ndrs-hw

Introduction to Ltspice ตอนที่ 2

จากบทความก่อนหน้านี้ Introduction to Ltspice เราได้เรียนรู้การใช้งานเบื้องต้นเกี่ยวกับ Ltspice ไปบ้างแล้วถึงการใช้ Ltspice สำหรับทำการวิเคราะห์ของวงจร การสร้างวงจรใน Ltspice ง่ายมากเพียงแค่ดึง part ต่างๆ ที่อยู่ใน library ที่เค้าเตรียมไว้ให้มาต่อวงจรก็สามารถทำการวิเคราะห์ได้อย่างง่ายดาย เพียงแต่ part ที่เราดึงมาใช้นั้นโดยส่วนใหญ่ก็จะเป็น part ของ Linear Technology (ตอนนี้เปลี่ยนไปเป็นของ Analog Device แล้ว) ซึ่งก็แน่นอนหล่ะครับ เพราะว่า Ltspice นั้นเป็น tool ที่ให้ใช้ฟรีจาก Linear Technology ดังนั้น part ที่เค้าเตรียมไว้ให้เค้าก็ต้องเตรียมให้เฉพาะของเค้าเท่านั้น ซึ่งมาถึงจุดนี้ผู้อ่านบางท่านอาจมีคำถามว่าเราสามารถนำ part อื่นที่ไม่ใช่ของ Linear Techonlogy มาใช้วิเคราะห์ได้หรือเปล่า คำตอบคือได้ครับ วันนี้เราจะมาพูดถึงเรื่องนี้กันครับ กรณีเราจะใช้ part ที่ไม่มีให้เลือกใน Ltspice นั้นสามารถทำได้โดยการนำข้อมูลที่ทางผู้ผลิตจัดเตรียมไว้ให้มา import เข้า Ltspice … Read More

มาทำความรู้จัก RS-485 กันเถอะ

RS-485 หรือที่รู้จักในชื่อ TIA-485(-A) หรือ EIA-485 เป็นมาตรฐานการสื่อสารแบบดิจิทัลที่ใช้งานกันอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรม โดยการสื่อสารสามารถ รับ/ส่ง ได้ในระยะทางที่ไกลถึง 1200 เมตร Data rate ก็มากถึง 50Mbps และเชื่อมต่อกันได้หลายตัวด้วยการต่ออนุกรมกันตั้งแต่ 2 ตัวไปจนถึงหลัก 256 ตัว หรือมากกว่านั้นแล้วแต่คุณสมบัติของ IC และระบบ สามารถ Support ระบบไฟเลี้ยงได้ทั้ง 5V และ 3.3V การสื่อสาร RS-485 ไม่ใช่ Protocol จึงมีการนำ Protocol มาใช้งานบนการสื่อสาร RS-485 เช่น Modbus เป็นต้น รูปข้างล่างคือกราฟเปรียบเทียบความยาวสายเคเบิล vs Data rate กับมาตรฐานการสื่อสารอื่นๆ Network Topology การเชื่อมต่อ RS-485 นั้นมีหลากหลายแบบ แต่ละแบบก็มีข้อดีข้อเสีย ควรเลือกใช้งานตามความเหมาะสม แต่จะแนะนำให้ต่อแบบ Daisy chain … Read More

Basic Thermal Resistance (EP.2)

