Projeto de placas de Circuito Impresso

Uma breve introdução das etapas de criação e algumas plataforma de desenvolvimento, características e vantagens para escolher a mais adequada para o seu projeto.

Por Cícero Santos, Dejair Matos, Jean Rodrigues e Júlio Backer

 

Introdução

O projeto de placas de circuito impresso (PCB) é uma etapa crucial no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos. Essas placas desempenham um papel fundamental ao conectar e organizar os componentes eletrônicos de forma eficiente, garantindo o funcionamento adequado dos circuitos. Neste artigo, exploraremos as etapas essenciais do projeto de PCBs, desde a concepção até a fabricação, fornecendo uma visão geral do processo de criação dessas placas essenciais.

A primeira etapa do projeto de PCBs é a concepção, onde ocorre o planejamento e o design inicial da placa. Isso envolve a definição dos requisitos do circuito, a identificação dos componentes necessários e a determinação da disposição física dos elementos na placa. Utilizando softwares de design específicos, os engenheiros criam o esquema elétrico da PCB, estabelecendo as conexões e as trilhas de cobre que irão interligar os componentes eletrônicos.

Após a fase de concepção, segue-se a etapa de layout da PCB. Nesse estágio, os detalhes do design esquemático são convertidos em um layout físico, onde os componentes são posicionados e as trilhas são traçadas de forma a otimizar o espaço disponível e garantir um bom fluxo de corrente. Além disso, é importante considerar aspectos como o gerenciamento térmico e a minimização de interferências eletromagnéticas. O uso de software de design de PCBs é fundamental para auxiliar nessa etapa, permitindo uma visualização precisa e a geração de arquivos necessários para a fabricação da placa.

Objetivo

O objetivo deste post é fornecer uma visão geral das etapas fundamentais do projeto de placas de circuito impresso (PCBs), ao mesmo tempo em que abordamos as plataformas de desenvolvimento mais populares para a prototipagem dessas placas. Exploraremos tanto as características e diferenças entre as plataformas quanto as etapas essenciais do projeto de PCBs, permitindo que você compreenda o processo completo e faça uma escolha informada para o seu projeto específico. Ao final deste post, você terá conhecimento sobre as etapas do projeto de PCBs e estará familiarizado com as principais plataformas disponíveis, capacitando-o a dar os próximos passos na criação de suas próprias placas de circuito impresso.

Etapas de um projeto para circuito impresso

 

1 - Especificação de requisitos: A etapa de especificação de requisitos é essencial para o projeto de PCBs. Nesse estágio, são definidas as necessidades e funcionalidades do circuito, levando em consideração fatores como a tensão de alimentação, corrente máxima, tamanho físico, interfaces de comunicação e restrições ambientais. Com uma especificação clara, é possível estabelecer as bases para o desenvolvimento da placa, garantindo que atenda às expectativas e requisitos do projeto.

 

2 - Seleção de componentes e elaboração do diagrama elétrico: Após a definição dos requisitos, inicia-se a seleção dos componentes eletrônicos adequados. É importante considerar aspectos como compatibilidade elétrica, disponibilidade, custo e características técnicas dos componentes. Com os componentes selecionados, é elaborado o diagrama elétrico, que representa de forma esquemática as conexões e interações entre os elementos do circuito. Essa etapa é fundamental para garantir a correta interconexão dos componentes na placa.

 

3 - Verificação e simulação: Antes de prosseguir para o layout da PCB, é recomendado realizar a verificação e simulação do projeto. Isso envolve a análise de circuitos, testes de integridade de sinal e simulações para garantir o funcionamento esperado do circuito. Utilizando softwares de simulação, é possível identificar possíveis problemas e realizar ajustes no design antes de avançar para a próxima etapa, economizando tempo e recursos no processo de desenvolvimento.

 

4 - Layout de PCB: Nessa etapa, ocorre a tradução do diagrama elétrico para o layout físico da PCB. Os componentes são posicionados na placa, levando em conta o tamanho, o espaçamento adequado e a otimização da rota de trilhas para garantir um fluxo de corrente eficiente. Além disso, são adicionadas as trilhas de cobre que conectam os componentes, considerando as regras de projeto e as necessidades de dissipação de calor e redução de interferências eletromagnéticas.

 

5 - Fabricação da PCB: Após a conclusão do layout, o projeto é enviado para a fabricação da PCB. Nesse processo, o arquivo gerado é utilizado para a produção em massa da placa, incluindo a impressão do layout na placa de base e a aplicação de processos químicos para a formação das trilhas de cobre. A qualidade da fabricação é fundamental para garantir a integridade e o funcionamento correto da PCB.

 

 6 - Montagem do protótipo: Com a PCB fabricada, inicia-se a etapa de montagem do protótipo. Os componentes eletrônicos selecionados são soldados na placa seguindo as orientações do layout. Essa etapa requer cuidado e precisão, pois qualquer erro na montagem pode comprometer o funcionamento do circuito. É importante também considerar a utilização de técnicas adequadas, como o uso de pasta de solda e equipamentos adequados para a soldagem.

