مهندسی معکوس برد الکترونیکی و بدست آوردن شماتیک

[ali_studend]

چطور میشه از برد یا pcb شماتیک مدار رو استخراج کرد؟

[ali-tavakoli]

اگه منظورت از برد فایل پی سی بی هست که نمیدونم به صورت نرم افزاری شدنی باشه یا نه ولی اگه منظورت سخت افزار هست اول باید ببینی برد چند لایه هست. طبق تجربه برای برد های بیش از دولایه امکانپذیر نیست (نه اینکه نباشه ولی با توجه به انرژی که میگیره شدنی نیست) ولی اگه برد تک لایه یا دولایه باشه چیزی که در مرحله اول نیاز داری یک مولتی متر با قابلیت تست بیزر و یک کاغذ و مداد و مداد پاک کن هست. سعی کن یک نقطه شروع مناسب انتخاب کنی. اگه برد آنالوگ هست به عنوان مثال ورودی مدار میتونه نقطه خوبی باشه و یا اگه برد دیجیتال هست آیسی یا میکروی مرکزی میتونه نقطه شروع خوبی باشه. باید برد رو نگاه کنی اگه تجربه خوبی داشته باشی میتونی قسمت تغذیه و ترک های تغذیه رو تشخیص بدی و بنابراین میتونی تا حدودی قسمت های مختلف رو جداگانه مهندسی معکوس کنی. معمولا طراحان اصولی برد در صورت امکان برد رو به صورت قسمت به قسمت طراحی میکنند که قسمت های مختلف توسط سیگنال های (ترک های) کنترلی به هم متصل میشند. اگه بتونی این قسمت ها رو تشخیص بدی و هر قسمت رو به صورت جداگانه مهندسی معکوس کنی باز هم کار راحتتر میشه. به هر حال پس از انتخاب نقطه شروع و در صورت امکان جدا کردن قسمت ها با تست بیزر ترک ها رو دنبال میکنی و اون ها رو روی کاغذ رسم میکنی. اصلا از کثیف شدن کاغذ و به هم ریخته بودن مدار روی کاغذ نگران نباش این یک امر بدیهی است. هنگام رسم مدار روی کاغذ معمولا اون قسمت هایی که زودتر اشاره کردم بیشتر خودشون رو نشون میدند، پس در این مرحله هم میتونی اقدام به جداسازی منطقی مدار بکنی. بالاخره پس از اتمام کار حداقل دوبار دیگه مدار روی کاغذ رو با مدار اصلی مقایسه کن تا اشتباهی نکرده باشی و در صورت امکان از نفر دومی بخاه که یک بار دیگه این کار رو برات انجام بده چون هر چشمی دنیا رو به صورت منحصر به فرد خودش میبینه. بعد از اتمام این مرحله میتونی شماتیک رو وارد نرم افزار کنی.
اگه مدار دارای قطعات اس ام دی باشه بعد از مرحله ی فوق باید با ابزار های خازن و سلف سنج مقادیر خازن ها و سلف های اس ام دی که مقدارشون مشخص نیست رو به دست بیاری.
خازن ها علاوه بر مقدار، ولتاژ کاری هم دارند پس باید مدارت رو تحلیل کنی تا ولتاژ کاری خازن هایی که ولتاژ اون ها مشخص نیست رو به دست بیاری.
مقادیر بقیه ی افزاره ها هم با استفاده از کد های روی اون ها به دست بیار و ثبت کن.
هنگام به دست اوردن مقدار خازن و سلف با خازن و سلف سنج باید به این نکته توجه کنی که این افزاره های دارای پارامتر های دیگه ای از جمله ESR و خاصیت اهمی سلف و … هستند که باید بشهون توجه کنی.

