تصميم العيون من أجل أجهزة الصنع: الموازنة بين الحجم والأداء واستهلاك الطاقة

Routing Optimization and Layout Techniques

ويؤدي تحديد المسارات بكفاءة إلى خفض حجم اللوحات وتحسين الأداء، ويتبع هذه المبادئ التوجيهية:

• وضع المكونات ذات السرعة العالية (المتحكمة بالميكروير، ومرسلة الترددات الفوقية، ومفترقات البلورات) على مقربة من أجل تقليل طول التعقب إلى أدنى حد ممكن، وإبقوا آثار البلورات قصيرة قدر الإمكان، وحرسوهم بالطائرات الأرضية.
• استخدموا علم التجميل النجمي لتوزيع الطاقة: توجيه أثر سميك أو طائرة طاقة من منظم الفولط إلى كل حمل كبير، تجنباً لربط الدايزي عبر رقائق متعددة.
• استخدام طائرة أرضية مقسمة تحت دوائر مائية حساسة عند الضرورة، ولكن جسر الشقق مع وصلة أرضية واحدة في مركز البيانات الجمركية أو الخدمة المقارنة.
• وبالنسبة لحافلات يوارت وآي2C وسبيس آي، فإن آثار طول المدة إذا تجاوزت سرعة الساعة 10 ميغاهيرتز لتجنب حدوث انتهاكات.
• تجنب التعقب السريع تحت البلورات أو الموصلات، قم بمسح جميع الإشارات على طائرة أرضية مستمرة حيثما أمكن
• استخدام التكنولوجيا عبر الطلاء لحزمات الغازات المحتوية على البخار لإنقاذ الفضاء، ولكن ضمان ملء القوارير ومجهزة لمنع العصي المباع.

تخفيض استهلاك الطاقة من خلال العُدد

إن كفاءة الطاقة ليست مجرد شاغل على مستوى العناصر؛ فالتصميم على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور يؤدي دورا حيويا في التقليل إلى أدنى حد من النفايات، ويمكن للتقنيات التالية أن تقلل بدرجة كبيرة من استهلاك الطاقة.

اختيار عنصر منخفض القوام

(أ) اختيار المراكب الصغرى التي توفر نماذج نوم متعددة، وفترات الاستيقاظ السريعة، وقلة الطاقة العاملة، مثلاً، تغلي الأمبيك أبولو4 تياراً نشطاً يبلغ 5 ميكروغرامات/ميغاهرتز، ومتوسطاً للنوم العميق تحت مكافئة 1 ميكروغرامات، وتخفض أجهزة الاستشعار المختارة التي تدمج وسائل خفض الطاقة وتستخدم طاقة احتياطية منخفضة جداً، ولا تستخدم أجهزة لاسلكية ذات أجهزة لا تعمل بالأجهزة لا تعمل بالأجهزة لا تعمل بالأجهزة لا تعمل بالأجهزة لا تعمل بالأجهزة اللاسلكية.

هيكل دائرة إدارة الطاقة

ويمكن لدائرة إدارة الطاقة التي تم تصميمها جيدا أن تخفض استهلاك الطاقة الإجمالي إلى النصف، وتشمل العناصر التالية:

• Efficient DC-DC converters:] Use buck converters with efficiency above 90% at light loads. Choose converters with pulse-frequency modulation (PFM) mode for better efficiency at low currents. The Texas Instruments TPS62740 is an example that draws only 360 nA quiescent current.
• Load shiftes:] Place p-channel MOSFET load shiftes to disconnect high-current peripherals (e.g., an SD card or camera module) when not in use.
• Power sequencing:] Ensure that the MCU can gate power to sensor subsections. A GPIO can control a load shift to completely remove power from anccelerometer during deep sleep.
• Low-leakage bypass capacitors:] Use X7R or X5R ceramic capacitors with minimal DC bias de-rating to reduce leakage current.

كما أن آثار الطاقة على الطريق أوسع نطاق تسمح به المساحة المأخوذة من اللوحة، وبالنسبة لجهاز مزود بالبطارية، ينبغي أن يكون الأثر من موصل البطارية إلى المنظم على الأقل 20 ميلاً مربعاً لكل 100 ميلاً من التيار لإبقاء هبوط الطائرة أقل من 50 ميلاً مربعاً.

