Ana Sayfa > Blog Ana Sayfası > Her Yönüyle PCB Tasarımı

HER YÖNÜYLE PCB TASARIMI

Baskı Devrenin (PCB) Tasarımı

Günümüzde tasarım

Gelişen teknoloji araçlarıyla birlikte, PCB tasarımı, eskiye göre kolaylaşmış durumda. Günümüzde hobi amaçlı olarak da yapılıyor olsa da, altyapı ve bilgi birikimi gerektirir. Sonuçta mühendislik işi olan tasarımda; fiziksel sınırlamalar, elektriksel faktörler, komponent (malzeme) bilgisi gibi bir çok faktörü değerlendirebildiğimiz oranda başarı yakalarız.

Neyse ki günümüzde elektronik kartlar daha çok mikrokontrolör içeren dijital devreler olduğundan, akım, parazit gibi faktörler eskisi kadar etkili değil. Güç elektroniği, RF gibi tasarımlar, hazır modüller olarak sahip olabildiğimiz ürünler haline geldiğinden, işimiz kolaylaşıyor.

Başlarken

Bir elektronik devre kartı hazırlamaya başladıysanız, muhtemelen daha büyük bir projenin sadece bir parçasına odaklanıyorsunuzdur. Diğer bölümler konumuzun dışında olsa da, tasarımımızı doğrudan ya da dolaylı olarak etkileyen bir çok kriter vardır. Bunların çoğu sıkı işbirliği içinde olunması gereken konulardır. Ekip üyeleriyle netleştirip kendi işinize yoğunlaşırsınız.

Başlamak için kolları sıvarken, devrenizin ne olup, ne olmayacağı konusunda her şeyi netleştirmelisiniz. Devrenizin amacına uygun özelliklerde olması, temel ve opsiyonel özellikleri, başka cihazlarla iletişim kurulacak ise; iletişim protokolü, kullanıcı ile iletişim gibi konularda baştan karar vermek önemlidir. Yani ana bileşenleri kavramsal olarak düşünülmüş olmalıdır. Sonraki aşamada her bir bileşeni ayrı ayrı ve birbirleri ile ilişkilerini de göz önünde bulundurarak detaylı olarak düşünmelisiniz. İşin bütününden parçaya doğru bir bir yolculuk, sonra parçadan bütüne doğru bir yolculukla hiyerarşik oluşumun sağlamasını yaparsınız.

Bu gibi işlerde planlama yapmadan aceleci davranıp, direk işe girişmek, çok yarar sağlamaz. Genellikle detaylarda kaybolup zamanımızı, emeğimizi, paramızı, en önemlisi de öz güvenimizi kaybederiz. Parolamız her zaman "9 kere düşün, 1 kere yap" olmalı. Bazı insanlar işe direk dalıp, çoğu zaman da başarılı oluyor olabilir. Fakat o insan daha önce defalarca buna benzer işleri baştan sona yapmış olabilir. Belki de çok kısa zamanda herşeyi kafasında planlayabiliyordur. Hatta belki de kimilerinin deyimiyle; "şansı yaver gitmiştir." Hangisi olursa olsun, planlama olmaksızın işe başlamak, bence göze alınamayacak kadar büyük risktir. Bilmediğiniz bir yola çıkarken haritaya bakmamak, navigasyonu özellikle kullanmamak gibi. Aşağıda yazdığım; vermeniz gereken kararlar ve dikkat etmeniz gereken durumları okuduğunuzda bana hak vereceksiniz.

Dikkat edilmesi gereken konular

İşte ne olacaksa, tam da burada olacak. Bu başlığın altına yazılacakların sonu yok. Herkes kendi tecrübesi oranında bir madde ekleyebilir. Benim yazabileceklerim belki sadece denizde kum misali olacaktır.