Junction Temperature ในปัจจุบันเทคโนโลยีการผลิตชิพ IC ต่างๆนั้นมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องทำให้ผลิตภัณฑ์ชิพที่ออกมามีคุณสมบัติการใช้งานเพิ่มขึ้นแต่ในขณะเดียวกันตัวชิพกลับมาขนาดเล็กลง ซึงทำให้ชิ้นส่วน Semiconductor เหล่านี้เผชิญกับปัญหาด้านความร้อนในระหว่างการทำงาน ดังนั้นการออกแบบจึงต้องคำนึงถึงอุณหภูมิย่านการทำงานที่ยอมรับได้หรือที่เรียกว่า Junction Temperature (TJ) หากอุณหภูมิขณะการทำงานของตัว IC เกินกว่าค่า TJ จะส่งผลเสียหลายๆด้านต่อตัว IC เช่น ยังสามารถทำงานได้แต่อายุการใช้งานสั้นลง, อาจเกิดความเสียหายขณะใช้งาน และใน IC บางชนิดจำพวก MCU อาจมีการปิดการใช้งานเพื่อป้องกันความเสียหายกับตัว IC  โดยทั้งนี้ Thermal resistance จะมีความสำคัญในการคำนวนหาอุณหภูมิย่านการทำงาน (TJ) ข้างต้น หน่วยวัดความร้อนทั่วไปที่ใช้สำหรับการคำนวน Junction Temperature หน่วยวัดความร้อนที่มักใช้เป็นประจำนั้นได้แก่ Thermal Resistance และ thermal characterization parameter แต่จะมีแบ่งแยกย่อยออกมาดังตัวอย่างข้อมูลค่าหน่วยความร้อนของชิพ LMR14030 ในตารางด้านล่าง ตัวแปร Thermal Resistance เช่น RθJA และ RθJC เป็นตัวแปรที่มักถูกใช้มากที่สุดในหน่วยวัดอุณภูมิซึ่งจะพบเห็นได้ในเอกสารข้อมูล Specification … Read More

Logic Voltage Level and Fan-out

Logic Voltage Level การออกแบบวงจรนั้นจะต้องคำนึงถึง Logic Voltage Level เพื่อให้สัญญาณที่สื่อสารกันของแต่ละ IC ไม่ผิดพลาด โดยจะแบ่งชนิด Input และ Output ดังนี้ TTL และ CMOS ปกติแล้วเราจะมองสัญญาณเป็น 2 สถานะคือ สถานะ High (1) และสถานะ Low (0) ตัวอย่างเช่นสัญญาณ UART ในรูปด้านล่าง สมมติว่าวงจรนี้ใช้แรงดัน 5V ถ้าสัญญาณมีแรงดัน 5V จะเป็นสถานะ High และถ้าแรงดันเป็น 0V จะเป็นสถานะ Low ก่อนไปหัวข้อถัดไป อยากแนะนำให้รู้จักคำศัพท์ต่อไปนี้เสียก่อน Voltage Input High (VIH) : ช่วงแรงดันที่ IC คอนเฟิร์มว่าเป็นสถานะ High Voltage Input Low (VIL) … Read More

Tera Term การใช้งานเบื้องต้น และ Setting 5 ข้อ เพื่อป้องกันความผิดพลาดระหว่าง Debug

ประวัติความเป็นมาของ Tera Term Tera term หรือที่เรียกกันสั้นๆว่า TT พัฒนาโดยคุณ Takashi Teranishi ในปี 1994 หลังจากนั้นได้เผยแพร่ให้เป็น freeware และ ได้รับรางวัล Online software grand prize 97 ในปี 1997 ที่จัดโดย Madonomori  คุณ Takashi หยุดพัฒนา Tera Term เวอร์ชั่น 2.3 ในปี 1998 ในขณะนั้นสามารถใช้ได้กับ Windows95 และ Windows NT เท่านั้น  ตั้งแต่ปี 2004  องค์กรนักพัฒนา Tera Term Project เป็นได้เข้ามาพัฒนาต่อ ซึ่งทำให้ Tera Term สามารถรองรับ UTF-8 และ ฟังก์ชั่นการเชื่อมต่อ SSH … Read More

