PCB設計

DC電子負荷は、過渡特性試験を含む電源の負荷試験に必要です。

オープンソースのノートパソコンの蓋の組み立てデザインの第2部へようこそ！前回は、ノートパソコンの蓋の基本的なデザインコンセプトと、ディスプレイ画面にさまざまなセンサーを統合する方法について詳しく見てきました。 この道を引き続き探求し、ディスプレイパネルの上にセンサーPCBを統合する2つの方法を探ります。これは蓋の残りの機械設計に直接影響を与えるため、この課題にどのように取り組むことができるか見ていきましょう。 マザーボードに接続するためのFPCを備えたウェブカムPCB まず、複数のセンサーを統合する必要があることを思い出してください。これには、2つのMEMSマイク、環境光センサー、カメラセンサー、そして7つの静電容量式タッチパッドが含まれます。さらに、各キーに1つのLEDを使用してタッチパッドの均一なバックライトを確保する必要があります。各センサーには独自の高さ要件がありますが、すべてのセンサーはカバーガラスの下側を基準にする必要があります。これらすべてのセンサーを単一のPCBに搭載するためには、複数の高さゾーンを持つボードを設計する必要があります。 異なるセンサーの高さ要件は仕様書に明確に記載されていますが、バックライト付き静電容量式タッチキーはもう少し複雑です。ウェブカムボードの形状と統合に焦点を当てる前に、静電容量式タッチセンサーについて対処しましょう。 静電容量式タッチキー 静電容量式タッチキーは、マイク、ウェブカム、またはWiFi接続など、特定のプライバシーに関わる機能を有効または無効にすることをユーザーに許可するべきです。これらの機能の有効化または無効化は通常、オペレーティングシステムによって処理されます。私たちは、ソフトウェアレイヤーの透明性の欠如により、OSの介入なしにこれらの機能ブロックへの電力を遮断できるハードウェアでこのソフトウェアレイヤーを無効にする能力を持ちたいと考えています。 通常、カメラやマイクを覆うためには、単純なハードウェアスイッチやスライダーが使用されます。しかし、全面がガラスの当社のノートパソコンデザインでは、これはオプションではありません。代わりに、静電容量式タッチセンシングを通じて有効または無効にできる画面上部のバックライト付きアイコンを配置します。 {"preview_thumbnail":"/sites/default/files/styles/video_embed_wysiwyg_preview/public/video_thumbnails/fMTtxpVnLfc.jpg?itok=ZIcWC7h4","video_url":"https://youtu.be/fMTtxpVnLfc","settings":{"responsive":1,"width":"854","height":"480","autoplay":1,"title_format":"@provider | @title","title_fallback":true,"loading":"lazy"},"settings_summary":["Embedded Video (Responsive, autoplaying)."]} この結果を達成するためには、1mm以上のカバーガラスの厚さを通してタッチを感知する信頼性の高い方法が必要です。タッチ検出用のASICは、センサー電極とタッチ入力の間の距離が増加するにつれて、より高い感度を持つ必要があります。感知パッドとタッチ入力の間にかなりの距離があるシナリオでは、感度が非常に高くなければならないだけでなく、全体のセットアップの信号対雑音比も十分でなければなりません。大きな距離を超えてタッチ入力を感知することは可能ですが、誤ったタッチアクションを引き起こしやすくなります。感知距離が増加するにつれて、実際の有用な信号は感知ASICのノイズフロアに近づきます。 中程度の感度と信号対雑音比を持つ低コストの感知ASICを使用するためには、感知電極を可能な限りタッチ入力に近づける必要があります。 私たちの場合、これは電極をカバーガラスの裏側に直接配置することを意味します。必要なのは、ガラスの裏側に薄いPCBを取り付けることだけです。しかし、これには新たな課題が生じます：銅の電極が邪魔をしている状態で、どのようにしてアイコンを照らすかです。 解決策として、アイコンの輪郭に沿って銅を配置し、カバーガラスに印刷されたタッチアイコンよりも0.3mm大きいカットアウトをボードに残すことになります。 良いニュースは、FPCの製造プロセスが私たちの味方をしていることです。少なくとも1mmの直径を持つフライス工具を使用する硬質PCBとは異なり、FPCはレーザーで切断されます。これにより、最小のコーナー半径なしでより複雑な特徴を実現できます。さらに、レーザーパスは通常、従来のフライス加工と比較して銅のアートワークに対してより厳密な位置決め許容誤差を提供します。 カバーガラスに印刷されたアイコン

