电动车报警器遥控板PCB设计Word下载.docx
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任务五电动车报警器遥控板PCB设计
一、产品介绍
电动车防盗报警器用于电动车的保护,处于保护状态时,电动车的震动、开启电门都会进行报警。
设计时要求报警器的遥控板足够小,以便携带,因此主要使用贴片元件。
电动车遥控报警器原理图
电路工作原理如下。
该遥控器采用LA2260A作为遥控编码芯片,其A0~A7为地址引脚,用于地址编码,可置于“0”、“1”和“悬空”三种状态,通过编码开关K1进行控制;
遥控按键数据输入由D0~D3实现,VD1和LED1作为遥控发射的指示电路;
当S1~S4中有按键按下时,VD1导通,为U1提供VDD电源,同时LED1发光,无按键按下时,VD1截止,保持低耗;
OSC为单端电阻振荡器输入端,外接R1;
DOUT为编码输出端,其编码信息通过V2发射出去。
电路采用印制导线做为发射电感,其电感量的变化可以改变印制导线上的焊锡的厚薄实现,该印制导线必须设置为露铜。
P_VCC和P_GND为遥控器供电电池的连接弹片。
二、设计前准备
电动车报警遥控器体积很小,元件主要采用贴片式,个别元件在原理图库中不存在,所以必须重新设计个别元件的图形和元件封装,并为元件重新定义封装。
1.绘制原理图元件
在原理图中,编码开关和遥控编码芯片LX2260A需要自行设计,元件图如下所示。
遥控编码芯片LX2260A编码开关KO1
自制原理图元件图形
2.元件的封装
元件的封装采用游标卡尺实测元件的方式进行。
1)通孔式LED封装图形:
焊盘中心间距2.2mm,焊盘直径:
1.6mm,孔径1.0mm,焊盘编号分别为1和2,封装名LED,如图元件封装所示。
通孔式LED封装图形
电池弹片封装图形
通孔式按键开关封装图形
元件封装
2)通孔式按键开关封装图形:
焊盘中心间距6.2mm,焊盘直径1.8mm,孔径1.0mm,焊盘编号分别为1和2,封装名KEY-1,如图所示。
3)电池弹片封装图形:
焊盘中心间距3.8mm,焊盘“X-尺寸”为2.7mm,“Y-尺寸”为2.mm,“形状”为Octagonal(八角形),孔径1.3mm,由于每个电池弹片两个固定脚均接于同一点,故两个焊盘编号均设置为1,封装名POW,如图所示。
3.原理图设计
根据绘制电路原理图,并进行检查,元件的参数如表1所示。
将自行设计的元件封装库设置为当前库,一次将原理图中的元件封装修改为合适的封装形式,并将原来的原件自带的封装删除。
设计时注意熟悉贴片元件的封装。
表1电动车遥控报警器元件参数表
元件类别
元件标号
库元件名
元件所在库
元件封装
贴片电容
C1-C5
Cap
MiscellaneousDevices.InLib
CC1608-0603
贴片电阻
R1-R4
RES2
CR1608-0603
贴片电感
L1
inductor
INDC3216-1206
LX2260A
U1
Lx2260A自制
自制
SO-16
编号开关
K1
KO1自制
自制
无
高频三极管
V1
PNP
SOT23
V2
NPN
SOT23
发光二极管
LED
LED0
LED自制
按键开关
S1-S4
SW-PB
KEY-1自制
电池弹片
P-VCC
P-GND
P-1
POW自制
三、设计PCB是考虑的因素
电动车报警遥控器PCB是双面异形板,其按键位置、发光二极管的位置必须与面板相配合。
设计时考虑的主要因素如下。
(1)根据面板的特征定义好PCB的电器轮廓。
(2)先安排优发射电路用的印制电感的位置。
并设置为露铜,以便通过上锡改变电感量。
(3)根据面板的位置,放好遥控器四个按键的位置。
(4)LED置于板的顶端,并对准面板上按键的位置。
(5)电池弹片正负极间的间距根据电池的尺寸确定,中心间距20mm,两边沿间距28mm。
(6)为减小遥控器的体积,编码开关K1不适用实际元件、通过焊盘、过孔和印制导线的配合来实现编码功能、将其设计在编码芯片LX2260A的背面以便进行编码,通过过孔连接要进行编码的引脚,具体编码可以在焊接时通过焊锡电路所需焊盘和过孔实现,需将该部分焊盘喝过孔设置为露铜。
(7)在空间允许的条件下,加宽地线和电源线。
(8)为保证印制导线的强度,为焊盘和过孔添加泪滴。
四、规划PCB板
规划好的PCB板图
五、有关SMD元件的布线规则设置
执行菜单“设计”→“规则”,弹出“PCB规则和约束编辑器”对话框进行设置。
