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day07(单片机高级)继电器模块绘制

时间:2024-11-22 18:49:09浏览次数:3  
标签:信号线 泪滴 继电器 day07 单片机 布线 信号 PCB

目录

继电器模块绘制

原理图

布局

添加板框

布线

按tab修改线宽度

布线换层

泪滴

铺铜

铺铜的作用

铺铜的使用规范

添加丝印

步骤总结


继电器模块绘制

  1. 到淘宝找一个继电器模块

继电器模块的使用(超详细)_继电器模块工作原理-CSDN博客文章浏览阅读4.8w次,点赞116次,收藏464次。在一般情况下NC是闭合的,所以我们要接到NO接口,然后信号输入引脚即IN引脚给高电平,NC端断开,NO端闭合,负载端电路形成闭合回路,开始工作,当IN端给低电平时,NO端断开,负载即停止工作。开路即通路、断路,闭合指的是开关闭合,也就是说,在没有任何上电之类的动作时,NC和COM端相当于已经连通。在继电器未通电时处于闭合状态,当电磁线圈通电时,触点打开。在继电器未通电时处于打开状态,当电磁线圈通电时,触点闭合。公共端,通常是中间的触点,与常开或常闭触点相连。常闭接口,继电器吸合前与COM连接,吸合后悬空。_继电器模块工作原理https://blog.csdn.net/m0_56694518/article/details/135033264?spm=1001.2014.3001.5501

2.去立创商城搜继电器

添加端子

gpio控制端使用连接器(排针/排母)

添加三极管和插座以及二极管(选择电阻0603 0805等是不同的封装,尺寸不同)

原理图

1、为什么要加三极管控制继电器?

三极管的目的是增大驱动力,因为单片机IO口无法直接驱动继电器。继电器所需要的电流比单片机GPIO输出的电流大,单片机引脚无法直接控制继电器。

2、为什么要加下拉电阻?

确保稳定的默认状态:对于某些数字电路,如使用晶体管或微控制器的输入引脚,如果没有明确的外部电压施加,它们的电平状态可能是不确定的(即“浮空”状态)。下拉电阻提供了一个明确的默认状态,通常是将引脚拉至低电平(GND),从而确保在没有任何输入时电路有一个已知的状态。

3、为什么要加0R电阻?

0R电阻的作用1 充当保险丝 2 可以预留一个电阻位用于调试 3 跳线 4 可以当测试点使用,不焊接(留出焊盘用于测试)

4、为什么要加二极管?

        防止反向电动势

布局

  • 先大后小,先难后易:首先放置重要的单元电路和核心元器件,优先考虑较大、较复杂的元件,确保关键部分布局合理。
  • 功能分区:根据电路功能将元器件分区,如电源区、模拟信号区、数字信号区等。
  • 保持信号完整性:对于高速信号线,应避免与其他信号线或电源线交叉,以防止信号串扰和干扰。可以通过分层布局,将信号线、电源线和地线分别布局在不同的层上。
  • 信号路径:确保信号路径尽可能短且直,尤其是高频信号路径,避免拐角和长距离传输。
  • 热管理:发热元件应远离敏感元件,并确保良好的散热路径,避免热积聚。
  • 均匀分布、重心平衡:遵循均匀分布原则,使版面美观,同时保持重心平衡,避免因重心偏移导致电路板受力不均。
  • 布线规则:控制走线长度,尽量缩短走线长度,特别是关键信号线,以减少信号衰减和时延。避免锐角和直角,布线时应尽量使用圆角或45度角,以减少信号反射和阻抗不连续。
  • 安装方向一致性:确保同类元件安装方向一致,方便检查和维修。

此外,还需注意以下几点:

