Что показывает параметр dfm digital field monitor передаваемый на блок управления двигателем

Нужен совет с поключением контакта DFM. Замена генератора 120А на 180А

Привет всем!
Возникла потребность поменять генератор, т.к. потребителей становится всё больше. Хочу поставить на 180А от B6, по примеру Booxter. Только у меня возникла проблема с подключением.

B5+ и B6 одинаковый принцип подключения, силовой провод B+ и колодка с двумя выводами L и DFM. А у меня на генераторе B+, D+ и DF.

DFM — выход для контроля нагрузки на генератор блоком управления двигателем.
L — (Lamp) выход на лампу индикатора работоспособности генератора контрольная лампа.
DF — вывод обмотки возбуждения.
D+ — вывод для соединения с
лампой контроля исправности
(обычно «плюс» дополнительного
выпрямителя, там, где он есть)

Если я правильно понимаю, то L и D+ одно и тоже, их можно соединить.

Остается вопрос с DF и DFM. На одном из сайтов нашел следующую информацию:
«DF(M) означает Digital Field Monitor — цифровой монитор поля. У каждой марки генератора переменного тока используется собственное сокращение для подключения DF(M), например: FR (Field Return — полевой возврат), DF (Digital Field — цифровое поле), DFM (см. выше), M (Monitor — монитор), LI (Load Indicator — индикатор нагрузки). Но все они функционируют одинаково.

Их функции заключаются в следующем. На подключении DFM делаются положительный и отрицательный замеры, и оба работают с прямоугольным импульсом. Когда нагрузка на генератор возрастает, прямоугольный импульс становится шире или уже, в зависимости от использования автомобиля. Это измеряется в % и также называется ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Так на ЭБУ подается информация о том, какова нагрузка в конкретный момент во время зарядки. Если нагрузка слишком высока, ЭБУ может отключить некоторые из принадлежностей автомобиля или увеличить скорость холостого хода.

DFM (M, FR, DF, LI, F) — прямоугольный сигнал (информация), передаваемый от генератора переменного тока автомобильному ЭБУ. Он показывает уровень нагрузки на валу генератора, также известной как электромагнитная сила. Она оказывает непосредственное влияние на энергию, производимую генератором.

Напряжение регулируется настройкой тока ротора генератора по частоте, например 150 Гц, меняющей электромагнитную силу. Чем больше продолжительность импульса тока, тем шире рабочий цикл.»

Соответственно из вышесказанного получается, что провод DF можно подключить к контакту DFM генератора.

Если я в чем-то ошибаюсь, тогда прошу меня поправить и дать совет в подключении.

Источник

Компрессор с генератором

В свое время, когда озадачился вопросом установки механического компрессора, информацию приходилось собирать буквально по крупицам. Как-то не очень народ любит делится наработками и решениями… Ну а при установке генератора с COM-разъемом мне вообще не удалось собрать хоть какой-либо информации по его подключению.

Постараюсь максимально подробно расписать, что и как делал, какие сложности и подводные камни возникали по ходу работы.

Начну с компрессора. Большинство компрессоров кондиционеров, устанавливаемых на легковые авто, практически не пригодны для переделки под компрессор пневмосистемы. Связано это в первую очередь с тем, что они не имеют собственного картера для масла. Они смазываются хладогентом, в состав которого и входят смазывающие присадки.
Можно, конечно, сделать отдельный бачок для масла, на вход компрессора поставить лубрикатор, который будет смешивать воздух с маслом. Можно, но не в трофи. Здесь все должно быть максимально просто, надежно и эффективно. Да и вес дополнительных компонентов не стоит сбрасывать со счетов.
Я свой выбор остановил на компрессоре сингапурской компании Sanden: www.sanden.com.sg Модель SD5H11, 5-ти поршневой, качает 108 кубиков/оборот.

