跳到内容

什么是pcb盾?

PCB屏蔽是使用导电、磁性或两者的材料来防止系统中的电磁干扰的机械方法。机械屏蔽是封闭的,导电的容器,连接到PCB的地面。它们有效地减少了循环天线尺寸,吸收和/或反射一些辐射。

印刷电路板中的不期望的电磁排放

任何带有电线或痕迹的产品以及操作高频发出无线电波。由于印刷的电路板 - PCB变得越来越越来越快,这种紧急技术的一个缺点是严重的电磁兼容性(EMC)问题。电子系统由印刷电路板(PCB),互连,集成芯片和I / O电缆组成。基于由导体承载的电流,以及互连的长度,这些互连在高频工作时模仿天线,发送出EMI。

电磁兼容性- EMC

EMC确定设备是否与其电磁环境兼容,并且不会导致干扰。如果它不会发出导致的EM能量水平电磁干扰(EMI)在附近的其他设备中,它被称为电磁兼容。国际标准规定了排放水平。因此,制造商必须监测和测量电磁辐射来控制它们。缺乏兼容性会对近距离的其他电子设备造成窄带和宽带干扰,并造成数据泄漏。

EMI的影响

EMI盾PCB.

导致EMI的能量可以是导电,辐射和静电放电(ESD)的形式。EMI甚至可能损坏操作设备,因此不期望的电磁(EM)排放代表电子系统设计中最关键的问题之一。EMC确保系统按照定义的安全措施按计划执行。EMC流程监控测试要求,并且设备之间的干扰在PCB上彼此靠近。虽然它可以发生在任何频率范围内,但是它通常发生在50MHz以上,在这种情况下,接地,EMI屏蔽和聚焦在设计阶段期间的跟踪间距和布局。

使用EMC设计PCB

有一定简单PCB设计节省时间和成本的电磁兼容性指南。

  • PCB上的所有高速信号都应该参照一个实平面。这种信号在电路板上的模型返回路径是一大片金属(位于差分对信号相邻层的接地铜多边形),或一平面层。这就成了参考平面。
  • 在PCB上的任何痕迹的电流流必须完成整个电路回路,并通过参考平面回到源。正在运行的PCB中的电流从电源或输出流到进一步的下游元件。
  • 返回电流应始终选择最小“阻抗”的路径,并且将相对于入射电流路径形成最小的循环,以最小化环路电感。

处理不需要的EMI的一种方法是通过PCB屏蔽。

Arduino电路板

Arduino电路板生产用于准备使用,并包含所有所需的操作电路。其核心包含压实的Atmega328芯片微控制器/计算机。Arduino平台包含发光二极管,连接,微控制器等等。Arduino电路板通过使用USB电缆通过USB端口的电流供电。AC-TO-DC功率适配器可用于外部电源。

Arduino电路板的类型

Arduino电路板是开源的。这使用户可以轻松定制项目和仪器。有几个arduino板可用,包括:

  • Arduino Uno,
  • 红板,
  • Lilypad Arduino,
  • arduino leonardo,
  • Arduino Mega。

以上每一个在规格、功能和用途上都是不同的,以及它们在不同的电子项目中如何使用。出于本文的目的,我们将专注于Arduino Mega Boards和Arduino Mega Protoshield。

反射和吸收

EMI / EMC屏蔽可用于包围系统的一部分或整个系统。这可以保护信号传输免受外部噪声并防止信息丢失。屏蔽有两个主要目的:

  • 反射(R)发生时,来自电磁波的能量跑到盾牌,并被反射回来。和
  • 吸收(A)发生在电磁波未反射的剩余能量被屏蔽吸收,剩余能量从另一侧退出时。

如何屏蔽PCB

添加金属屏蔽或罐以屏蔽EMI的电路板,以便在PCB上包含关键区域。屏蔽覆盖四个侧面,顶部焊接到地下平面下面组件.这种类型的屏蔽称为法拉第笼。理想情况下,屏蔽应完全包围成分以阻止所有排放。然而,热冷却,接缝,调整和焊点需要屏蔽开口。

PCB屏蔽类型

PCB RF屏蔽

阻碍射频和电磁辐射的电磁干扰屏蔽或EMI屏蔽称为射频屏蔽。这种屏蔽减少耦合无线电波电磁场,电磁场和静电。用于阻挡静电场的导电外壳也称为法拉第笼。

Arduino屏蔽

Arduino EMI PCB屏蔽板是一种可以安装在Arduino板顶部的板。其屏蔽销插入Arduino板两侧的插座。Arduino有一个为原型设计的大范围防护罩。

为什么Arduino盾牌比其他人更好?

Arduino是一款具有多种硬件设计的开源软件低成本来自多个供应商的屏蔽。这些屏蔽板是插入Arduino PCB顶部的板,以增强其功能。屏蔽易于安装,廉价生产。

Arduino屏蔽易于使用。

Arduino Shields拥有一个广泛的样本库,使它们易于学习和使用。该库包括用户可以自定义的示例代码裁剪组装

Arduino盾牌廉价。

标准的Arduino Uno在口袋上非常好,同样大多数盾牌也廉价且提供了很好的功能。

Arduino盾牌是可堆叠的

多个屏蔽可以堆叠在彼此顶部,以组合它们的功能,因为Arduino上没有特定数量的“插槽”。要连接屏蔽,请将屏蔽销插入位于Arduino板的两侧的插座中。堆叠Arduino Mega Proto屏蔽在一起创建整个系统。

为什么Arduino盾牌可堆叠?

