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O que é engenharia reversa de PCB?
A engenharia reversa de PCB é o processo de desmontagem, análise e reconstrução de uma placa de circuito existente de dispositivos eletrônicos. É normalmente utilizada com o objetivo de duplicar, modificar ou melhorar o produto original. Removemos os dados de projeto da PCB física e os convertemos em um formato de dados CAD. Isso nos permite examiná-los detalhadamente e fazer os ajustes necessários.
Benefícios da engenharia reversa de PCB
- Você pode facilmente gerar seus próprios produtos e peças sem precisar das medidas ou especificações do projeto original.
- Ele oferece uma análise detalhada dos PCBs existentes, ajudando os fabricantes a entender melhor o design e os componentes.
- É uma ótima maneira de detectar defeitos, analisar falhas e melhorar a confiabilidade das placas de circuito impresso.
- Isso torna seus produtos compatíveis com os componentes dos concorrentes.
- Pode ajudar os fabricantes a reduzir custos, auxiliando-os a acessar peças e componentes existentes.
- Ele oferece uma maneira de desenvolver sistemas compatíveis e integrar a tecnologia mais recente.
- Você pode fazer pequenas modificações no seu design facilmente.
O que você obterá com a engenharia reversa de PCB?
Na situação em que já existem placas de circuito físicas nos seus dispositivos eletrônicos, extrairemos ou geraremos os arquivos de engenharia abaixo para você por meio de engenharia reversa:
Com base nesses arquivos de engenharia, nossos engenheiros podem ajudá-lo a realizar outras tarefas de engenharia de PCB, como redesenho de PCB, clonagem de PCB, soldagem de componentes, teste com sonda voadora, fabricação e montagem de PCB.
Como fazer engenharia reversa em uma placa PCB?
É importante lembrar que o processo de engenharia reversa de PCB pode ser demorado e complicado. Pode ser necessário equipamento e conhecimento especializados, bem como uma compreensão profunda do projeto original. Mas com o processo, os insights e os recursos certos, você pode realizar o trabalho corretamente. Neste guia, vamos orientá-lo sobre o que é necessário para fazer a engenharia reversa de PCBs e apoiar projetos bem-sucedidos.
Passo 1: Preparando a amostra de PCB e as ferramentas
Para começar, você pode tirar algumas fotos da sua placa e enviá-las para nós por e-mail. Após avaliar seu projeto, faremos um orçamento para você. Seja PCB de lado único, lado duplo ou multicamadas, temos confiança em realizar o objetivo do seu projeto.
Além disso, a engenharia reversa também requer o software de PCB necessário, bem como ferramentas de hardware. Dependendo da complexidade do seu projeto, isso pode incluir ferramentas de design como Eagle, Altium Designer ou DesignSpark. Você pode encontrar as listas na próxima seção.
Passo 2: Reconhecimento e decodificação de componentes
Reconhecimento e decodificação de componentes, também conhecido como "extração de componentes" ou "reconhecimento de símbolos". O objetivo desse processo é identificar todas as peças na placa, seus respectivos valores e suas funções associadas.
Podemos identificá-los comparando os componentes eletrônicos com bancos de dados de referência. Esses bancos de dados contêm informações sobre o tipo de peça, seus pinos associados e sua descrição funcional.
Etapa 3: Desmontagem dos componentes e elaboração da lista de materiais (BOM)
Os engenheiros podem desmontar uma placa de circuito impresso (PCB) para examiná-la mais de perto. Eles podem traçar linhas e fazer medições para análise posterior. O processo de desmontagem deve ser feito com cuidado para evitar danos aos componentes ou à própria placa.
Trace os componentes eletrônicos na placa. Isso criará uma lista de materiais (Bill Of Materials, Bom). A Bom lista todos os componentes necessários para construir o circuito. Ao traçar os componentes, você pode descobrir o tipo e o fabricante de cada componente na placa, suas especificações e preços.
Passo 4: Imagem e digitalização da placa de circuito impresso
Nesta etapa, precisamos obter imagens precisas e de alta qualidade da camada superior e inferior da PCB original. Com essas imagens, podemos traçar as conexões do circuito, construindo o layout da PCB. É essencial garantir que as imagens contenham todos os detalhes necessários da PCB, incluindo a localização dos componentes, traços e quaisquer etiquetas ou marcações.
Podemos capturar imagens usando várias técnicas. Isso inclui fotomicrografia, imagem de raios-X e microscopia eletrônica de varredura. Cada uma dessas técnicas oferece vantagens e limitações exclusivas ao examinar diferentes tipos de placas de circuito.
