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Progettazione e assemblaggio PCB del sistema di controllo intelligente dell'illuminazione stradale è un processo complesso che coinvolge molti aspetti.

Di seguito presenterò in dettaglio il processo di progettazione, la selezione dei componenti, il layout del PCB, la realizzazione della scheda, la saldatura, ecc.

Flusso di progettazione

1. Analisi dei requisiti: chiarire i requisiti funzionali del sistema, come la regolazione della luminosità, l'interruttore temporizzato, il rilevamento dei guasti, ecc., nonché le interfacce hardware necessarie, come le interfacce dei sensori, le interfacce di comunicazione, ecc.
2. Progettazione schematica: sulla base dell'analisi della domanda, progettare il diagramma schematico del sistema e determinare il metodo di connessione e la logica del circuito di ciascun componente.
3. Progettazione PCB: convertire il diagramma schematico in un diagramma PCB, eseguire il cablaggio PCB, il layout dei componenti, ecc.
4. Elaborazione e produzione: inviare lo schema PCB progettato alla fabbrica di elaborazione PCB per la produzione di schede per ottenere il circuito stampato vero e proprio.
5. Approvvigionamento e preparazione dei componenti: in base all'elenco dei componenti sul PCB, acquistare i componenti corrispondenti ed effettuare i preparativi prima della saldatura.
6. Assemblaggio e saldatura: Saldare i componenti secondo il layout sul PCB per completare l'assemblaggio dell'intero sistema.
7. Test e debugging: testare ed eseguire il debug del sistema assemblato per garantirne il normale funzionamento.
8. Scrittura di documenti: scrivere documenti tecnici rilevanti, come schemi elettrici, elenchi di componenti, istruzioni per l'uso, ecc.

Selezione dei componenti

Nel sistema di controllo intelligente dell'illuminazione stradale è necessario selezionare i seguenti componenti principali:

1. Controller principale: seleziona un microcontrollore o un microcontrollore con le funzioni richieste, come STM32, microcontrollore 51, ecc.
2. Modulo di alimentazione: fornisce varie tensioni richieste dal sistema, come 5 V, 3.3 V, ecc.
3. Sensori: come sensori di luminosità, corpo umano sensore, ecc., utilizzato per rilevare la luce ambientale e l'attività umana.
4. Modulo di comunicazione: come modulo WiFi, modulo Bluetooth, ecc., utilizzato per realizzare il controllo remoto e la trasmissione dei dati.
5. Perline della lampada a LED e circuito di azionamento: per le sorgenti di illuminazione stradale, è necessario selezionare perle della lampada e circuiti di azionamento appropriati in base alle effettive esigenze.
6. Altri componenti ausiliari, come condensatori, resistori, diodi, ecc.

Quando si selezionano i componenti, è necessario considerare fattori quali i parametri prestazionali, la forma dell'imballaggio, il prezzo, ecc. per garantire le prestazioni del sistema e l'economicità.

Layout PCB

Il layout del PCB è una parte molto importante dell'intero processo di progettazione, che influisce direttamente sulle prestazioni e sull'affidabilità del sistema. Durante la disposizione è necessario prestare attenzione ai seguenti punti:

1. Disposizione dei componenti: disporre ragionevolmente i componenti sul PCB in base alla funzione e al flusso del segnale del circuito per migliorare l'affidabilità e la manutenibilità del sistema.
2. Circuito di alimentazione: pianificare ragionevolmente il circuito di alimentazione per ridurre la distribuzione di corrente e l'induttanza del circuito per migliorare la stabilità e l'efficienza dell'alimentatore.
3. Integrità del segnale: garantisce l'integrità del segnale e l'anti-interferenza, riduce il ritardo e la riflessione del segnale e migliora la stabilità e l'affidabilità del sistema.
4. Progettazione termica: considerare la dissipazione del calore dei componenti, in particolare quelli ad alta potenza, e pianificare razionalmente il percorso di dissipazione del calore.
5. Spaziatura e collegamento: Assicurarsi che la spaziatura tra i componenti sia adeguata per facilitare la saldatura e la manutenzione; allo stesso tempo, assicurarsi che le connessioni tra i componenti siano corrette e affidabili.
6. Forma della scheda: considerando i requisiti di lavorazione meccanica e assemblaggio del PCB, è necessario garantire che la forma e le dimensioni del PCB siano ragionevoli.
7. Contrassegni chiari: contrassegnare chiaramente le posizioni dei componenti, i numeri dei pin e altre informazioni sul PCB per facilitare la saldatura e il debug.
8. Trattamento di messa a terra: pianificare ragionevolmente il cavo di messa a terra per ridurre la resistenza di messa a terra e la differenza di potenziale e migliorare la capacità anti-interferenza e la stabilità del sistema.
9. Ridondanza ed espansione: riservare una certa quantità di spazio e pin ridondanti per possibili espansioni o modifiche future.

Realizzazione di tavole

Invia lo schema PCB progettato a un professionista Fabbrica di lavorazione PCB per la produzione di schede. Durante questo processo, è necessario prestare attenzione ai seguenti punti:

1. Scegli il materiale e lo spessore della piastra appropriati: scegli il materiale e lo spessore della piastra appropriati come FR4 o CEM-1 in base alle esigenze effettive.
2. Garantire i requisiti del processo: scegliere i processi appropriati in base ai requisiti di progettazione, come la doratura, l'oro per immersione, ecc., per migliorare l'affidabilità della saldatura e le prestazioni elettriche.
3. Controllare il file Gerber: prima di inviare il disegno PCB allo stabilimento di lavorazione, è necessario controllare attentamente il file Gerber per assicurarsi che sia coerente con il file di progettazione.
4. Monitoraggio dell'avanzamento della produzione: comunicare tempestivamente l'avanzamento della produzione e i problemi con gli impianti di lavorazione per garantire la consegna puntuale dei PCB.
5. Accettazione del PCB: dopo aver ricevuto il PCB, il suo aspetto e le sue dimensioni devono essere attentamente controllati per garantire che non vi siano difetti o problemi.
6. Test PCB: prima dell'assemblaggio, è possibile utilizzare un multimetro e altri strumenti per testare i punti chiave del PCB per garantire che le sue prestazioni elettriche siano normali.