[farshad.ag]

ِه نرم افزاری هست به اسم sprint layout
از pcb می تونی عکس بگیری، بندازی اونجا و از روش شروع کنی به ترک کشیدن
ولی برای شماتیک یه نمه سخته، اگر مدار ساده بود، می تونی عکس بگیری، سیم هارو بکشی و شکل نهایی رو شماتیک در بیاری

[M_Hariri]

سلام وقت بخیر انشاالله که صحیح و سلامت باشید.
این حرکتی که مد نظر شماست رو اصطلاحاً مهندسی معکوس بهش میگن که ما یک برد داریم و می‌خواهیم اطلاعات شماتیک و مدارچاپی و لیست قطعاتش رو به دست بیاریم، حالا به دلایل مختلف این اتفاق ممکنه بیوفته، که موضوع بحث نیست.
این کار چندین روش دارد، که من به صورت تیتروار خدمتتون عرض می‌کنم. یه وقتی هست شما خود برد مدار چاپی رو فیزیکی در دسترس دارید و برای همین موضوع می‌خواهید نقشه شماتیکش را به دست بیاورید و بعدا PCB هم عینا شبیه‌سازی کنید.
در این حالت برای استخراج نقشه شماتیک اگر اول کار، نقشه شماتیک رو بخواهید، حالت مرسوم اینه که با مالتی متر حالت در اتصال کوتاه تمام قطعات برد رو تو یه فایل نت لیست داخل اکسل لیست می کنید و دونه دونه پایه های هر قطعه را بررسی میکنید، تا ببینید پایه هاش کجا وصل شده، مثلا مقاومت R1 پایه یکش به کجا وصل شده R1-1، مقاومت R2 پایه 2ش به کجا وصل شده R2-2 و این یعنی اینکه مالتیمتر رو از پایه یک از R1 قرار میدیم و با اون سر مالتی متر، به تمام پایه های دیگه ی قطعات روی برد میزنیم ببینیم کجا رفته، البته کار طاقت فرسایی هست، ولی برای بردهای چند لایه که امکان تخریب ندارند یکی از راه ها است.
عملا برای برد های بیش از دو لایه که نمیتونیم برد رو تخریب کنیم یا قطعاتش رو جدا کنیم اجبارا از این روش استفاده میشه. البته برای برد های تک یا دو لایه هم همینطوره، چون تو اینجور کارها از حافظه خودمون زیاد استفاده می کنیم، ممکنه خطا ایجاد بشه، مخصوصا اگر طرحتون سنگین باشه، حالا کوچیک باشه بحثش جداست. پس در فایل اکسل، به این شکله که آی سی U1 رو پایه 1 جلوش مشخص میشه به کجاها وصل شده، وآی سی U1 پایه 2 الی آخر تا پایه Nام اگر داره اینها به تفکیک در میاد و خب این وسط یه سری پایه، همپوشانی داره یعنی یه سری پایه ها هستند که قبلا دراومده و از طرف دیگه به پایه های دیگه وصل شدند. شما نت لیست NET LIST رو که به دست بیارید از روی نت لیست میتونید یک شماتیک رسم کنید، این شماتیک رو عملا اول کار، یه کلاف سردرگمی در میاد و پیچیدگی هایی داره، ولی بر طبق نقشه¬های کلاسیک مدارهای الکترونیکی مرتبش کنید.
مدار اطراف هم بخش را مرتب کنید و هر قطعه را بسته به بایا سینگی که داره در کاتالوگ اون قطعه متصور هستیم و یا طبق تجربه، مرتبش کنید که شکل و فرم استاندارد به خودش بگیره وگرنه یه مدار پیچیده پر وایر و نت لیست میشه که قابل تحلیل هم به اون شکل نیست.