 

 7 - Testes de laboratório e de campo: Após a montagem do protótipo, é realizado um conjunto de testes para verificar o funcionamento e desempenho da PCB. Esses testes podem ser realizados em laboratório

 

Plataformas para criação dos circuitos

Na área do projeto de placas de circuito impresso (PCBs), a escolha do software de design adequado desempenha um papel fundamental. Existem diversas opções disponíveis, cada uma com suas características e vantagens. Nesta seção, vamos explorar alguns dos softwares mais populares para o desenho de PCBs, incluindo o Altium, Eagle, Proteus, KiCad e EasyEDA. Abordaremos as principais funcionalidades e recursos oferecidos por cada um deles, permitindo que você faça uma escolha informada ao selecionar a plataforma mais adequada para o seu projeto de PCB. Com essas ferramentas poderosas em mãos, você estará preparado para criar designs precisos e eficientes, impulsionando o desenvolvimento de suas placas de circuito impresso.

Altium: O Altium é um software abrangente e amplamente utilizado no projeto de PCBs. Ele oferece recursos avançados, como roteamento automático de trilhas, análise de integridade de sinal, simulação de circuitos e bibliotecas de componentes extensas. Sua interface intuitiva e poderosa facilita a criação de designs complexos, permitindo a colaboração eficiente entre equipes de engenharia. Além disso, o Altium oferece suporte para múltiplas camadas e é amplamente reconhecido pela sua capacidade de gerar arquivos de fabricação precisos.

Eagle: O Eagle é um software popular e amplamente adotado por sua facilidade de uso e versatilidade. Ele oferece uma vasta biblioteca de componentes, permitindo que os projetistas encontrem facilmente os elementos necessários para suas PCBs. O Eagle também possui recursos de simulação de circuitos, visualização 3D do layout e capacidade de criar designs de várias camadas. Além disso, sua comunidade ativa e suporte robusto tornam o Eagle uma opção atraente para projetistas iniciantes e experientes.

Proteus: O Proteus é uma plataforma de design eletrônico que oferece um ambiente integrado para a criação de PCBs. Ele combina recursos de design de circuitos, simulação e layout de PCB em uma única solução. Com uma ampla variedade de modelos de componentes e um mecanismo de simulação preciso, o Proteus permite testar e validar o projeto antes da fabricação. Além disso, ele oferece ferramentas de roteamento avançadas, suporte para designs de várias camadas e uma interface amigável.

KiCad: O KiCad é uma opção de software de design de PCB de código aberto, amplamente reconhecido pela sua comunidade ativa e suporte contínuo. Ele oferece uma ampla gama de recursos, como esquemático elétrico, layout de PCB, roteamento automático de trilhas e verificação de regras de projeto. O KiCad também permite a importação/exportação de arquivos em diferentes formatos e possui uma biblioteca extensiva de componentes. Com sua natureza de código aberto, o KiCad oferece flexibilidade e customização para atender às necessidades específicas de cada projeto.

EasyEDA: O EasyEDA é uma plataforma de design de PCB baseada em nuvem, que combina recursos de esquemático elétrico, layout de PCB e simulação em uma interface amigável. Ele é conhecido por sua facilidade de uso e colaboração, permitindo que os projetistas criem PCBs de forma rápida e eficiente. O EasyEDA também oferece uma vasta biblioteca de componentes e ferramentas de verificação automática, além de suporte para design de várias camadas. Sua natureza baseada em nuvem permite o acesso e a edição dos projetos em qualquer lugar, simplificando a colaboração e o compartilhamento de projetos.

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Conclusão

Ao explorar as etapas essenciais do projeto de placas de circuito impresso (PCBs) e analisar algumas das principais plataformas de desenvolvimento, como Altium, Eagle, Proteus, KiCad e EasyEDA, fica claro que a escolha correta do software é crucial. Cada plataforma oferece recursos avançados para simplificar o design, a simulação, o roteamento e a verificação das PCBs. É importante considerar a facilidade de uso, a disponibilidade de bibliotecas de componentes, a capacidade de simulação e o suporte a designs complexos ao selecionar um software de PCB. Além disso, é essencial dominar as etapas do projeto para obter resultados eficientes e precisos.

Independentemente do software escolhido, um entendimento sólido das etapas do projeto de PCB é fundamental. Desde a especificação de requisitos até os testes finais, dominar essas etapas e utilizar as ferramentas adequadas pode garantir a criação de PCBs funcionais e confiáveis. Portanto, é recomendado pesquisar e explorar as diferentes opções de software disponíveis, considerando as características específicas do projeto e as necessidades individuais. Com a escolha correta e o conhecimento das etapas do projeto, é possível desenvolver PCBs de alta qualidade e impulsionar o sucesso dos dispositivos eletrônicos.

 

Fontes:

https://professorpetry.com.br/Bases_Dados/Apostilas_Tutoriais/Projeto_PCI_Charles.pdf

https://www.fs-pcba.com/pt/introducao-as-ferramentas-de-design-de-pcb/

https://easyeda.com/pt

https://www.altium.com/

https://www.autodesk.com/products/eagle/overview?term=1-YEAR&tab=subscription

https://www.labcenter.com/

https://www.kicad.org/

[ID:167] Autor: - Criado em: 2023-06-26 20:58:53 - [ Compartilhar ]