INTRODUCTION TO 10BASE-T1S

บทความที่ผ่านมาเราได้พูดถึงมาตราฐาน 10BASE-T1L (https://ndrsolution.com/2022/05/20/introductio-to-10base-t1l/) ซึ่งจุดเด่นในเรื่องของระยะทางในการสื่อสาร มาวันนี้เรามารู้จักมาตราฐานอีกนึงตัวกันครับ นั้นก็คือ 10BASE-T1S  10BASE-T1S โดยปกติ Ethernet นั้นถ้าเราจะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ลูกข่ายอื่นๆ นั้นจำเป็นต้องมี hub หรือ switch เพื่อใช้เป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อ ทั้งนี้ 10BASE-T1L (ที่กล่าวในบทความที่แล้ว) ก็เหมือนกัน ยังจำเป็นต้องใช้ hub หรือ switch ในการเชื่อมต่อ แต่ในกรณีของ 10BASE-T1S นั้นจะพิเศษขึ้นมาอีกหน่อยคือ สามารถต่อสายถึงกันโดยตรงได้เลย นั้นหมายความว่าการใช้งาน 10BASE-T1S นั้น ไม่จำเป็นต้องใช้ hub หรือ switch (ดูได้จากรูปด้านล่าง) เราจึงสามารถนำ 10BASE-T1S มาประยุกต์ใช้งานในระบบที่มีอยู่ได้แทบจะทันที ดังนั้นข้อดีที่เห็นได้ชัดเจนเลยก็คือ กรณีระบบที่ใช้ CAN หรือ RS-485 นั้นถ้าเราต้องการให้ระบบสามารถเชื่อมต่อกับ Ethernet ได้ จำเป็นต้องมีตัวแปลง protocol  ให้เข้ากับ Ethernet ก่อน(ดังรูปด้านล่าง) แต่ในสำหรับ 10BASE-T1S … Read More

รู้จัก Teardrops ในการออกแบบ PCB จะช่วยให้คุณไม่ต้องเสียน้ำตาในภายหลัง

“ก่อนที่จะส่งไฟล์ไปโรงงานผลิต PCB อย่าลืมเพิ่ม Teardrops ลงไปที่บอร์ดนะ” หัวหน้าทีมมักจะเตือนในตอนที่ผมเป็นนักออกแบบ PCB น้องใหม่อยู่บ่อยๆ  ณ ขณะนั้น ผมคิดในใจว่า เอ๊ะ! “Teardrops คืออะไร?” “ทำไมต้องเพิ่ม Teardrops?” ด้วยความสงสัย ผมก็เลยทำการสำรวจหาข้อมูลจากการค้นหาโดย Google เพื่อทำความเข้าใจเพิ่มเติม เนื่องจากตอนนั้นมีเนื้อหาบนอินเทอร์เน็ตไม่มากนัก และต้องท่องโลกอินเตอร์เน็ตไปเรื่อย ๆ ก่อนจึงจะรู้ว่า Teardrops คืออะไร หากคุณยังใหม่กับสิ่งนี้เช่นเดียวกับผมตอนนั้น หวังว่ามันจะเป็นประโยชน์กับคุณเช่นเดียวกันนะครับ Teardrops คืออะไร Teardrops เป็นทองแดงพิเศษที่เพิ่มเข้ามา โดยมีลักษณะรูปร่างหลากหลายชนิด ได้แก่ แบบ Line or Filleting, แบบ Curved และแบบ Snowman ขึ้นอยู่กับซอฟต์แวร์ออกแบบ PCB ที่สามารถสร้าง Teardrops แต่ละชนิดได้ แสดงในรูปที่ 1 รูปที่ 1 แสดงชนิดของ Teardrops Teardrops ทำหน้าที่เพิ่มการเชื่อมต่อให้ … Read More