این نقشه که به اتمام رسید میتونید اون رو باید تحلیل کنید به این شکل که ببینید همه مدارات و اتصالات کلی منطقی هست یا منطقی نیست. مثلا ممکنه جای قطعه یا پایه ای جابه جا شده باشه که توی مسیر بایاسینگ و کاتالوگ اون قطعه دقیقا مشخصه که اشکال داره. و یا ساختار معمول مدارهای الکترونیکی در این بخش را ندارد و یا نحوه اتصال طبقه های مختلف مدار به هم به نظر اصولی نیست، که می بایست مجدد از روی بردمدارچاپی چک کنید.
اینجور جاها را باید مارک کنید مشخص کنید و مجدد چک کنید ، دبل چک کنید و حتی سه بار چک کنید.
بعضاً تو مدارهایی که بزرگ باشه ما کارهایی که انجام دادیم، مثلا دو نفر مستقل از هم نت لیست استخراج می کنند و شماتیک را رسم می کردند. دو تا شماتیک با هم مقایسه میشد اگر مغایرتی داشت چک میشد و مغایرت ها هم پیدا میشد، حتی اگر طرح بزرگ بود یا خیلی سخت بود یا مشکلات خاصی داشت در تحلیل و نقشه ، نفر سومی هم به گروه اضافه میشد و اون نت لیست را استخراج میکرد و بعد تبدیلش میکردن به شماتیک که خب این استراتژی ها رو بر اساس نوع پروژه، ابعادش، تعداد لایه هاش و این مسائل می‌بایست در نظر گرفته بشه.
این راه اولی که انجام میشه برای اینجور مدارها. حالا روش های دیگه ای که میشه اجرا کرد: مثلا اون نت لیست رو که در میارید تبدیل کنیم به فرمت نت لیست استاندارد آلتیوم و اون رواینپورتImport کنید در محیط مدار چاپی. یه راهی میشه که سریعتر قطعات تو مدار چیده میشه ولی خب شماتیکی وجود نداره اینجا ولی اتصالات و فوتپرینت‌ها در اون فایل فرمت آلتیوم میتونید تبدیل کنید اگر این فایل رو ایمپورت کنید تو محیط مدار چاپی، عین این که شما از شماتیک آپدیت می‌کنیم به محیط مدارچاپی، قطعات و اتصالات رو براتون در محیط PCB میاره و می‌تونیم رسم کنیم ولی خب در این حالت شماتیکی ندارید که بخوایم باهاش کاری انجام بدید یا تحلیلی انجام بدید.
فقط یک سری فایلهای Text دارید با یه فرمت خاصی. حالا در این مرحله که اطلاعات اتصالات منتقل شد به مدار چاپی، از روی خود بردمدارچاپی که دارید، ابعاد و اندازه شو تنظیم می‌کنیدو قطعات رو در همون حالت می‌چینید و شروع می‌کنیم اتصالها رو برقرار کردن.
پیش فرض ما اینه که میایم و همان چیزی که روی مدار چاپی داریم می‌بینیم رو دقیقا همون رو توی نرم‌افزار می‌کشیم، بدون اینکه جای مسیر یا ترکی رو عوض بکنیم. این خودش کمک می‌کنه که اگر در شماتیک ما چیزی رو اشتباه رسم کرده باشیم اینجا باز یه چک مجدد و یک بررسی مجدد میشه که اون خطا رو پیدا کنید. دقت بفرمایید در این مرحله ملاک ما خود بردمدارچاپی هست و اون بردی که در دستمونه نه شماتیکی که رسم کردیم. یعنی هر چی کهPCB بگه باید اون رو لحاظ کنند روی نقشه و خب این کار را تا انتها انجام میدید که نقشه کامل رسم بشه.
در این حالت اگر که آپدیتی از شماتیک به پی سی انجام بدیم که معمولا آخر کار این کار رو انجام میدن، ممکنه که خیلی از قطعات دو پایه رو از شما خطا بگیره دو پایه منظور مقاومت خازن و سلف است که پایه یک و دو جابه‌جا گذاشته باشه که این‌ها رو در شماتیک تصحیح میکنید و جابجا می‌کنیم تا درست بشه و کار به انتها برسد.
