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Introduzione
Quando progetti un circuito stampato (PCB), devi tenere a mente tutte le diverse cose che saranno sulla tua scheda. Ci saranno componenti e dovranno essere collegati tra loro. Il calcolatore di tracce PCB è utile qui.
Descrizione di PCB Trace Calculator
Uno strumento che può aiutarti a calcolare il numero di tracce nel tuo circuito stampato. Questo calcolatore è progettato per i professionisti che lavorano con PCB e hanno bisogno di sapere quante tracce possono contenere sulla loro scheda.
Il calcolatore fornisce una stima del numero di tracce che è possibile inserire in una determinata area, ad esempio un quadrato o un cerchio. Offre inoltre diverse opzioni per quanto riguarda i materiali da utilizzare per i circuiti stampati. Ad esempio, è possibile scegliere se utilizzare fogli di rame rivestiti su un solo lato o su entrambi i lati.
Il calcolatore fornirà quindi una stima basata su queste selezioni e la mostrerà graficamente in modo che sia facile capire quale tipo di opzioni di densità di traccia sono disponibili.
Calcolatore di tracce PCB
Quanta corrente può trasportare una traccia PCB?
Per quanto riguarda la capacità di trasporto di corrente delle tracce dei circuiti stampati, gli standard IPC stabiliscono che la capacità di trasporto di corrente continua di una traccia di un circuito stampato è fino a circa 30 A.
Questo significa che è possibile avere una traccia su PCB progettata per trasportare fino a 30 A e utilizzarla in un circuito che richiede una corrente superiore. Tuttavia, se si utilizza la traccia per una corrente superiore a quella nominale, si rischia di danneggiare il circuito o addirittura di provocare un incendio.
Ma ricorda, la capacità di trasporto di corrente di una traccia PCB dipende dalla sua lunghezza e larghezza, nonché dal materiale di cui è composta.
Corrente di traccia PCB
Limite dell'importo corrente che può essere calcolato
La larghezza massima della traccia calcolabile da questo strumento è di 400 mils. La densità di corrente massima è di 35 ampere per pollice quadrato e lo spessore massimo del rame è di 3 once per piede quadrato. Le temperature possono variare da 10 a 100 gradi Celsius. Se si inseriscono valori al di fuori di questi intervalli, il calcolatore estrapolerà i dati per fornire un risultato più preciso.
Larghezza traccia PCB
Come utilizzare il calcolatore di tracce PCB?
Questo strumento può aiutarti a determinare la spaziatura ideale per le tracce del tuo circuito stampato. Lo fa calcolando la capacità, l'induttanza, la resistenza e l'impedenza di ciascuna traccia.
Il primo passo per utilizzare il Calcolatore di Tracce PCB è inserire tutti i dati rilevanti relativi al layout.
Modalità normale
Questi sono i dati necessari per calcolare le tracce PCB in modalità normale. Devi raccogliere i seguenti dati:
Località
Questa è la prima cosa che devi sapere quando usi il PCB Trace Calculator. Questi dati ti aiutano a determinare quanto sarà lungo un lato della tua tavola e con quanto spazio devi lavorare.
Larghezza traccia
È possibile ottenere queste informazioni dal file schematico o di progettazione. Se non si dispone di un file schematico o di progettazione, è possibile utilizzare le proprie misurazioni per il diametro e la lunghezza della traccia utilizzando un calibro per misurarle direttamente sul circuito stampato (PCB).
Spessore traccia
Questa è la quantità di spazio tra ogni traccia sul circuito stampato. Questo valore determina quanta corrente può passare attraverso un circuito senza surriscaldarsi o bruciarsi. Più spessa è la traccia, più corrente può trasportare, ma allo stesso tempo aumenta anche la resistenza. Quando si progetta il PCB, è fondamentale esaminare entrambi gli elementi e decidere se il progetto richiede tracce spesse o sottili.
Aumento massimo della temperatura
Un calcolo che considera i materiali presenti nella traccia del PCB, nonché la loro resistività, spessore e lunghezza. È uno dei calcoli più importanti nella progettazione di una traccia per PCB perché aiuta a determinare se il progetto sarà in grado di gestire il calore prodotto dalla corrente che la attraversa.