在保证电气性能的前提下,元件应放置在栅格上并相互平行或垂直排列,以保持整洁美观。

滤波电容和振荡器的放置要与电源接近,振荡器前端放电阻。

在布局时,需要考虑到布线通道评估、等长需要的空间,以及电源流向和电源通道。

高速、中速、低速电路要分开布局,强电流、高电压、强辐射元器件应远离弱电流、低电压、敏感元器件。

模拟、数字、电源、保护电路也应分开布局。

接口保护器件应尽量靠近接口放置,电平变换芯片(如RS232)应靠近连接器(如串口)放置。

建议隐藏飞线

添加板框

布线

  • 信号/电源分离:为了避免信号线与电源线之间的互相干扰,应尽量避免它们共享同一层。这有助于保持信号的清晰度和稳定性。(AC220的电压)
  • 减小射频干扰:在布线时,对于射频信号传输的地方,应采取屏蔽措施,如避免长线路、使用高频宽接地等,以减小射频干扰对电路的影响。
  • 控制走线长度:尽量缩短关键信号线的走线长度,以减少信号衰减和时延。对于需要长距离传输的信号,可以考虑使用差分线布线等技术来提高信号传输的稳定性。
  • 选择合适的走线宽度:走线的宽度应根据通过它们的电流大小来确定,以确保电路在所有环境和负载条件下都能正常工作。
  • 避免过长接口线:过长的接口线会增加信号传输时间,可能导致原始信号失真。因此,在设计时应尽量控制接口线的长度。
  • 注重信号完整性:对于高速和差分信号,应特别注重信号完整性。可以采用阻抗匹配、差分线布线等技术来提高信号传输的稳定性。
  • 分层布线:对于高密度的PCB布线,可以采用分层布线的方法。这不仅可以节省空间,使PCB板更加紧凑,还有助于减少不同层之间的干扰。尽量将高速信号线和低速信号线分层布置,高速信号线应布置在内层,以减少电磁干扰。
  • 保持走线和焊盘之间的足够空间,以避免在PCB制造或组装阶段发生短路。
  • 电源和地线:电源线和地线应尽量宽,减少电阻和电感,确保稳定的电流供给和返回。
  • 去耦电容:在电源和地之间合理放置去耦电容,尤其是在芯片的电源引脚附近,减少电源噪声。
  • 过孔:尽量减少信号线通过过孔的次数,过孔会增加信号的寄生电容和电感。根据实际情况选择合适的过孔大小,确保电气和机械性能。
  • 检查设计规则:在布线完成后,进行设计规则检查(DRC),确保满足设计规范。

按tab修改线宽度

布线换层

如果想底层布线,可以点击布线之前,更改图层为底层,或者点击布线之后按atl+b(底层到顶层alt+t)

泪滴

泪滴(Tear Drop)的主要作用是增强导电路径的机械强度和可靠性,尤其是在导电路径和焊盘或过孔的连接处。泪滴的形状类似于水滴,能够有效减少导电路径断裂的风险。

  • 增强机械强度:

在导电路径与焊盘或过孔的连接处,泪滴的设计能减小应力集中,防止机械断裂和裂缝的产生,尤其是在PCB受到弯曲或振动的情况下。

  • 提高电气可靠性:

泪滴的形状可以确保导电路径与焊盘的连接更牢固,避免在焊接和操作过程中产生的微小裂缝,从而提高电气连接的稳定性。

  • 减小制造误差的影响:

在PCB制造过程中,蚀刻工艺可能会引起导电路径的实际形状与设计图不一致。泪滴通过增加连接处的导电路径宽度,补偿这些误差,确保导电路径的完整性。

  • 减小热应力:

焊接过程中,泪滴的形状可以帮助均匀分布热应力,避免局部过热导致的微裂缝或导电路径损坏,提升整体焊接质量。

  • 提高耐用性和寿命:

通过增加导电路径的连接面积,泪滴可以提高整个电路板的耐用性,延长其使用寿命,特别是在需要长时间工作的电子设备中。

铺铜

铺铜(也称敷铜或覆铜)是指在PCB的空白区域铺设一层铜箔。

铺铜的作用

  1. 降低电磁干扰(EMI):铺铜可以屏蔽电磁辐射,减少外界电磁干扰对电路的影响,同时也减少PCB自身的电磁辐射。
  2. 增强电气性能:铺铜可以减少信号线之间的串扰,增强信号完整性,特别是在高速信号传输的情况下效果显著。
  3. 改善热管理:铜箔具有良好的导热性,铺铜可以提高散热效率,有助于热量从发热元件传导到更大面积,从而更好地散热。
  4. 增加机械强度:铺铜可以增加PCB的机械强度,尤其是对于多层板和薄板,可以防止板材在制造和使用过程中变形。

铺铜的使用规范

  1. 连接地线(GND):通常将铺铜区域连接到地线(GND),这有助于减少噪声和稳定电源参考电压。
  2. 确保连通性:确保铺铜区域之间具有良好的连通性,可以使用过孔(Via)进行连接,确保多层板上的各层铜箔电气连接良好。
  3. 避免孤岛:铺铜时要避免出现孤岛(即未连接到任何电源或地的铜区域),这些孤岛可能会成为天线,增加EMI问题。
  4. 保证间距:铺铜时要确保与其他信号线和元件之间保持合理的间距,防止短路和信号干扰。通常参考设计规则检查(DRC)来确定合适的间距。
  5. 热焊盘设计:对于连接到大面积铺铜的焊盘,应使用热焊盘设计(Thermal Relief Pad),以便于焊接和维修。这种设计通常是在焊盘周围留出一定的间隙,用若干条细铜线连接。
  6. 多层板铺铜:对于多层PCB,在内层铺铜时应考虑电源层和地层的分布,确保电源和地层的合理布局,以减少电源噪声和电压降。

DRC检查

添加丝印

步骤总结

1.绘制原理图

        找相关元器件(继电器:5V,端子:被控制端,排针(连接器):控制端,电阻:限流,下拉电阻,三极管(NPN),二极管)

        连接各个元器件

2.将原理图导入PCB

3.布局(以第一象限为板子参考,从大到小、从难到易;先端子再元器件(根据连线摆))

4.添加板框

5.布线(ALT+W、单路布线)、宽度:TAB; 换层----》顶层ALT+T;底层:ALT+B

6.添加泪滴(先添加泪滴再铺铜)

7.铺铜(将所有的GND连接到一起)

8.添加丝印(提示如何使用即可)

9.3D查看

10.DRC检查(检查连线是否正确)

标签:信号线,泪滴,继电器,day07,单片机,布线,信号,PCB
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