1.FanoutControl(扇出式布线规则)
扇出是布线规则是针对贴片式元件在布线时,从焊盘引出连线,通过过孔到其它层的约束。
从布线的角度看,扇出就是把贴片元件的焊盘通过导线引出来并加上过孔,使其可以在其他层面上继续布线。
单击“PCB规则约束编辑器”的规则列表栏中的【FanoutControl】
,系统展开所有的布线设计规则列表,选其中的“FanoutControl”(扇出式布线规则),默认状态下包含5个子规则,分别针对BGA类元件、LCC类元件、SOIC类元件、Small类元件和Deafulat(缺省)设置,可以设置扇出的风格和扇出的方向,一般选用默认设置,本例中的元件属于Small类元件。
2.SMT元件布线设计规则
SMT元件布线设计规则是针对贴片元件布线设置的规则,主要包括3个子规则选的PCB规则和约束编辑器的规则列表栏中的【SMT】项,可以设置SMT子规则,系统默认为未设置规则。
(1)SMDTOCorner(SMD焊盘于拐角处最小间距限制规则)
此规则用于设置SMD焊盘与导线拐角处最小间距大小。
执行菜单“设计”→“规则”,屏幕弹出“PCB规则和约束编辑器”对话框,单击【SMT】项打开子规则,用鼠标右击“SMDTOCcorner”子规则,系统弹出一个子菜单,“选中新建规则”系统建立“SMDTOCcorner”子规则,单击该规则名称,编辑区右侧区域将显示该规则的属性设置信息。
图中的【第一个匹配对象的位置】区中可以设置规则的适用范围,【约束】区中的【距离】用于设置SMD焊盘拐角的最小距离。
六、PCB布线及调整
1.预布线
本例中印制电感、电池弹片的电源和地需要进行预布线,印制电感在底从进行布线,电源和底线则双面布线,布线采用印制导线和覆铜相结合的方式进行,编码开关的PCB设计师,在LX2260A的引脚1~8的正上方和正下方放置8个矩形底层铁片焊盘,焊盘尺寸为0.8mm╳1mm,并将上面一排8个焊盘连接在一起,与VDD网络相连,下面一排8个焊盘连接在一起,与GND网络相连,在LX260A的引脚上依次放置8个过孔,过孔尺寸为0.9mm孔径为0.6mm,每个过孔上放置一个0.8mm╳1.7mm矩形底层铁片焊盘,以便在底层进行编码设置。
2.自动布线规则设置
执行菜单“设计”→“规则”,屏幕弹出“PCB规则和约束编辑器”对话框,进行自动布线设置,具体内容如下。
安全间距规则设置:
全部对象为0.254mm;
短路约束规则:
不允许短路;
布线转角规则:
45;
导线宽度限制规则:
最小0.35mm,最大1mm,优选0.6mm;
布线规则:
选中BottomLayer进行双面布线。
过孔类型规则:
过孔尺寸0.9mm,过孔直径:
0.6mm,其他规则选择默认,单击“确认”按钮完成设置
3.自动布线及手工调整
执行菜单“自动布线”→“全部对象”,屏幕弹出“Situs布线策略”对话框,图中将显示U1的1~8交的错误信息,忽略该信息(U1的1~8脚为前面设置的编码开关)单击选中【锁定全部预布线】复选框锁定与布线,单击“RouteAll”按钮对整个电路板进行布线,系统弹出“Messages”窗口显示当前布线过程。
自动布线结束进行手工调整完成PCB布线,在调整过程中可以微调原件和与布线的位置以满足布线的要求,顶层铁片元件与底层连线的连接可以在焊盘上增加过孔实现。
手动调整后的PCB板图。
4.添加泪珠滴
执行菜单“工具”→“泪滴焊盘”,屏幕弹出“泪滴选项”对话框,选中【全部焊盘】和【全部过孔】复选框,选中【圆弧】和【追加】
,单击“确认”按钮,系统自动添加泪珠滴
七、PCB板各层次图
1.电动车报警控制器PCB顶层图
2.电动车报警控制器PCB底层图
3.电动车报警遥控器装配图
八、露铜设置
铜箔露铜一般是为了在过锡时能上锡,增大铜箔厚度,增大带电流的能力,通常应用于电流比较大的场合。
本例中的露铜主要是为了过锡时用有两处必须设置露铜,即发射用的印制电感和编码开关的焊盘和过孔。
将工作层切换到底层阻焊层(BottomSolder)在前述24个底层焊盘的位置放置略大于焊盘的矩形填充区;
再印制电感的相应位置放置圆弧,这样再印制板时该区域不会覆盖阻焊漆,而是露出铜箔,如图6-82所示,图中关闭了顶层,故只显示底层、通孔式元件、通孔式焊盘和过孔,至此PCB布线完毕。
覆铜设置图
3D效果图
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