Saldatura

Durante il processo di saldatura è necessario prestare attenzione ai seguenti punti:

1. Screening e ispezione dei componenti: garantire che i componenti acquistati soddisfino i requisiti di progettazione e verificarne la qualità.
2. Preparazione prima della saldatura: Pulire la superficie di saldatura per assicurarsi che non siano presenti impurità e strati di ossido.
3. Temperatura di saldatura: scegliere la temperatura di saldatura appropriata per evitare che sia troppo alta o troppo bassa per evitare di danneggiare i componenti o compromettere la qualità della saldatura.
4. Tempo di saldatura: controllare il tempo di saldatura appropriato per garantire che i giunti di saldatura possano fondersi completamente e formare una buona connessione meccanica.
5. Qualità della saldatura: scegliere una saldatura adeguata, ad esempio una saldatura senza piombo o una saldatura rispettosa dell'ambiente, per soddisfare i requisiti di protezione ambientale.
6. Ispezione dei giunti di saldatura: una volta completata la saldatura, la qualità dei giunti di saldatura deve essere controllata attentamente per garantire che siano completi, lisci e privi di bolle.
7. Pulizia e manutenzione: Se necessario, utilizzare un detergente adatto per rimuovere i residui e utilizzare un agente protettivo per la manutenzione.
8. Evitare danni termici: durante la saldatura, evitare danni termici al PCB e ad altri componenti.
9. Disposizione e direzione dei componenti: assicurarsi che i componenti siano saldati nella disposizione e nella direzione corrette.
10. Test post-saldatura: una volta completata la saldatura, eseguire un test funzionale preliminare per garantire che non vi siano difetti evidenti.

Test e debug

Dopo aver completato la saldatura, il sistema di controllo intelligente dell'illuminazione stradale deve essere testato e sottoposto a debug per garantirne il normale funzionamento e prestazioni stabili. Durante questo processo è necessario tenere presente i seguenti punti:

1. Test dell'alimentatore: verificare se la tensione di uscita e la corrente del modulo di alimentazione sono normali e soddisfano i requisiti di progettazione.
2. Test del sensore: testare il sensore di luminosità, il sensore del corpo umano, ecc. per garantirne il normale funzionamento.
3. Test del cordone della lampada a LED: verificare se la luminosità, il colore, la direzione, ecc. del cordone della lampada a LED soddisfano i requisiti di progettazione ed eseguire un test di illuminazione.
4. Test del modulo di comunicazione: testare il modulo WiFi, il modulo Bluetooth, ecc. per assicurarsi che possano comunicare normalmente.
5. Test funzionale: in base ai requisiti di progettazione, eseguire test funzionali sull'intero sistema, come l'interruttore del timer, la regolazione della luminosità, ecc.
6. Test delle prestazioni: testare i parametri prestazionali del sistema, come tempo di risposta, stabilità, ecc.
7. Rilevamento e risoluzione dei problemi: durante il processo di test, se viene scoperto un guasto o un problema, è necessario eseguire la risoluzione dei problemi e registrare la causa e la soluzione del problema.
8. Record di debug: durante il processo di debug, è necessario conservare record dettagliati di debug per facilitare la manutenzione e gli aggiornamenti successivi.
9. Test di sicurezza: durante il processo di test, deve essere garantita la sicurezza del sistema, come protezione da sovraccarico, protezione da cortocircuito, ecc.
10. Test di adattabilità ambientale: testare in diverse condizioni ambientali per garantire che il sistema abbia una buona adattabilità ambientale.

Documentazione

Dopo aver completato la progettazione e l'assemblaggio del sistema di controllo intelligente dell'illuminazione stradale, è necessario preparare la documentazione tecnica pertinente, come schemi elettrici, elenchi dei componenti, istruzioni per l'uso, ecc.

Questi documenti sono molto importanti per la successiva manutenzione e aggiornamento. Quando si scrive la documentazione, è necessario prestare attenzione ai seguenti punti:

1. Formato documento: scegli il formato documento appropriato, come PDF, Word, ecc., per facilitare la lettura e la stampa.
2. Contenuto completo: assicurarsi che il contenuto del documento sia completo, inclusi schemi elettrici, elenchi di componenti, istruzioni per l'uso, ecc.
3. Chiaro e di facile comprensione: il contenuto del documento deve essere chiaro e di facile comprensione ed evitare l'uso di termini eccessivamente tecnici in modo che possa essere facilmente compreso dai non professionisti.
4. Controllo della versione: per modifiche e aggiornamenti successivi, il documento deve essere sottoposto a controllo della versione e l'ora e il contenuto della modifica devono essere annotati nel documento.
5. Backup e archiviazione: esegui il backup e archivia i documenti in un luogo sicuro per evitare perdite o danni.
6. Gestione dei diritti: se necessario, eseguire la gestione dei diritti sui documenti per proteggere la proprietà intellettuale e le informazioni riservate.
7. Aggiornamenti continui: aggiorna continuamente i documenti tecnici in base ai miglioramenti e agli aggiornamenti del sistema.