はじめに DC-DCバックコンバータは、電子機器に広く使用されています。非絶縁型DC-DCコンバータには、バック、ブースト、バックブーストの3つの主要なタイプがあります。最も一般的に使用されるタイプはバックコンバータです。今日は、6Vから45Vの入力電圧に対応し、最大5Aの連続出力を提供できる調整可能なハーフブリッジバックコンバータについて紹介します。出力電圧も調整できるので、電流の調整が必要ない場合、この回路は電源として機能します。 この設計は、PWMコントローラとハーフブリッジドライバチップを別々に使用しており、最小限の変更でより高い電圧と電流に対応させることができます。スイッチング周波数は約65KHzに設定されていますが、ハーフブリッジドライバチップの異なる型番を使用し、スイッチングインダクタを再計算することで、より高いスイッチング周波数を得ることができます。 Altium Designer 23を使用して回路図とPCBを作成し、Octopartウェブサイトを通じて必要な部品情報を収集し、素早く部品表（BOM）を生成しました。オシロスコープ、DCロード、ベンチトップマルチメーターを使用して、回路の電圧安定性、出力ノイズ、負荷ステップ応答をテストしました。素晴らしいハードウェアなので、始めましょう！ 仕様 入力電圧: 6-45V DC 出力電圧: 3V から Vin-3まで 出力電流: 5A - 連続（短期間は最大6 - 7A）

オープンソースのラップトッププロジェクトへようこそ！このアップデートでは、ラップトップの蓋の機械設計について詳しく説明します。以前、利用可能なディスプレイパネルと、私たちのアプリケーションに最適なものを探索しました。探索は成功し、パネルのテストも成功しました！今、難しい部分が始まります：すべてを頑丈で機能的でありながら見た目も良いシステムに収めることです。 このアップデートのタイトルは 蓋組立機構ですが、これから見るように、電気設計と機械設計の境界線はかなり曖昧になります。しかし、それがこのようなプロジェクトの性質です。機械設計の多くの決定が電気設計に直接影響を与え、その逆もまた然りです。もちろん、両方の側面を同時に見なければなりません。 ウェブカメラPCBのリビジョン1.0 材料と製造方法 最初に答える必要がある質問の一つは、どの材料を使用し、どのように蓋を製造するかです。これは、蓋にモデル化できる形状と関連するコストに直接影響を与えます。最後の点は、執筆時点で非常に高いボリュームの製品設計を見ていないため、特に重要です。これは、高い工具費用を伴う製造技術の選択を制限します。したがって、シートメタル成形プロセスやあらゆる種類の鋳造技術は問題外です。両方の製造技術には、高価な型または打ち抜きダイが必要であり、低数量ではコスト効果がありません。 現代的で頑丈な外観を提供する唯一の実行可能な選択肢は、固体のアルミニウムブロックから蓋を機械加工することです。CNC加工されたプロトタイプは比較的安価で、リードタイムも短いです。機械加工部品の設定コストは、ある程度まで機械のプログラミングを自動化できる現代のCAMプログラムのおかげでかなり適度です。 CNC加工が製造プロセスの選択となることがわかったので、3Dモデリングに進むことができます。 蓋の3Dモデリング まず、ディスプレイパネルを統合することから始めます。その目的のために、Frameworkが提供するパネルと取り付けブラケットの3D STEPファイルを使用できます： https://github.com/FrameworkComputer/Framework-Laptop-13/tree/main/Display まず、基本的な蓋の形状は、角が丸い長方形で、ディスプレイパネル用のポケットがあります： ノートパソコンの蓋の基本形状 全体が一つのアルミニウムブロックから加工されるため、ディスプレイの取り付けに必要な機能をすでに設計できます。ディスプレイにはブラケットが事前に取り付けられているため、パネルを取り付けるためにはM2の内部ねじと位置合わせピンを提供するだけで済みます。 スペーサーの高さは、パネルがアルミニウムトレイに平らにならないように選ばれます。代わりに、パネルと蓋トレイの間には1mmの隙間があります。これは、蓋を開けたときにアルミニウムトレイがたわむとき、パネルの敏感な背面が直接アルミニウムトレイに接触しないようにする非常に重要な設計機能です。 ノートパソコンの蓋の曲がり そもそも、なぜノートパソコンの蓋が曲がるのでしょうか？デザインの目標は、ディスプレイパネルを保護し、使用中に曲がらない薄くて頑丈な蓋を作ることではないのでしょうか？ それが理想的なケースであっても、現実には重量、厚さ、剛性の間で良い妥協点を見つけなければなりません。全く曲がらない非常に頑丈な蓋を構築することができますが、それには高い材料の厚さが必要で、結果としてノートパソコン全体の厚さが増し、重量も大幅に増加します。私たちは、たわみを制御しながら、できるだけ薄く軽い蓋を作りたいと考えています。 CADモデルに対して弾性シミュレーションを実行することで、理想的な材料の厚さを近似することができます。ノートパソコンを開くために必要なおおよその力を知っているので、それをシミュレーションの入力として使用して、蓋のたわみを計算することができます。カバーガラスの取り付け方法がまだわからないため、シミュレーションには含まれません。

この記事では、Phil SalmonyがUSB Type-C Power Deliveryの基礎を探求し、専用のPD ICを自分のPCB設計に簡単に組み込む方法を学びます。

この記事では、PDNのフェライトと伝達インピーダンスについて調査します。PDN内のフェライトがスイッチング回路にどのような問題を引き起こすかを説明します。