Desenvolvimento de projeto em desenho avançado de circuitos impressos SMT com arquitetura computacional

• Autor(a) principal: Narciso, Ricardo Ervideira Marques
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.26/43487
• topic: LTSpice; KiCad; PCB; SMD; EDA; ECAD; Software, hardware; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática

O projeto ao qual este relatório se refere consiste na atualização dos componentes eletrónicos de uma carta de medição de sinais analógicos (sinais com valores reais, teóricos, etc.) referente a uma UCC (Unidade Central de Controlo) de uma automotora elétrica. Um novo circuito impresso foi desenvolvido, com recurso a componentes atuais do tipo SMD (Surface Mount Device), para que reproduza fielmente todas as funcionalidades da carta eletrónica original, e cumprindo ainda todas as regras e medidas de segurança que são exigidas pelas normas eletrotécnicas ferroviárias. O primeiro processo foi desenvolver uma metodologia para garantir o funcionamento correto da carta, com todos os sinais de entrada dentro da gama admissível e a sua respetiva correspondência nas saídas da carta eletrónica, por vezes dentro dos seus parâmetros nominais de funcionamento, seguindo posteriormente para um método de análise comparativa entre simulações teóricas e testes práticos no laboratório. Utilizando o simulador LTspice, foram desenvolvidos sinais e parâmetros de funcionamento mínimos e máximos, aceitáveis pelos componentes eletrónicos ligados nas entradas da própria carta eletrónica de forma a poderem ser comprovados na carta eletrónica original. Os resultados de simulação foram comparados com os resultados experimentais, recorrendo à carta eletrónica original em perfeito estado de funcionamento, utilizando vários equipamentos, tais como fontes de alimentação, gerador de sinal, osciloscópio e, multímetro. A metodologia implementada foi submeter as entradas da carta eletrónica aos parâmetros mínimos e máximos admissíveis dos seus componentes, conforme a simulação realizada no LTspice. No decurso deste projeto foram utilizados outros softwares de desenho para esquemas eletrónicos e para circuitos impressos, sendo que um dos mais avançados do mercado, que é disponibilizado de forma gratuita, é o programa computacional de código aberto designado de KiCad. Este programa foi especialmente desenvolvido para projetos Desenvolvimento de Projeto em Desenho Avançado de Circuitos Impressos SMT eletrónicos assistidos por computador com o objetivo de facilitar o desenho dos esquemáticos, a conceção do desenho de PCB e a criação de layouts (visualização de componentes e pistas numa placa de circuito impresso), netlists (descrição das conectividades de um circuito eletrónico), ficheiros Gerber (open ASCII vector format) e ficheiros BOM (Bill of Materials), e ainda as suas capacidades de exportação automática para CNC (código de comando numérico) para o fabrico de novas cartas eletrónicas com recurso às técnicas avançadas de maquinação e implementação de componentes por parte do fabricante.