Passo 5: Edição e upload de imagens
Podemos melhorar a qualidade e a legibilidade das imagens com softwares de edição de imagem, como Photoshop ou GIMP. O processo de edição pode envolver o ajuste do brilho, contraste e níveis de cor para melhorar a visibilidade dos traços e componentes. Além disso, pode ser necessário girar, recortar e redimensionar as imagens para alinhá-las corretamente.
Depois que as imagens são editadas e finalizadas, elas geralmente são carregadas no software ou nas ferramentas de engenharia reversa para análise posterior. Existem vários aplicativos de software disponíveis para engenharia reversa de PCB, como Altium Designer, Eagle ou KiCad.
Passo 6: Traçado do circuito e construção do layout
Depois de editar as imagens, você pode carregá-las em um software de design de PCB, como o AutoTrace, para fazer o traçado do circuito e criar um layout. Esse tipo de programa pega a imagem bitmap e a converte em um gráfico vetorial, ajudando você a obter o esquema rapidamente.
Depois de ter um layout, você precisará salvá-lo como um arquivo Gerber. Os arquivos Gerber são usados por fabricantes de PCB e fabricantes de equipamentos semicondutores como parte de seu processo de fabricação. Eles são usados para transferir o layout para equipamentos de fabricação, como impressoras 3D e cortadores a laser.
Etapa 7: Criação e verificação do esquema
Depois de terminar o layout, o próximo passo é criar o esquema do circuito. Isso envolve a criação de um diagrama que represente as conexões do circuito e a relação entre os componentes. Para fazer isso, você precisará de ferramentas de esquema de PCB, como Altium Designer, Eagle, OrCAD, etc.
Em seguida, você precisará comparar, analisar e verificar o diagrama esquemático com o diagrama do arquivo PCB. Certifique-se de que o diagrama esquemático e a lista de materiais (BOM) reflitam com precisão o projeto original e que não haja erros.
Software de engenharia reversa de PCB
- ScanCAD – suporte à criação de esquemas, roteamento automático e simulação;
- DipTrace – suporta editor baseado em esquemas ou editor baseado em layouts;
- AutoTrace – um programa que converte automaticamente imagens bitmap em imagens vetoriais;
- Protel ou Altium Designer – ajuda a gerar um esquema a partir de uma placa;
- Gimp – um editor gráfico gratuito e de código aberto para edição de imagens e conversão entre diferentes formatos de imagem;
- Inkscape – um editor de gráficos vetoriais gratuito e de código aberto usado para criar e editar ilustrações vetoriais;
Hardware de engenharia reversa de PCB
- Um computador – com bom desempenho;
- Câmera digital – para fotografar a imagem da placa de circuito;
- Multímetro – para medir tensão, corrente e resistência, para que você possa identificar os componentes;
- Uma estação de retrabalho com ar quente – para remover e substituir componentes;
- Um ferro de solda e solda – para conectar e desconectar fios;
- Microscópio – para inspecionar a placa e os componentes;
- Uma lupa – para identificar os componentes com símbolos impressos na placa;
Aplicações da engenharia reversa de PCB
Setor:
Melhoria e redesenho de produtos, manutenção de sistemas legados, análise de falhas e resolução de problemas.
Automotivo:
Replicar placas de circuito em componentes eletrônicos automotivos, como painéis de instrumentos e unidades de controle do motor.
Dispositivos médicos:
Analisar e reprojetar placas de circuito em equipamentos médicos, como máquinas de ressonância magnética e marcapassos.
Eletrônicos de consumo:
Recrie produtos obsoletos, como consoles de jogos retrô, placas-mãe de computador, equipamentos de monitoramento.
Engenharia reversa de PCBs multicamadas
Passo 1: Prepare uma placa de circuito impresso multicamadas
- Obtenha uma boa placa de circuito e identifique os componentes em posições elevadas.
- Registre os detalhes dos componentes antes de desmontar.
- Digitalize a placa com alta resolução DPI.
- Limpe a superfície da placa de circuito impresso antes de digitalizar para garantir uma visibilidade nítida.
Etapa 2: Desmontar componentes e criar lista de materiais (BOM)
- Use uma pistola de ar comprimido e uma pinça para remover os componentes.
- Registre as informações dos componentes em uma tabela preparada.
- Meça os valores dos componentes com uma ponte.
- Insira os dados de medição no computador para arquivamento.
Passo 3: Remova o estanho da superfície
- Use fluxo e um ferro de solda para remover as impurezas do estanho.
- Ajuste a temperatura do ferro de solda com base nas camadas da placa de circuito impresso.
- Lave a placa e seque-a após remover o estanho.
Passo 4: Faça um mapa claro da parte inferior da placa de circuito impresso
- Defina as imagens digitalizadas como camadas superior e inferior.
- Converta imagens para vários softwares de cópia.