اگر بردتون بیش از دو لایه داره ،لایه‌های میانی رو باید تخمین بزند که چیه و رسم کنید، چون نمیشه دید و پیاده کرد.
حالا اگر برد چهار لایه باشه معمولا دو لایه پلن داره، پلن تغذیه معمولا یکیش گراند GND هست و اون یکی اگر تک تغذیه‌ای باشه مدار شما یه دونه تغذیه پنج ولت ، 3.3 ولت یا دوازده ولت دارد و اگر چند تغذیه‌ای باشه ممکنه که تقسیم‌بندی شده باشه.
پلان‌هایی که دارید یا اگر ایزولاسیون داشته باشه چندتا گراند میتونه داشته باشه که اینها رو دیگه باید تخمیم بزنید توی نور ببینید و به تجربه رسم کنید.
اگر بیش از چهار لایه باشه طبیعتا لایه‌های مازاد، لایه های سیگنال خواهد بود که اون هم باید تخمینی رسم کنید و از اصول رسم افقی عمودی استفاده کنید که بتونید مسیرها هم متصل بشه.
البته بردهای چهارلایه ای هستند که هم پلن تغذیه هستند هم شاید یه دو تا سه تا سیگنال در مسیر سیگنال هم ازش رد شده باشه، که خب مجبورید که اون‌ها رو هم تخمین بزنید پیدا کنید و رسم کنید .
دربردهای مدارچاپی چهارلایه به روش‌های دیگه‌ای هم برای مهندسی معکوس استفاده میشه که قابلیت کار در محیط کارگاه یا شرکت رو ندارد، مثلا برد مدارچاپی رو با اشعه Xray عکس می‌گیرند و با سیستم‌های پردازش تصویری که وجود داره لایه‌ها رو جدا می‌کنند و اون‌ها رو تبدیل میکنند به فرمت مدار چاپی، و PCB رو ازش استخراج میکنند.
یا یه کاری که از قدیم مرسوم بوده و انجام میشه داخل ایران هم هستن دوستانی که انجام میدهند، اینکه میان مدارچاپی های چند لایه رو به صورت فیزیکی لایه برداری می‌کنند و سپس اسکن میکنند در این دو روش آخر شما ابتدا مدار چاپی را دارید، و میشه از اون به شماتیک رسید. در این حالت ما یه نقشه مدار چاپی داریم که اتصالاتش برقرار شده یه سری قطعات روش هست. ما به ازای هر قطعه در مدار چاپی، قطعه‌ی معادلش و نمادش رو در شماتیک قرار می‌دیم و طبق اون مسیرهای مسی که روی برد هست، تمام اتصالات شماتیک رو برقرار می‌کنیم. البته مجدد باید دسته‌بندی کنیم رگولاتور جدا، مدارهاو بلوک های مختلف به تفکیک که شماتیک قابل تحلیل و قابل هضم داشته باشیم که بشه ازش استفاده کرد و تا آخرین مرحله رو پیش برید.
این استراتژی ای که به چه روشی مهندسی معکوس رو باید انجام داد برای برد، برمی‌گرده به شرایطی که داریم. مثلا برد چند لایه‌ است؟ حجمش چقدره؟ SMD هست یا DIP ؟ به چه میزان دقتی نیاز داره؟ آیا امکان دمونتاژ قطعات برد هست یا نیست؟ آیا امکان تخریب برد هست یا نیست؟ اینها مسائلی هست که وجود داره که با توجه به این‌ها استراتژی مناسبی رو میشه اتخاذ کرد و خب هر کدوم هزینه‌ی خودشو داره و روش خودشم داره برای پیاده‌سازی کردن.
حالا بعضی روش ها قدیمیه بعضی روش ها جدیدتره ، بعضی روشها تاریخ مصرف نداره . به هر حال بعضی از بخش‌ها هم ابتکاریه، یه کارایی انجام میدن دوستان که ما در جریان هستیم یا میشنویم به هر حال مهمه که جواب بده و در این کار به نتیجه برسه انشالله که صحیح و سلامت باشید اوقات به کام. 010509