Calcolatrice di tracce PCB in modalità normale
Modalità avanzata
Ecco i dati che devi raccogliere in modalità anticipata:
Temperatura ambiente
La temperatura dell'ambiente in cui viene utilizzato il PCB. Questo valore è importante perché influisce sulla resistenza termica delle tracce sul PCB, e quindi determina quanto calore può essere dissipato da ciascuna traccia. Quando viene erogata corrente, la temperatura ambiente influenza il tempo impiegato da una traccia per riscaldarsi fino a una data temperatura.
Lunghezza
La lunghezza della traccia deve essere fornita come input nel calcolatore. Questa è la distanza tra i punti iniziale e finale della traccia.
Corrente massima
La corrente massima è la corrente massima che può essere fatta passare in sicurezza attraverso una traccia su un circuito stampato. Viene misurato in ampere e di solito è elencato nella scheda tecnica per il particolare componente che stai utilizzando.
Ad esempio, se si utilizza un alimentatore da 5 V , la corrente massima sarà di 20 mA (o 0.02 A). Questo valore si trova solitamente nella scheda tecnica del componente.
Temperatura della traccia
La temperatura media della traccia del PCB. Può essere calcolata misurando la temperatura della traccia del PCB con una termocoppia, inserita nel PCB in un punto a metà strada tra l'inizio e la fine di ciascuna traccia.
resistenza all'usura
La quantità di corrente elettrica che attraversa una traccia del circuito stampato viene misurata in ohm. Questo valore può essere calcolato dividendo la tensione ai capi della traccia per la sua corrente.
Caduta di tensione
Viene calcolato dividendo la resistenza totale della traccia per la sua lunghezza ed è generalmente espresso in millivolt per pollice (mV/in). La caduta di tensione in un circuito può essere causata da un numero qualsiasi di fattori: materiali resistivi nel PCB stesso, carichi induttivi e altri fattori.
Per calcolare la caduta di tensione, è necessario innanzitutto determinare la resistenza complessiva del circuito stampato, che include resistori e altri componenti basati sulla resistenza, nonché la sua lunghezza.
Dissipazione di potenza
Una misura della quantità di calore generata da un componente o circuito elettronico. La potenza dissipata in un resistore, ad esempio, è pari al prodotto della corrente che lo attraversa e della tensione ai suoi capi.
Per determinare la dissipazione di potenza di una traccia del circuito stampato, è necessario prima calcolare il prodotto della larghezza e dell'altezza della traccia. Puoi quindi dividere questo numero per la resistenza termica del tuo materiale per ottenere la tua risposta finale.
Calcolatrice traccia PCB in modalità avanzata
Formula del calcolatore di tracce PCB Standard IPC-2221
Dopo aver raccolto tutti i dati necessari per calcolare la traccia del circuito stampato, è possibile utilizzare un calcolatore di tracce PCB che segue la formula standard IPC-2221. Questa formula è la seguente:
Area[mil^2] = (Corrente [Amp] / (k*(Temp_Rise [gradi C]) ^b)) ^(1/c)
La larghezza è il calcolo:
Larghezza[mil] = Area[mil^2]/(Spessore[oz]*1.378[mil/oz])
Calcolo dello strato interno
In base allo standard IPC-2221, i valori necessari da inserire nella formula menzionata se si calcolano gli strati interni dovrebbero essere i seguenti:
k = 0.024, b = 0.44, c = 0.725
Calcolo dello strato esterno
IPC-2221 specifica i seguenti valori per gli strati esterni durante il loro calcolo:
k = 0.048, b = 0.44, c = 0.725
Calcolatore traccia PCB Standard IPC-2221
Formula per il calcolo della resistenza
Quando si esegue il calcolo della resistenza della traccia, iniziare modificando l'area della sezione trasversale da [mils2] a [cm2].
Puoi farlo moltiplicando i mil per 2.54, quindi moltiplicando nuovamente il risultato per 2.54 e infine dividendo il risultato per 10-6.
