvržení zarovnalo s okraji obrazovky. To usnadní sledování každé stopy během dalšího procesu.
Pokud pracujete s oboustrannými deskami plošných spojů, je třeba zarovnat horní a dolní obrázek. Vložte oba obrázky do editačního softwaru. Použijte otvory a kontaktní plošky jako značky. Posouvejte a otáčejte obrázky, dokud se rozvržení na obou stranách neshoduje. Tento krok vám pomůže vidět, jak se spoje propojují na desce plošných spojů. Pokud tento proces vynecháte, můžete v rozvržení přehlédnout důležité spoje.
Tip: Uložte si vyčištěné a zarovnané obrázky jako nové soubory. Takto se můžete vždy vrátit, pokud uděláte chybu.
Detekce stop
Nyní přejdete k procesu detekce stop. Tento krok vám umožní najít a sledovat každou stopu v PCB rozloženíNěkteří lidé trasují ručně, ale proces můžete urychlit pomocí softwaru. Mnoho programů používá speciální algoritmy k nalezení tras ve snímcích s vysokým rozlišením. Mask R-CNN vyniká jako nejpřesnější pro tuto práci. Detekuje trasy a vady v rozvržení lépe než jiné nástroje, jako je YOLOv8. Mask R-CNN funguje dobře, protože vyhledává prvky se složitými tvary a zvládá matoucí pozadí. Díky tomu je špičkovou volbou pro práci s rozvržením průmyslových desek plošných spojů.
K vytvoření netlistu můžete použít automatickou detekci tras. Netlist ukazuje, jak se jednotlivé součástky v rozvržení propojují. Výsledky vždy zkontrolujte ručně. Někdy proces přehlédne malé trasy nebo udělá chyby. Pečlivá kontrola vám pomůže... sestavte správné schéma z rozvržení vaší desky plošných spojů.
Trasování spojení
Identifikace elektrod a stop
Na obrázku desky plošných spojů musíte najít každou plošku a stopu. To vám pomůže pochopit, jak je deska postavena. Nejprve si v softwaru pro tvorbu obrázků vytvořte průhlednou vrstvu. K vybarvení každé pájecí plošky použijte štětec, který odpovídá velikosti plošky. Díky tomu budou plošky snadno viditelné. Na obrázku můžete také vypnout zelenou a modrou barvu. To vám pomůže vidět pouze plošky. Někteří lidé používají speciální metody, jako je HSV a prolnutí, aby plošky více vynikly.
Zkuste použít nástroje pro výběr k uchopení podložek a jejich umístění na nové vrstvy. Vlastní štětce, jako jsou kruhy nebo křížky, vám pomohou označit otvory v zemi a volné otvory. Pomocí těchto štětců zobrazíte otvory na průhledné vrstvě. Každou označenou vrstvu uložte samostatně. Usnadňuje to pozdější kontrolu vaší práce.
Tyto kroky proveďte pro obě strany desky plošných spojů. Otvory a pájecí plošky vybarvěte změnou barev obrázků. Před převedením obrázků do vektorů odstraňte trackpady. Označte volné otvory, abyste našli nepropojené nebo vnitřní spoje. Změňte barvy a vrstvy, aby plošky vynikly. Vyčistěte a vyhlaďte stopy, aby schéma vypadalo správně. Obrázky upravte na černobílé a pro lepší zobrazení proveďte tyto úpravy pro každou stranu desky plošných spojů.
Tip: Pečlivá úprava nyní usnadní další kroky a pomůže vám vyhnout se chybám ve schématu.
Extrakce netlistu
Poté, co najdete všechny kontaktní plošky a stopy, spustíte extrakci netlistu. Netlist je seznam, který ukazuje, jak se každá součástka zapojuje na desce plošných spojů. K tomuto kroku můžete použít software. Některé pokročilé nástroje používají 3D skeny s rentgenovými CT snímky. Tyto nástroje prokázaly perfektní výsledky v porovnání netlistu s tím, co se očekává od skutečných návrhů desek plošných spojů. To znamená, že se můžete spolehnout na výsledky pro jednoduchá i složitá rozvržení.
Stále je třeba ručně zkontrolovat netlist. Hledejte chybějící nebo nadbytečné spoje. Porovnejte netlist se skutečným rozvržením a návrhem vaší desky plošných spojů. To vám pomůže najít chyby před vytvořením schématu. Dobrý netlist výrazně usnadňuje krok zapojení schématu. Nyní můžete netlist použít k dokončení projektu reverzního inženýrství s jistotou.