Basic Thermal Resistance

หลังจากที่บอร์ด PCB ได้ถูกออกแบบและผลิตออกมา บางครั้งอาจพบว่าเมื่อนำมาทดสอบการใช้งานกลับเกิดความผิดปกติอย่างเช่น อุปกรณ์หยุดทำงานหลังจ่ายไฟได้ซักระยะ โดยในความผิดปกติหลากหลายสาเหตุนั้น ความร้อนเป็นหนึ่งในปัจจัยที่ส่งผลต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่างเห็นได้ชัดอีกทั้งมีผลต่อความสามารถในการทำงานของอุปกรณ์รวมถึงความปลอดภัยต่อการใช้งานอุปกรณ์นั้นอีกด้วย ดังนั้นการออกแบบโดยคำนึงถึงความร้อนในระบบเป็นอีกหนึ่งวิธีที่จะช่วยลดการเกิดข้อผิดพลาดของอุปกรณ์ได้ Thermal Resistance คืออะไร Thermal Resistance หมายถึงความสามารถในการต้านทานการถ่ายเทความร้อน โดยค่าความต้านทานนี้หาได้จากการนำค่าความแตกต่างของอุณหภูมิ 2 จุด หารด้วย ปริมาณความร้อนที่ไหลผ่านในขณะนั้น กล่าวได้ว่ายิ่ง Thermal Resistance มีค่ามาก ความร้อนยิ่งไหลผ่านได้ยากและทำให้ความร้อนคงสะสมอยู่ในระบบ Thermal Resistance (Rth) =  Temperature Difference (∆T) /  Heat Flow (P) [°𝐶/𝑊] ซึ่ง R เป็นสัญลักษณ์ตัวแทนของค่าความต้านทานทางไฟฟ้า ส่วน Thermal Resistance จะใช้สัญลักษณ์เป็น θ (theta) จะมีหน่วยเป็น K/W หรือ °C/W โดย 0 K = -273.15°Ca Heat … Read More

PCB: การนำ IPC Standard มาปรับใช้เพื่อกำหนดขนาด PTH Hole และ Pad Diameter ในการออกแบบ PCB

สำหรับนักออกแบบ PCB ทั้งมือใหม่และมืออาชีพล้วนมีความกังวลในการออกแบบขนาด PTH Hole และ Pad Diameter สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบ Through-Hole หรือมักเรียกกันว่า “แบบเสียบ” บางครั้งกำหนดค่าพารามิเตอร์เผื่อน้อยหรือมากเกินไป อาจทำให้ขนาดรูเจาะเล็กหรือใหญ่เกินไป เมื่อนำอุปกรณ์มาเสียบอาจจะทำให้ประกอบแล้วแน่นเกินไปหรือหลวมเกินไป ทำให้เกิดปัญหาในกระบวนการผลิต เพื่อลดปัญหาดังกล่าว เราควรมาทำความเข้าใจการกำหนดค่าพารามิเตอร์ให้เหมาะสมตาม IPC Standard ที่มีอยู่ได้ เพื่อให้แน่ใจว่าพารามิเตอร์ของ PTH Hole และ Pad Diameter ที่เรากำหนดหรือตั้งค่าไว้มีค่าที่เหมาะสมที่สุด ในบทความนี้จะมาเรียนรู้และทำความเข้าใจเกี่ยวกับ IPC Through-Hole Standards คืออะไร ทำไมการปฏิบัติตามมาตรฐานนั้นจึงมีความสำคัญ รวมถึงวิธีการคำนวณหาขนาดของ PTH Hole และ Pad Diameter ตาม IPC Through-Hole Standards IPC Through-Hole Standards คืออะไร? รูปที่ 1 ตัวอย่าง Through Hole device from … Read More

How to noise reduction for PCB design (part 1/3)

