Základy elektronického designu pro začátečníky

Stále více lidí se v dnešní době zajímá o to, jak fungují elektronická zařízení a rádi by se pustili do vlastního návrhu. Chcete se připojit? Pak je tento článek určený právě Vám!

Představíme zde stručně základní fáze návrhu elektronického zařízení a uvedeme pár užitečných tipů pro úplné nováčky v oboru elektronického designu.

Fáze návrhu elektronického zařízení

Jaké jsou typické kroky při návrhu nového elektronického zařízení? Pojďme se na ně podívat:

Specifikace požadavků

Nejprve je potřeba si ujasnit, co vlastně chceme navrhnout a jaké funkce by mělo zařízení mít. Specifikujeme například:

• Zamýšlené použití zařízení

• Funkce, které by mělo plnit

• Požadované technické parametry

• Podmínky, ve kterých se bude provozovat

Návrh schématu zapojení

Dalším logickým krokem je návrh schématu zapojení. To přehledně znázorňuje propojení jednotlivých funkčních bloků a komponent pomocí spojovacích čar.

Schéma kreslíme v elektronické podobě pomocí speciálních programů.

Návrh desky plošného spoje

Nyní přichází na řadu návrh desky plošného spoje (DPS), na kterou se všechny použité součástky “osadí”. Desku navrhujeme s ohledem na co nejmenší rozměry, případně dle předem určených rozměrů a správnou funkci.

Simulace a ověření funkčnosti

Ještě před fyzickou realizací ověříme pomocí simulačních programů, zda navržené schéma funguje podle předpokladů. Ušetříme si tím spoustu problémů.

Výroba a osazení desky

Když je design ověřený, vyrobíme finální desku plošného spoje a osadíme na ni všechny použité součástky, čímž vznikne finální podoba zařízení.

Testování

Nakonec je potřeba nový elektronický výtvor důkladně otestovat v praxi. Tím odhalíme případné další nedostatky a můžeme je odstranit v další revizi návrhu.

Tipy pro začátečníky

Teď už znáte základní fáze návrhu. Pojďme se podívat na pár konkrétních tipů, které se začátečníkům budou hodit:

• Pro kreslení schémat a desek plošných spojů můžete použít free verze programů KiCAD nebo Eagle. Obsahují i rozsáhlé knihovny součástek.

• Volte raději běžně dostupné a ověřené součástky. Vyhnete se problémům s nedostatkem komponent.

• Dodržujte pravidla pro návrh plošných spojů, jako je správná šířka cest či velikost proluk.

• Prototypy lze levně vyrobit v menších sériích pomocí osvitu fotoemulzí nebo u firem poskytujících služby PCB protoypingu.

• Nejčastěji používané obvody jako stabilizátory, konektory, krystaly, LED diody atd. najdete v mnoha zapojeních na internetu.

Vyhněte se častým chybám

Jako začátečník se nevyhnete občasným nezdarům a problémům. Zde je několik častých chyb, kterým se raději vyhněte:

• Špatně navržené schéma zapojení, které reálně nefunguje tak, jak má. Využijte simulaci, abyste odchytili chyby ještě před výrobou DPS.

• Nevhodný výběr součástek, které spolu nejsou kompatibilní nebo nevyhoví provozním podmínkám. Raději se poraďte s expertem.

• Nekvalitní pájení a osazení může způsobit problémy jako zkraty či přerušené spoje. Dejte si záležet na precizní práci.

• Absence simulace a testování vede k překvapením při oživování zařízení. Ověřte funkčnost ještě před pájením.

• Podcenění provozních podmínek jako teplota, vlhkost, otřesy vede k selhání zařízení v reálném nasazení.

Závěrem

V tomto článku jsme si ukázali základní fáze a tipy pro návrh vlastní elektroniky. Pokud se chcete vyhnout častým chybám začátečníků, zkuste se poradit přímo s experty.

V ASN Plus nabízíme poradenství a kompletní realizaci elektronických zařízení na zakázku. Neváhejte nás kontaktovat, rádi Vám s vaším projektem poradíme!