Malzeme ve araç-gereç seçimi

Seçeceğiniz malzemenin kendine özgü boyutları, hızları, yetenekleri, kapasitesi olacaktır. Seçiminizde bunlar gibi bir de fiyat, satış sonrası destek, temin edilebilirlik, doküman ve eğitici/açıklayıcı bilgiler, sizin ya da yakınınızın daha önce kullanmış olmanız gibi faktörler etkilidir. İnsanların yorumları bile malzeme seçiminde etkilidir. Daha önce kullandığınız malzemelerin özellikleri ihtiyacınızı karşılıyorsa, "en kısa yol bilinen yoldur" sözünü gözardı etmemekte fayda vardır. Bir konnektör için değil belki ama, yeni bir MCU (mikrokontrolör) için en az 400 sayfa ingilizce dokümanı rahat birkaç kez okumanız gerekebilir. Bu konuya tasarım yapılacak yazılım, yani PCB tasarım programını da dahil etmekte fayda var.

Yerleşim

Devremizi oluşturacak malzemeleri, tüm özelliklerini dikkate alarak seçtik. Tasarım programımızın şematik bölümünde varsa çağırdık, yoksa oluşturduk. Bağlantılarını da oluşturduktan sonra mümkünse simüle ederek sağlamasını yaptık. Tabi bu anlattıklarımın her biri ayrı birer yazı konusu... Programımızın PCB bölümünde malzemeleri; bağlantılarını, yaydıkları ısı ve parazitleri (elektriksel gürültüleri) dikkate alarak yerleştirmeliyiz. Hatta yerleşimde kart montajının elle ya da otomatik dizgi makinesinde yapılacağını bile dikkate almalı, tamirinde yaşanacak zorluklar düşünülmelidir. Kartın yerleşeceği yerde nasıl sabitleneceği, etrafında sınırlayıcı cisimler olup olmadığı, yaydığı ısının uzaklaştırılması gibi konulara girmiyorum bile.

Bu noktada devrenin tek, çift, belki de daha fazla katmanlı olacağı, yol kalınlıkları ve aralarındaki mesafeler, pad ve via çapları gibi kararları vermemiz gerekir. Vereceğimiz kararlarda bazen devre üzerindeki durum etkili olurken, bazen de üretimdeki kısıtlamalar etkili olur. Bu iki taraf arasında orta yolu bulmak bazen sizi zorlasa da, emin olun tam işi bitirdiğinizi düşünürken, en başa dönmek zorunda kalabilirsiniz. Mesela, pcb çizim programınızda varsayılan olarak gelen ayarlar, cep telefonu, pc anakartı çizebilecek kadar hassas olabiliyor. Dolayısıyla pcb baskısı yapacak firma bulma şansınız azalıyor, üretim süreleri ve fiyatlar artıyor, baskı devre kartınızın ömrü, olması gerekenden kısa olabiliyor.

Sonuç

Bütün bu süreçleri iyi yönetebildiğinizde, seçimleri en doğru yapabildiğinizde, kararları en doğru biçimde verebildiğinizde, ilk başarılı sonuca ulaşmakta önünüzde pek de bir yol kalmamıştır. Ama unutmayın ki ilk seferde başarılı olma ihtimali düşüktür. Beklediğiniz gibi çalışırsa, inanamamalı, şaşırmalısınız. Gözden kaçan küçük ya da büyük mutlaka birşeyler olmuştur. Bunları bulmak can sıkıcı ve yıpratıcı olabilir. Yukarıda planlamanın önemini vurgulamamın sebebi de işte bu yüzdendi. Hani "söylemesi kolay..." derler ya, gerçekte birçok insan bu safhaya gelemeden pes etmiştir. Ama tamamen ya da kısmen emek verdiğiniz bir cihazın sorunsuz çalışıyor ve sizin veya başka birilerinin işlerini kolaylaştırıyor olmasının verdiği o inanılmaz duygu, eminim ki bütün yorgunluğunuzu alıp götürecektir.

İLGİLİ BAĞLANTILAR