- Embalar e posicionar os componentes com precisão.
- Remova todas as camadas de revestimento da superfície.
- Garanta um mapa inferior claro e completo da placa de circuito impresso.
Passo 5: Criar um diagrama esquemático ou layout
- Pesquise as fichas técnicas dos chips e componentes identificados.
- Use softwares como Altium Designer ou Eagle.
- Trace as conexões e os componentes identificados.
- Crie os componentes e suas conexões.
Passo 6: Inspecione o esquema e fabrique o protótipo
- Use um software para verificar e modificar a precisão do esquema.
- Realize ajustes de precisão conforme necessário.
- Fabrique um protótipo de PCB usando o esquema de engenharia reversa.
- Teste o desempenho da PCB projetada por engenharia reversa.
Melhores práticas para engenharia reversa de PCB
Áreas funcionais separadas
Para facilitar o desenho do diagrama esquemático de uma PCB e evitar problemas desnecessários, os engenheiros podem separar as áreas funcionais ao fazer o design reverso. Normalmente, em uma PCB, os componentes eletrônicos com funções semelhantes são colocados juntos. Ao separar as áreas funcionais, os engenheiros podem desenhar com eficiência o diagrama esquemático de uma PCB durante o design reverso.
Encontre as peças de referência
Para começar, devemos encontrar as peças de referência e, em seguida, desenhar o esquema com base nos seus pinos. Isso ajuda a garantir a maior precisão possível do esquema. As peças de referência são geralmente maiores e têm mais pinos, o que é conveniente para o desenho. Exemplos de peças de referência adequadas incluem circuitos integrados, transformadores PCB e transistores.
Aprenda com esquemas semelhantes
Para criar circuitos eletrônicos, os engenheiros devem ser hábeis no projeto de estruturas e esquemas básicos de circuitos. Produtos eletrônicos semelhantes geralmente têm diagramas esquemáticos comparáveis. Com experiência prévia, os engenheiros podem usar diagramas de circuitos semelhantes para fazer engenharia reversa de esquemas de novos produtos.
Tendências de desenvolvimento da engenharia reversa de PCB
Nos últimos 40 anos, houve muitas tecnologias que continuaram a evoluir para a engenharia reversa de PCB. Aqui estão alguns dos desenvolvimentos mais recentes:
- Técnicas avançadas de imagem: câmeras de alta resolução ou telefones celulares agora podem fotografar claramente imagens de PCBs.
- Tecnologia de raios X: os raios X podem penetrar em várias camadas de um PCB, permitindo que os engenheiros reversos vejam os componentes internos e as conexões.
- Inteligência artificial: a IA pode auxiliar no processamento e análise de imagens, ajudando a identificar componentes e conexões em um PCB.
- Tecnologia de impressão 3D: permite que os designers criem um modelo físico do design da placa de circuito, que pode ser usado para fins de teste e verificação.
Perguntas frequentes sobre engenharia reversa de PCB
A engenharia reversa de PCB é legal?
Como método de inovação tecnológica, a engenharia reversa sempre foi controversa. Por um lado, a engenharia reversa viola os direitos autorais, enquanto, por outro lado, restringe o monopólio tecnológico e promove uma concorrência saudável na área tecnológica.
A lei de direitos autorais e a Lei dos Direitos Autorais do Milênio Digital (DMCA) são regulamentações importantes relacionadas à engenharia reversa. Alguns afirmam que versões não oficiais de programas de software criadas durante a engenharia reversa são, por si só, uma violação da lei de direitos autorais. No entanto, o tribunal não pensou assim. A engenharia reversa pode ser permitida mesmo em violação de segredos comerciais ou direitos autorais. Desde que a engenharia reversa seja usada para:
Desenvolver produtos
concorrentes Melhorar as características do produto
Corrigir vulnerabilidades de segurança
Interoperar com outros produtos
Portanto, se você está pensando em fazer engenharia reversa em um produto, é importante entender as leis locais.
Quais são os custos da engenharia reversa de PCB?
| Circuit Board Size | Complexity | Approximate Cost Range |
|---|---|---|
| Small (2″x2″ or smaller) | Without complicated features or parts, with instructions | $500 - $1,500 |
| Middle-sized or double-layer (up to 6″x6″) | Some complexity and components | $1,500 - $5,000 |
| Large multi-layer (larger than 6″x6″) | High complexity | $5,000 - $20,000 or more |
Quanto tempo leva para concluir meu projeto?
O tempo necessário para concluir um projeto de engenharia reversa de PCB depende da sua complexidade, das camadas do PCB, da disponibilidade de materiais de referência, etc. Um projeto simples pode levar alguns dias ou semanas, enquanto um projeto complexo pode levar várias semanas ou meses.
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