دعم موديل النوم في العيون

ويجب أن ييسّر تصميم مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أساليب نوم عدوانية، وأن يكفل أن تكون جميع الدبابيس غير المستخدمة على المتحكم في الميكروبات مصممة على أنها نواتج منخفضة أو كمدخلات متماثلة مع معاقين من أجهزة مقاومة السحب الداخلية، وأن يتجنب الاختراق الاصطناعي الذي يمكن أن يخلق مسارات تسرب، وأن يُجمع جميع البلورات التي تُوقِع الجهاز (مثلاًاًاًاً، خطوط التوقف عن السحب من أجهزة الاستشعار)

النزاهة الإشارة والنظر في الانبعاثات الناشئة عن الانبعاثات الناجمة عن الانبعاثات الناجمة عن إزالة الانبعاثات الناجمة عن إزالة الألغام

وكثيرا ما تظهر قضايا النزاهة في الإشارات في أجهزة الترميز في أجهزة الترميز كحوز لاسلكي، أو فساد البيانات، أو رغاوات متقطعة.

مسارات الأرض والعودة

فالطائرة الأرضية الصلبة هي الطريقة الوحيدة الأكثر فعالية للسيطرة على حركة النقل البحري الأوروبي، وضمان أن يكون لكل أثر من الإشارات مسار عودة أرضي مستمر تحتها مباشرة، وتجنب الطوابق أو التقسيمات في الطائرة الأرضية، ولا سيما تحت أعالي السرعة، وإذا كان من غير الممكن تجنب الانقسام (مثل عزل أرضية مائلة)، ووضع جسر يستخدم أجهزة مقاومة ذات صفر أو أجهزة اتصال في نقطة الانتقال.

الفصل والتصنيف

ويمكن أن تستخدم أجهزة التفكيك في أقرب وقت ممكن لكل قرص من أجهزة التحكم الدولية مزيجاً من 0.1 ميكروفلورو وأجهزة قياس ميكروفون في موازاة للتفريق على نطاق واسع، وأن تُنقل أجهزة التصفيق مباشرة إلى جهاز تحديد القدرة لدى لجنة البلدان المستقلة باستخدام آثار قصيرة وواسعة ثم مباشرة إلى الطائرة الأرضية عبر شبكة من خلال جهاز إرسال أجهزة التردد الحساس، تشمل أجهزة إرسال أجهزة لاسلكية عالية الارت.

RF Design Integration

ويصعب إدماج هوائي لاسلكي على خماسي كلور البنزين الصغير، إذ أن المضامين غير المطابقة للطول غير المستعمل في منطقة بلوتون منخفض الطاقة (2.4 غيغاهيرتز) أو لورا (868/915 ميغاهيرتز) تستخدم هوائياً مدمجاً أو هوائياً مطبوعاً، وتترك منطقة الهوائي خالية من الطائرات الأرضية والعناصر المعدنية على جميع الطبقات، وتتابع المبادئ التوجيهية لأجهزة تصنيع الأنتينا فيما يتعلق بمنا

الإدارة الحرارية في تصميمات المادة IoT

فعاملات الشكل الصغيرة تجعل من الصعب تفريق الحرارة، ففي حين أن أجهزة الترميز في الهواء نادرا ما تُفرّق كثيرا من الخنازير، فإن البقع الساخنة المحلية لا تزال قادرة على تدهور حياة البطاريات، ودقة أجهزة الاستشعار، وموثوقية المكونات.

مصادر وطرق التسخين

والمصادر الحرارية الرئيسية في جهاز إيوت هي المجهز (وبخاصة أثناء البث الإذاعي)، ومضخم الطاقة في وحدة إدارة الترددات، وأي أجهزة تنظيمية خطية، حيث يخفض جهاز التحكم من 3.3 من طراز V إلى 1.8 V عند 50 ميغاواط ويشتت من 75 متراً مربعاً، ولكنه يتركز في مجموعة صغيرة من المواد SOT-23، ويستخدم أجهزة التحكم الحرارية تحت المكونات الساخنة لإجراء عمليات إضافة إلى أرضية.