Arduino屏蔽板允许PCB多用途。他们是堆叠组合不同的功能和封装的电子电路在与Arduino相同的足迹.Arduino屏蔽必须使用Arduino板本身的引脚,所以堆叠屏蔽必须使用相同的引脚和/或GND引脚,因为Arduino和其他设备的任何通信都需要一个公共的GND。

Arduino盾的使用

放置在Arduino Boards顶部的Arduino屏蔽可以提高电路板功能,以便以下目的:

  • 连接到互联网,
  • 电机控制,
  • 液晶控制和
  • 建立无线通信。

基于其目的,屏蔽可以简单或复杂,并且作为套件或预先售出。套件根据特定需求提供目的建筑物/组装Arduino屏蔽的灵活性。有些套件要求您组装板的电路,尽管可能已经大大组装了更复杂的屏蔽,只需只需要报头销。

Arduino盾的类型

不同的护盾可供使用。Arduino屏蔽板是预先制作好的电路板,可与其他Arduino板连接,提高Arduino板之间的兼容性。Arduino盾牌包括:

  • 无线屏蔽,
  • 以太网的盾牌,
  • GSM盾牌,和
  • PROTO屏蔽。

出于本文的目的,我们将专注于Arduino Mega Boards和Arduino Mega Protoshield。

Arduino Mega盾牌规格

Arduino Mega Proto屏蔽有54个输入引脚和输出引脚。这些引脚中的4用于硬件端口,PWM输出为14个引脚,16个引脚用作模拟输入。MEGA还具有ICSP标题,POWER插孔,一个USB连接和一个REST引脚。

Arduino Mega板可以通过USB连接连接到计算机,并通过使用电池或AC-DC适配器供电。

什么是一个原始的?

原子座是众多arduino盾牌之一。采用原型化屏蔽以促进原型设计,简化了设计定制电路。您可以通过焊接到原型化区域来定制项目。您还可以在焊接之前使用无焊接面包板测试电路思路。Protoshield在面包板和Arduino之间创建轻松连接。

Arduino Mega Protoshield.

Arduino Mega 2560用于需要广泛的RAM,I / O线和草图内存的项目。它推荐的使用是3D打印机和机器人项目,因为它有54个数字I / O引脚,16个模拟输入以及素描的更大空间。Arduino Mega Proto屏蔽是一个超大的原型屏蔽,专门用于保护Arduino Mega免受新设备的潜在损坏或划痕。

Arduino Mega Proto屏蔽套管放置在Arduino Mega电路板上,可以轻松连接和控制电机或用于将PCB转换为复杂的电子设备的更复杂操作。Arduino Mega Protoshield组件是2个按钮和全套超长的女性堆叠标头。

Arduino Mega Proto屏蔽为所有Arduino Mega I / O引脚提供额外的连接。它还具有安装表面贴装集成和通孔电路的空间,允许您将自定义Arduino电路转换为单个模块。

Arduino Eagle Mega ProtoShield

使用AutoCAD Eagle Design软件您可以轻松且有效地自定义Arduino Mega Proto屏蔽。

鹰是什么?

EAGLE是电子设计自动化(EDA)软件。它允许印刷电路板(PCB)设计人员连接PCB布线,组件放置和原理图有一个全面的图书馆内容,使PCB设计师可以使用非常容易。它只支持64位操作系统,最小图形分辨率为1024×768像素和3键式轮鼠标。Autodesk Eagle与以下操作系统运行良好:

  • 要求Microsoft®Windows®7或更新版本。
  • Linux®基于内核2.6的Intel计算机,X11的最小颜色深度为8 bpp,以下运行时库:libssl.so.1.0.0, libcrypto.so.1.0.0,和CUPS用于打印。
  • Apple®MacOS®X1010或以上英特尔计算机。

使用AUTOCAD鹰为Arduino Mega Shield

Arduino图书馆有12种变种,包括Mega。将任何设计转换为Eagle Arduino Mega Shield库并不困难。以下步骤应该有所帮助。在创建设计时,您可能需要做的第一件事是删除除电路板轮廓和连接器之外的所有内容。使用DesignBlock可能似乎更容易,但创建库总是更好。

  • 从EAGLE原理图编辑器加载原理图。
  • 选择File/Export/Libraries,并选择“合并为一个库”选项,以使用所有组件自定义库。
  • 使用设计块将完整的原理图和电路板布局保存到库中。
  • 从中选择文件/另存为设计块示意图编辑器选择整个原理图和板文件作为一个块。
  • 上传项目,然后单击添加设计块以显示您可以选择的块列表。
  • 点击几分钟前你在Arduino盾上创建的方块。

您可能必须在板的正确位置绘制焊盘,并为板模板创建符号,并将其作为设备映射。这允许您在原理图中包含模板,并在此处设计您的盾牌或斗篷。默认情况下,Eagle Arduino Mega Shield设计程序具有标准的一组,以用于各种目的,应在一般情况下删除这些层。由于Arduino Mega是一个两层板, AUTOCAD中的Eagle模板将会这样显示。

记住Arduino屏蔽转换硬件复杂性,并将其简化为一个易于使用的界面。这样,你就能够快速地设计和实现你的想法。Arduino屏蔽编程库可以轻松集成屏蔽上可用的硬件功能。这应该有助于您设计您的EAGLE Arduino Mega原型盾。愿一切都好!