Vytvořte schémata
Schéma budovy
Nyní máte seznam sítí a mapu vaší desky plošných spojů. Další věc, kterou musíte udělat, je vytvořit schémata s nástroji EDA. Tyto nástroje vám pomohou převést vaše trasované vodiče do digitálního schématu. KiCad a SKiDL jsou pro to dva dobré nástroje.
SKiDL umožňuje použít kód v Pythonu k ukázce propojení součástek. Napíšete kód a spustíte ho pro vytvoření netlistu. Tento netlist lze použít v KiCadu. Například můžete použít SKiDL k vytvoření děliče napětí. Poté netlist exportujete a otevřete ho v KiCadu. Tento způsob vám dává větší kontrolu a pomáhá vám provádět některé kroky rychleji.
KiCad vám umožňuje vytvořit schéma zapojení tak, že si ho prohlédnete na obrazovce. Zde jsou kroky pro vytvoření schémat z vašeho netlistu:
Stáhněte si KiCad z oficiálních stránek a nainstalujte ho.
Otevřete KiCad a začněte nový projekt nebo vyberte starý.
Použití schématický editor skládat a spojovat díly.
Pomocí editoru otisků přiřaďte každému dílu otisk.
Klikněte na ikonu netlistu pro vytvoření a uložení netlistu.
Otevřete PCBNew, což je editor rozvržení, a načtěte netlist.
Aktualizujte rozvržení desky plošných spojů pomocí netlistu a opravte případné chyby v rozložení.
Umístěte díly do frézovací oblasti a uspořádejte je pro snadné trasování.
Nakreslete hrany desky a trasujte vodicí linky na měděných vrstvách.
Přidejte měděné výplně pro napájecí a zemnící sítě a poté je zobrazte.
Uložte si rozvržení desky plošných spojů, aby se dalo vyrobit.
Tip: Stisknutím klávesy „M“ můžete díly přesouvat a klávesou „R“ je v KiCadu soustružit. Tyto klávesy vám pomohou pracovat rychleji.
Můžete použít ruční i automatické způsoby současně. Například můžete nakreslit několik čar ručně. Pak použijete nástroje pro automatické směrování k dokončení zbytku. To šetří čas a pomáhá vám dělat méně chyb. Následující tabulka ukazuje, kolik času ušetříte s automatickými nástroji v každém kroku:
Ruční kontroly jsou stále důležité. Asi 30 % automatických zapojení vyžaduje ruční kontrolu. Tím se zajistí, že vaše schéma zapojení odpovídá skutečné desce plošných spojů.
Poznámka: Dobré poznámky v tomto kroku pomohou vám i ostatním porozumět návrhu. Vždy si pište poznámky během vytváření schématu.
Ověřovací kroky
Po vytvoření schémat je třeba zkontrolovat každý detail. Tento krok vám pomůže najít chyby před výrobou desky plošných spojů. Začněte kontrolou čísel pinů a popisků jednotlivých součástek s datovými listy. Zkontrolujte směr všech polarizovaných součástek. Hledejte popisky, které zakrývají důležité piny.
Měli byste také:
Ujistěte se, že piny tranzistoru (báze, kolektor, emitor) odpovídají datovému listu.
Zkontrolujte všechny hodnoty součástí a referenční názvy.
Ujistěte se, že každá část schématu má úplné poznámky, jako jsou čísla dílů a informace o dodavateli.
Zkontrolujte odkazy mimo stránku, abyste se ujistili, že nic nechybí.
Zkontrolujte oddělovací kondenzátory, zda neobsahují čipy, a oddělte zemnící piny podle typu signálu.
Spusťte ve svém EDA nástroji kontroly elektrických pravidel (ERC) a návrhových pravidel (DRC). Tyto kontroly vám pomohou najít elektrické chyby a problémy s návrhem. Většina EDA nástrojů, jako například Altium Designer, OrCAD a PADS, má silné kontrolní funkce. Umožňují vám testovat schémata, hledat chybějící sítě a číst chybové zprávy.
Zde je několik nejlepších způsobů, jak porovnat schéma zapojení se skutečnou deskou plošných spojů:
Podívejte se na schéma a porovnejte ho s datovými listy a pravidly pro návrh.
Spusťte DRC na rozvržení desky plošných spojů, abyste našli a opravili chyby.