تقنيات لكرة القدم

• أماكن عناصر التخلف الكهربائي (مثل الوحدات الخلوية) قرب حافة اللوحة حيث يمكن للجو أن يتدفق عبرها ولا تضعها في علبة درع بدون رزم حرارية.
• تجنب وضع أجهزة استشعار للأشعة الحرارية الحساسة بالقرب من أجهزة التحكم الساخنة أو أجهزة مصفاة الطاقة الترددية، ويمكن لمجس درجة الحرارة أن يقدم قراءات خاطئة إذا كانت عناصره المتاخمة تسخن النحاس ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
• استخدام مجموعات مواد مكشوفة للأجهزة المزودة بأجهزة التصوير المزودة بالأجهزة الضوئية والمجهزة بالفولط، وتسوية الرصيف المكشوف مباشرة إلى منطقة نحاسية على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، وربطه بالعديد من القوارير بالطائرات الداخلية.
• لتصميمات مع البطارية، توجيه أسلاك البطارية بعيدا عن المناطق الساخنة لمنع الشيخوخة المعجلة.

تصميم التصنيع والقابلية للاختبار

ولا جدوى من تصميم لا يمكن تصنيعه أو اختباره، إذ تتطلب مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، التي لها سمات صغيرة وتوضع عنصر الكثافة، إدارة الدعم الميداني الحذر لضمان غلة عالية.

الحد الأدنى للتسامح والجمعية

العمل مع دار التجميع في وقت مبكر لفهم قدراتهم على استخدام أصغر استخدامات التتبع، والتطهير، عن طريق الحجم، واللعب، وتشمل القواعد المشتركة لإدارة الدعم الميداني لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور:

• أدنى مستوى للخبرة/المكان: 5 مليمترات (0.127 ملم) للطبقات الخارجية، 4 مليمترات للطبقات الداخلية.
• الحد الأدنى من الحجم: 10 ملليمترات مُنهى قطر حفرة بـ 16 ملليمتر.
• احتفظ بالمكونات على الأقل 5 ملليمترات من حواف اللوح
• إضافة علامات ائتمانية للمواءمة بين المواقع والاختيار، خاصة لأفضل الممارسات التجارية.

(ب) استخدام الأغطية المُعرَّفة على الأقنعة المبيعة لمكونات الغرامة لمنع الرشوة المبيعة، تجنب وضع القوارير بالقرب من الرواسب؛ الحفاظ على متطلبات الخواتم المنفردة.

الاختبارات والمداومة

لا تزال مجالس البرمجيات لا تترك مجالاً كافياً لمراكز الاختبار، ولكن لا تزال بحاجة إلى الوصول إلى البرمجة، والتشذيب، والاختبار النهائي، واستخدام رئيس برامج ذي أساس بوجو لا يشغل سوى بضعة من الرواسب، بما في ذلك موصل للاختبارات UART أو SWD لمسح الحدود بين البرمجيات المضغوطة أثناء التطوير، حتى وإن كان مأهلاً في الإنتاج.

اعتبارات التصديق غير المشروط

ومن أجل الحصول على شهادة من مركز التجارة الحرة أو مركز أوروبا الوسطى، يجب إعادة إنتاج مخططات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، واستخدام آثار الارتحال المراقب، والطائرات الأرضية الثابتة، والتنسيب الدقيق للعناصر، وإبقاء القسم المستمد من الترددات المفردة بقدر الإمكان من دوائر أخرى، إضافة أحكام بشأن الخرز الصلب، والاختناق الجاف في الحركة العامة، والتصفير الذي قد يلزم بعد إجراء اختبارات أولية للانبعاثات المشععة.

خاتمة

(و) إن تصميم أجهزة ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو تحد متعدد التخصصات يتطلب منظوراً على مستوى النظم، ويحقق التوازن بين الحجم والأداء واستهلاك الطاقة من خلال اختيار العناصر بعناية، وتخطيط مجموعات المواد، وتأديب مسارات الطاقة، وهيكل إدارة الطاقة، ويمكن للمهندسين أن يخلقوا منتجات موثوقة طويلة الأجل، وتشمل المنافذ الرئيسية ما يلي: إعطاء الأولوية للوحدات المتكاملة للحد من عدد العناصر؛ واستخدام أجهزة تصميم أجهزة تحديد الكبريت ذات كفاءة مستمرة

For further reading on low-power PCB design, refer to Texas Instruments’ application note ] Designing Low-Power IoT Devices]. For RF layout guidelines, see Analog Devices’ ]"PCB Layout Guidelines for RF Circuits"[FrT:3]