Photo by resources.altium.com สวัสดีครับ ท่านผู้อ่านทุกท่าน เจอกันอีกแล้วนะครับ สำหรับเนื้อหาในบทความนี้จะกล่าวถึงว่าเราจะทำการออกแบบ PCB อย่างไรเพื่อให้งานเรามีสัญญาณรบกวนให้น้อยที่สุด เพื่อลดปัญหาที่อาจเกิดขึ้นกับงานที่เราตั้งใจออกแบบ โดยผู้เขียนจะแบ่งเนื้อหาออกเป็น 3 ส่วนนะครับ เพื่อให้ได้เนื้อหาครอบคลุมมากที่สุด โดยเนื้อหาที่นำมาเสนอผู้เขียนได้แปลและเรียบเรียงใหม่มาจากบทความจากเว็บของประเทศญี่ปุ่น โดยได้แยกเขียนไว้เป็นข้อๆ เพื่อให้ค้นหาและทำความเข้าใจได้ง่าย โดยในเนื้อหาในบทความนี้จะเป็นส่วนแรก อย่างแรก ก่อนที่จะเข้าไปอ่านเนื้อหาบทความจะขอทำความเข้าใจว่าเนื้อหาหลักส่วนใหญ่ที่กล่าวถึงในนี้ จะเป็นสัญญาณรบกวนที่เกิดจากเส้นลายวงจรที่ใช้ส่งสัญญาณความถี่สูงเป็นหลัก เพราะเส้นสัญญาณความถี่สูงจะเป็นตัวสร้างสัญญาณรบกวนให้กับสิ่งที่อยู่รอบๆได้มาก ดังนั้นจึงขอทำความเข้าใจเพื่อทำให้ผู้อ่านได้เข้าใจวัตถุประสงค์และนำไปปรับใช้กับงานออกแบบของท่านให้ได้เกิดประโยชน์กับท่านมากที่สุด ถ้าพร้อมแล้วไปเริ่มกันเลยครับ 1. หลีกเลี่ยงการเดินเส้นลายวงจรแบบมุมฉาก เมื่อออกแบบแผงวงจรพิมพ์ เช่น วงจรส่งสัญญาณความเร็วสูง หากการเดินเส้นลายวงจรมีเป็นแบบมุมฉาก สัญญาณรบกวนก็อาจเกิดขึ้นได้ เหตุผลก็คือความกว้างของเส้นส่วนที่เป็นมุมฉากนั้นกว้างกว่าในส่วนที่เป็นเส้นตรง ดังนั้นค่าอิมพีแดนซ์จึงเปลี่ยนไปตามความกว้างของเส้นที่ไม่เท่ากันและส่งผลให้มีแนวโน้มเกิดสัญญาณรบกวนขึ้นได้นั่นเอง เมื่อออกแบบแผงวงจรพิมพ์ ขอแนะนำให้ทำเส้นลายวงจรให้เป็นเส้นตรงที่สุดหรือเส้นไม่เอียง แต่ถ้าจำเป็นต้องทำโค้งงอจริงๆ ให้ทำเป็น 45 องศาตามรูป แทนที่จะทำเป็นมุมฉาก การทำเช่นนี้ในเส้นที่ส่งความเร็วสูง การเปลี่ยนแปลงความกว้างของรูปแบบเส้นจะมีขนาดต่างกันเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับการเดินเส้นแบบมุมฉาก ดังนั้นผลกระทบของค่าอิมพีแดนซ์จึงมีน้อย ด้วยเหตุนี้ การออกแบบแผงวงจรพิมพ์ลักษณะแบบนี้จึงมีโอกาสเกิดสัญญาณรบกวนได้น้อย สรุป เมื่อออกแบบแผงวงจรพิมพ์สำหรับเส้นที่ส่งความเร็วสูง จำเป็นต้องใส่ใจกับการเปลี่ยนแปลงค่าอิมพีแดนซ์เนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงความกว้างของเส้นลายวงจร แทนที่จะทำเส้นเป็นมุมฉาก ควรทำเส้นเป็น 45 องศา จะลดการเปลี่ยนแปลงความกว้างของเส้นได้ เป็นผลให้สามารถลดการสร้างสัญญาณรบกวนที่มาจากการเปลี่ยนแปลงค่าอิมพีแดนซ์ในเส้นลายวงจร อ้างอิง … Read More