Umístěte součásti s ohledem na tok signálu a potřeby tepla.
Před sestavením desky plošných spojů otestujte obvod pomocí simulačních nástrojů.
Otestujte a opravte návrh, abyste odhalili případné problémy.
Změňte schéma a rozvržení desky plošných spojů na základě výsledků testů.
Zkontrolujte kvalitu signálu vylepšením trasování.
Podívejte se na rozvržení desky plošných spojů a schéma zapojení, abyste se ujistili, že si odpovídají.
Vytvořte a zkontrolujte soubory pro výrobu desky plošných spojů, abyste se ujistili, že odpovídají vašemu schématu zapojení.
Tip: Pro kontrolu desky plošných spojů a schématu zapojení použijte nástroje jako digitální multimetr, osciloskop a lupu. Tyto nástroje vám pomohou najít přerušené obvody, zkraty nebo součástky, které nejsou zarovnané.
Mezi běžné chyby patří neshodující se názvy sítí, špatné zapojení pinů a chybějící propojení. Vždy zkontrolujte svůj kusovník (BOM), abyste se ujistili, že je správný. Pokud najdete chyby, použijte k jejich opravě funkce testování a vyhledávání chyb vašeho EDA nástroje. Zapište si každou změnu a výsledek testu. Dobré poznámky usnadňují opravu problémů a pomáhají ostatním porozumět vaší práci.
Popisek: Pište si poznámky ke každému kroku. Tento zvyk šetří čas a zabraňuje zmatku, když se na schéma později podíváte vy nebo někdo jiný.
Schéma zapojení můžete vytvořit z obrázku desky plošných spojů tak, že pořídíte jasné obrázky, opravíte je a zarovnáte, najdete všechna spojení a poté schéma vytvoříte. Kontrolujte si práci v každém kroku, abyste nepřehlédli žádné součástky ani popisky. Používání ručního obkreslování i počítačových nástrojů vám pomůže pracovat rychle a dělat věci správně.
Hledejte volné signálové cesty a pište si dobré poznámky.
Schéma zapojení hodněkrát otestujte, abyste včas odhalili chyby.
Studujte jiné návrhy a vždy dodržujte pravidla.
Typ zdroje | Popis |
|---|---|
Komunitní fóra | Mluvte s ostatními, sdílejte tipy a klást otázky |
Video Tutoriály | Podívejte se na jednoduché návody, jak se naučit reverzní inženýrství desek plošných spojů |
Školení | Vezměte si lekce, abyste se v těchto dovednostech zlepšili |
Neustále zkoušejte a používejte nové nástroje. Každý projekt vás naučí něco nového a pomůže vám vyřešit nové problémy.
Nejčastější dotazy
Co byste měli dělat, když je obraz vaší desky plošných spojů rozmazaný?
Měli byste fotografii pořídit znovu s lepším osvětlením a stativem. Nejprve očistěte desku plošných spojů. Na fotoaparátu nebo skeneru použijte vyšší rozlišení. Jasné snímky vám pomohou vidět malé detaily a vyhnout se chybám.
Můžete reverzně analyzovat vícevrstvou desku plošných spojů?
Ano, můžete. K nahlédnutí dovnitř desky potřebujete speciální nástroje, jako jsou rentgenové přístroje nebo 3D skenery. Musíte naskenovat každou vrstvu a sledovat spoje jednu po druhé. Tento proces vyžaduje více času a opatrnosti.
Který software je nejvhodnější pro začátečníky?
KiCad je vhodný pro začátečníky. Má jednoduché rozhraní a mnoho online tutoriálů. Můžete také vyzkoušet DipTrace nebo Eagle. Tyto programy vám pomohou s tvorbou schémat krok za krokem.
Jak zkontrolujete, zda se vaše schéma shoduje se skutečnou plošnou spojkou?
K otestování zapojení na desce plošných spojů použijte multimetr. Porovnejte schéma zapojení se skutečnou deskou a datovými listy. Proveďte kontrolu návrhu v nástroji EDA. Před výrobou desky plošných spojů opravte všechny nalezené chyby.
Na jaké chyby si dát pozor?
Chybějící spojení mezi částmi
Špatná čísla PINů nebo štítky
Díly umístěné v nesprávném směru
Názvy sítí, které se neshodují
Vždy si svou práci dvakrát zkontrolujte a ke každému kroku si pište poznámky.