Dopo aver completato questo calcolo, quantificherai la tua resistenza alla traccia utilizzando:
R = (ρ * L / A') * (1 + α * (TTEMP – 25 °C)).
Calcolo della resistenza
Formula per il calcolo della caduta di tensione
La caduta di tensione è la diminuzione del potenziale elettrico mentre si muove attraverso una corrente in un circuito elettrico. L'equazione per determinare la caduta di tensione è:
VDROP = Corrente massima * Resistenza di traccia.
La corrente massima è la corrente che causerà la caduta di tensione più significativa nel circuito e la resistenza di traccia è la resistenza del conduttore utilizzato per instradare quella corrente massima.
Calcolo della caduta di tensione
Formula per il calcolo della dissipazione di potenza
La dissipazione di potenza è la quantità di energia elettrica che viene convertita in calore. Succede quando un gadget elettrico crea calore, che provoca perdita o spreco di energia. Lo standard IPC-2221 definisce la dissipazione di potenza come:
PLOSS = Resistenza * Corrente massima²
Calcolo della dissipazione di potenza
Motivi per utilizzare un calcolatore della larghezza della traccia
Se stai progettando un circuito, probabilmente hai già iniziato a pensare ai diversi elementi da includere. Avrai probabilmente considerato resistori, condensatori e induttori . Avrai anche probabilmente riflettuto su quanto spazio occuperà ciascun elemento sul circuito stampato.
Un calcolatore della larghezza della traccia è uno strumento utile che può aiutarti a determinare la larghezza corretta di una traccia nel tuo progetto PCB. Questo può essere utilizzato per garantire che il tuo circuito funzioni correttamente e può anche aiutarti a ridurre la quantità di rifiuti che crei quando crei un PCB.
Il motivo principale per cui dovresti usare un calcolatore della larghezza della traccia è che se non lo fai, potresti ritrovarti con un circuito incompleto o addirittura non funzionante. Questo può essere frustrante sia per gli hobbisti che per i professionisti che vogliono assicurarsi che i loro circuiti funzionino correttamente prima di inviarli alla produzione.
Quale unità di misura è Mils?
Il mil è un'unità di misura utilizzata nella produzione di circuiti stampati. Indica lo spessore di una maschera di saldatura . Ad esempio, una maschera di saldatura con uno spessore di 1 mil corrisponde a un millesimo di pollice.
Viene generalmente utilizzato dai produttori per descrivere lo spessore degli strati sul circuito stampato e anche per indicare lo spessore della saldatura che verrà utilizzata per collegare i componenti alle piste di rame.
Cosa significa aumento della temperatura?
L'aumento di temperatura è la differenza tra la temperatura di un giunto di saldatura quando viene esposto per la prima volta al calore e la sua temperatura quando si raffredda.
Questo aumento di temperatura può essere misurato e controllato nel processo di fabbricazione del circuito stampato, in quanto è necessario garantire che la saldatura che collega i componenti al circuito stampato non si sciolga prima del dovuto.
È importante sapere di quanto aumenterà la temperatura in un processo di produzione di circuiti stampati perché può aiutarti a determinare se un componente si spezzerà o meno a causa dell'espansione termica.
Conclusione
C'è molto da considerare quando si progetta un circuito stampato e il tuo primo obiettivo dovrebbe essere quello di assicurarti che possa essere fatto in modo sicuro ed efficiente. Prendendo il tempo per costruire una solida base con uno schema elettrico, puoi assicurarti che il tuo PCB funzioni come previsto una volta che è stato prodotto correttamente. Questo ti farà risparmiare tempo e denaro a lungo termine e ti permetterà di concentrarti sulle cose divertenti: realizzare effettivamente il circuito stampato.
PCB Trace Calculator è in grado di gestire numerose esigenze di PCB per qualsiasi circuito ed è estremamente intuitivo. Digita semplicemente i dati richiesti e puoi determinare immediatamente quale larghezza di traccia sarà necessaria per ogni singolo strato della scheda. Usando questo, ti assicuri che non ci sia spazio sprecato e puoi essere sicuro che il tuo progetto sia eseguito in modo impeccabile.
