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Altium Designerのプロジェクト

Altium Designer Projects Pi. MX8 プロジェクト - 導入と概要 Raspberry Pi社は、市場で最も人気があり、広く使用されているシングルボードコンピュータを開発しました。これらの強力なシングルボードコンピュータは、長い間、メーカーやホビーストのシーンだけでなく、産業分野でも使用されてきました。アプリケーション領域が拡大するにつれて、これらのボードのフォームファクターは、シングルボードコンピュータおよびモジュールの「事実上の」標準として浮上しています。2020年末にコンピュートモジュールCM4が導入されたことで、システムオンモジュールの新しいフォームファクター標準が確立されました。それ以来、AllwinnerやRockchipのようなメーカーのさまざまなSoCや、堅牢なFPGAが、広く採用されているCM4フォームファクターにシームレスに統合されています。動機 Pi.MX8モジュールは、CM4互換モジュールのリストに加わります。このように互換性のあるSoMが多数利用可能な場合、なぜさらに別のバリアントを設計する時間を投資すべきでしょうか？答えは簡単です：コンピューターモジュールを中心に複雑で時には高価なシステムを構築するとき、モジュール自体の設計主権も持ちたいからです。私たちは、回路図やレイアウトのソースデータにアクセスしたい、部品不足の場合に自分たちでモジュールのBOMを決定したい、そして最も重要なこととして、PCB上のすべてのコンポーネントのドキュメントにアクセスしたいと考えています。これは、容易に入手可能なドキュメントを持つコンポーネントを使用して、完全にオープンソースのプロジェクトの文脈でのみ可能です。以前のPi.MX8レイアウト改訂の画像この記事および今後の記事では、完全にオープンソースのCM4互換モジュールを設計することを検討します。私たちの旅の終わりには、CM4互換モジュールのソースデータが公開され、誰でもレビュー、修正、または構築するために利用できるようになります！主要SoCの選択周辺コンポーネントを選択する前に定義しなければならないコアビルディングブロックは、システムオンチップです。容易にアクセス可能なドキュメントがあり、業界で広く使用されているSoCがあります、 NXPのi.MX8M Plusです。このSoCは、最大1.8 GHzで動作する2から4コアのCortex-A53コアのいくつかのバリアントで利用可能です。さらに、このプロセッサシリーズ内には、セカンダリのコルテックスM7コアと統合された機械学習アクセラレータが用意されています。 i.MX8M Plus SoCのハードウェア機能

Altium Designer Projects 設計フェーズ - リッド組立機構パート3 オープンソースのラップトップ蓋組み立てデザインの第3部へようこそ！前回は、ウェブカメラモジュールとそれに接続されたセンサー全てをラップトップ蓋のベゼルに統合する一つの方法を見てきました。前回の記事で提示されたアプローチにはいくつかの課題があることがわかりました。柔軟なPCBを使用することに伴う追加の組み立ておよび製造の複雑さが、リジッドボードのみを使用する別のオプションへと導きました。さあ、この実装がどのように機能するか見てみましょう。スクリーンベゼル内に取り付けられたウェブカメラPCB 周囲光センサーのドーターボードすでに特定された課題の一つは、周囲光センサーの上部とディスプレイガラスの開口部との距離を減らす必要があることです。光センサーとカバーガラスとの最大距離は、ディスプレイガラスの視認窓の開口径によって与えられます。この関係については、蓋組み立てデザイン更新シリーズの第1部で見てきました。ディスプレイガラスのシルクスクリーンの開口部を可能な限り小さく保つ必要があるため、それが見えないようにするために、直径1mmに限定しなければなりません。これは、センサーの上部からディスプレイガラスまでの最大距離が1.2mmでなければならないことを意味します。硬質のウェブカムPCBを使用しているため、基板はカバーガラスの下に4ミリメートル位置します。光センサーの高さは0.8mmのみで、約2mmの隙間を何とか埋めなければなりません。 2mmはPCBの標準的な厚さです。小型のPCBに環境光センサー、そのデカップリングキャパシタ、およびI2Cバス用の2つのプルアップ抵抗を取り付けることができます。その後、このモジュール全体をウェブカム基板にはんだ付けすることができます。将来のリビジョンで光センサーを交換することにした場合、ウェブカム基板を再設計することなく、小型モジュールを変更することができます。センサーモジュールの設計は、上側に光センサーと受動部品、下側にLGAパッドの接点があるシンプルな2層基板です。ここに、このモジュールの回路図とPCBレイアウトがあります：センサーは、ピックアンドプレースマシンのピックアップポイントとして機能するようにモジュールの中央に配置されます。部品の質量中心とマシンノズルを合わせることで、PnPマシンの高加速でも信頼性の高いピッキングと配置を保証します。ウェブカムモジュールのフットプリントは、周囲光センサーモジュールのアウトラインを超えて広がっています。これにより、組み立てラインの最後にある自動光学検査機が正しいアラインメントを確認し、モジュールの各パッドに十分なはんだがあることを保証できます。ウェブカムモジュールに使用されるフットプリントは、光センサーモジュールのアウトラインを超えて広がっています周囲光センサーモジュールがウェブカムボードにはんだ付けされています取り付けポイントのドーターボード取り付けポイントには同様のドーターボードアプローチを採用できます。しかし、薄いPCBを薄い金属片に固定する際には、設計上の課題が生じます。対応するネジ径に必要な最小のねじ長を達成することが懸念事項となります。最小ねじ長に加えて、ねじは盲孔に一定の深さまでしか切れないことを念頭に置く必要があります。タップは穴の底までねじを切ることができないため、最小ねじ長には固定のオフセットを加える必要があります。これらの要因をすべて考慮に入れると、取り付け穴にはかなり深いねじ山を提供する必要があります。蓋の材料の厚さは1mmに固定されているため、取り付けポイントに何らかのスタンドオフを提供する必要があります。この問題に対処する方法の一つとして、小さなダウターボードを追加することにより、ウェブカムモジュールの厚さを局所的に増加させることができます。これらのボードもまた、上部と下部の両方に銅パッドを備えた2mmの厚さを持っています。周囲光センサーボードと同じスタックアップを使用することにより、これらのダウターボードを同じ生産パネルで製造することができます。局所的なボードの厚さが2.8mmになると、ディスプレイ蓋に標準の取り付け穴を使用することができます：

Altium Designer Projects 設計フェーズ - リッドアセンブリのメカニクスパート2 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。

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アイコン用のカットアウトを持つタッチ感知ボードカバーガラスに印刷されたタッチアイコンのカットアウトが完璧に合致していることに気づくでしょう。アイコン内のコーナー半径は、場所によっては0.2mmしかないことがありますが、レーザーカットプロセスにとっては問題ありません。

Altium Designer Projects 45V-5A 可変式ハーフブリッジ DC to DC コンバータはじめに 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）

Altium Designer Projects FPGA上でのニューラルネットワークの構築この記事では、Ari Mahpourがhls4mlとPynq Z2を使用して、Zynq SoCのFPGAファブリック上でニューラルネットワークを実行する方法を示しています。

Altium Designer Projects AIデジタルツインを使用してデザインと対話するこの記事では、Ari Mahpourが「デジタルツイン」のようなカスタムGPTを作成するプロセスを案内し、ユーザーが自分の設計と「会話をする」能力を持つことができるようにします。