Jak używać kalkulatora szerokości ścieżek na płytce drukowanej?

[BeeKeyPro]

Dzień dobry, czy wie ktoś jak używać kalkulatora szerokości ścieżek na płytce drukowanej?

Z góry dziękuję za odpowiedzi!

[Christophorus]

W najprostszym przypadku pod uwagę należy wziąć prądy płynące przez daną ścieżkę, temperaturę otoczenia i długość ścieżki, tak aby nie uległa ona przepaleniu. Warto uwzględnić pewien margines bezpieczeństwa niż minimum wyliczone przez kalkulator. Dotyczy to w zasadzie ścieżek przez które płyną duże prądy jak np. w zasilaczu o dużej mocy. W przypadku ścieżek przez który płynie mały prąd włączający np. cewkę przekaźnika nie ma to większego znaczenia. Natomiast ścieżki łączące wyprowadzenia styków przekaźnika np. ze złączem na płytce drukowanej powinny mieć szerokość odpowiednią do maksymalnego prądu jaki będzie przez nie płynął.

Kalkulator między innymi szerokości ścieżek płytki drukowanej znajduje się w programie KiCad. Dostępny jest również bardziej rozbudowany kalkulator przydatny przy projektowaniu płytek drukowanych o nazwie Saturn PCB Design Toolkit.

[H1M4W4R1]

20 minut temu, Christophorus napisał:

W przypadku ścieżek przez który płynie mały prąd włączający np. cewkę przekaźnika nie ma to większego znaczenia.

Nie ma znaczenia o ile częstotliwość przełączania jest odpowiednio niska, przy większych częstotliwościach i odpowiednio długiej ścieżce dochodzi kwestia impedancji ścieżki, a wtedy dochodzą czynniki jak odległość od pola masowego obok ścieżki, obecność, odległość i rodzaj płaszczyzyny referencyjnej na innej warstwie miedzi, przerwy w płaszczyznach referencyjnych, które powodują "ogromne" emisje elektromagnetyczne (przerwa pod ścieżką praktycznie gwarantuje uwalenie testów EMI)... A dla ścieżek różnicowych odległość i różnica długości między ścieżkami w parze. W przypadku magistrali różnicowych złożonych z kilku par ścieżek różnicowych dochodzi kwestia różnic długości między parami ścieżek. Oczywiście wszystko ma swoje tolerancje.

Z reguły używam ścieżek 10.28mm (50R) dla większości sygnałów. W przypadku zasilania w 99% jest to wylewka miedziana (czasem jakaś przesadnie gruba ścieżka rzędu 0.5-1mm).

Więc tutaj zależy od tego co OP chce osiągnąć i jaki kalkulator ma na myśli  

[Christophorus]

Dlatego napisałem o najprostszym przypadku. Jeśli projektujemy proste urządzenie elektroniczne, typu efekt świetlny na NE555 i CD4017 to sposób prowadzenia ścieżek, ich szerokość, impedancja, itp. może nie mieć żadnego znaczenia. Natomiast gdy projektujemy urządzenie pomiarowe, przetwarzające szybkie sygnały, sygnały o małych wartościach to drobny błąd może spowodować, że urządzenie nie będzie działało poprawnie, emitowało zakłócenia, itp. Z tego też powodu wskazałem kalkulator Saturn PCB Design Toolkit, aby był punkt odniesienia ile różnych parametrów trzeba często uwzględnić przy projektowaniu płytki drukowanej przy współczesnych projektach elektronicznych.

Nawet w przypadku prostych układów elektronicznych zdarza się, że prototyp zmontowany na płytce stykowej lub uniwersalnej, nawet w tak zwanym "pająku" działa poprawnie. Natomiast nie działa na zaprojektowanej płytce drukowanej.

[BeeKeyPro]

@Christophorus A te prądy to tak konkretniej to chodzi o natężenie czy napięcie (przepraszam jestem nowy i nie orientuje się). I czy jak ustalam rozmiar ścieżki to wszędzie te ścieżki mają mieć taki sam rozmiar, czy gdzieś czasem ma być większa lub mniejsza?

[H1M4W4R1]

1 godzinę temu, BeeKeyPro napisał:

A te prądy to tak konkretniej to chodzi o natężenie czy napięcie (przepraszam jestem nowy i nie orientuje się). I czy jak ustalam rozmiar ścieżki to wszędzie te ścieżki mają mieć taki sam rozmiar, czy gdzieś czasem ma być większa lub mniejsza?

To bardzo skomplikowane zagadnienia. Technicznie rzecz biorąc ja używam metody "na oko":

Zwykłe ścieżki sygnałowe ustawiam na impedancję w okolicach 50R (coś koło 10.28mil dla płytki 2L ze standardowymi parametrami EasyEDA), ścieżki mocy to zwykle 0.5 albo 1mm (w zależności od mocy wydzielanej na ścieżce - zarówno napięcie i natężenie mają na to wpływ, więc warto używać kalkulatora, który jest w stanie określić różnicę temperatury względem otoczenia dla danych parametrów).

Masa to zawsze wylewka miedziana - mniej problemów

Do tego dochodzą kwestie - pod ścieżką ZAWSZE powinno być pole masowe (BEZ PRZERW). Dla większości sygnałów powyżej (o ile dobrze pamiętam) 10kHz ścieżka powrotna prądu jest zawsze pod ścieżką pierwotną.

Tutaj możesz przeczytać całkiem sporo o takich pierdołkach  

 

[BeeKeyPro]

@H1M4W4R1 Dziękuję za odpowiedź z chęcią przeczytam Pana artykuł!

[Christophorus]

Dnia 6.07.2024 o 17:58, BeeKeyPro napisał:

@Christophorus A te prądy to tak konkretniej to chodzi o natężenie czy napięcie (przepraszam jestem nowy i nie orientuje się). I czy jak ustalam rozmiar ścieżki to wszędzie te ścieżki mają mieć taki sam rozmiar, czy gdzieś czasem ma być większa lub mniejsza?

Przy ścieżkach przez które płyną duże prądy ważna jest ich szerokość - przekrój podobnie jak przekrój przewodu elektrycznego. Natomiast w przypadku ścieżek na których występuje wysokie napięcie ważna jest odległość tych ścieżek od innych ścieżek i elementów na płytce. Może się pojawić przypadek, że przez ścieżki będą płynęły duże prądy przy wysokim napięciu. Takie ścieżki mogą mieć różną szerokość i odległości, ale powinny być ona mniejsze niż wartości wyliczone. W przeciwnym razie takie zwężenie ścieżki może się przepalić.

[BeeKeyPro]

@Christophorus  Wyskoczyło takie coś, mogę temu programowi zaufać?

[BeeKeyPro]

Jednak nie ważne, udało się! Dziękuję bardzo!