Это тоже компрессор кондиционера, но он имеет свой картер для масла объемом 135 кубиков. Масло специальное, для компрессоров, тип SP-20 или аналог. Найти его не проблема, яндекс рулит 🙂
Однако, не следует забывать, что эти компрессоры одноконтурные. Т.е. в процессе своей работы, хоть и по немного, масло уходит в магистраль. Поэтому время от времени его, масло, надо доливать, чтобы компрессор не работал на сухую и скоропостижно не скончался. У нас для этих целей в машине лежит 5 мл одноразовый шприц. Перед каждым СУ мы вливаем в компрессор 5-10 мл (1-2 шприца). В конце сезона масло в компрессоре меняем полностью, и с рессивера сливаем конденсат.
Управление компрессором элементарное — электромагнитная муфта. Подали питание, муфта замкнулась, компрессор качает. Компрессоры поставляются с муфтами как под поликлиновый ремень, так и под моноклин.
Забор воздуха сделан из банки воздушного фильтра. Видел еще варианты, когда на сапун ставят тройник, но мне такой вариант как-то не понравился.

Теперь немного про генератор. Я, как многие, остановил свой выбор на так называемом герметичном генераторе Hitachi 180A. Почему «так называемом герметичном»? Да потому, что он НЕ герметичный. Рассказы о том, что он полностью герметичен — сказки, не более того.

Однако сам щеточный узел защищен очень хорошо, на много лучше, чем на большинстве других генераторов. А водяное охлаждение ему необходимо исключительно из-за повышенной токоотдачи, т.к. классическая схема с воздушным охлаждением не справится с отводом тепла при пиковых нагрузках в 180А.
Найти такой генератор достаточно легко, он ставился на Ауди А4, А8, Туареги, Фаэтоны, какие-то Мерсы и т.п. Вот перечень номеров Hitachi, которые мне удалось найти:
LR1190-908
LR1190-914
LR1190-920
LR1190-912
LR1190-909
LR1190-904

Отличаются они, как правило, 2-мя вещами:
1. диаметр шкива
2. тип разъема (COM или L-DFM)

Для меня диаметр шкива был абсолютно не принципиален, так как все они идут со шкивом под поликлин. А на KZ-T два моноклиновых ремня. Этот вопрос легко решает знакомый токарь 🙂

А вот тип разъема очень даже принципиален. Объясню почему.
Разъем L-DFM состоит из двух контактов: L (lamp, контрольная лампа) и DFM (Digital Field Monitor) то же, что и FR (Field Report) — это выход для контроля нагрузки на генератор блоком управления двигателем. Про DFM можно сразу забыть — он нам не нужен и никогда не понадобится. Для возбуждения генератора достаточно подать небольшую нагрузку на разъем L. Как правило, в качестве такой нагрузки служит сама контрольная лампа зарядки.

А вот разъем СОМ подключается непосредственно к компу автомобиля. COM (Communication) — это общее обозначение физического интерфейса управления и диагностики генератора. Могут использоваться протоколы BSD(Bit Serial Device), BSS(Bit Synchronized Signal) или LIN(Local Interconnect Network). Через этот разъем комп управляет генератором с помощью каких-то импульсов с небольшими токами. Подавать нагрузку на генератор с СОМ для его возбуждения бесполезно. Как показала практика, в нашем случае этот разъем на генераторе абсолютно бесполезен…

Поэтому, если будет выбор, обязательно берите генератор с L-DFM. Мне такой генератор найти не удалось. Везде были только с COM. Пришлось ставить его. К генератору подключен только один провод от аккумулятора сечением 16 квадрат. «Косяки», которые остались непобежденными:
1. Для возбуждения генератора после пуска мотора надо делать перегазовку. При оборотах около 1500 об/мин генератор самовозбуждается. Уже привык 🙂
2. На стендовых испытаниях при длительной работе мотора на повышенных боротах (около 4000 об/мин) генератор уходит в перезаряд — начинает выдавать около 17В. Сделал 3 варианта шкивов с разными диаметрами, чтобы понизить обороты генератора. Пробовал ездить с разными — в реальных условиях никогда мотор так долго не крутили, чтобы генератор ушел в перезаряд.

Да, про охлаждение забыл. Охлаждение подключил параллельно печке. Т.е. в патрубки печки за мотором были вставлены тройники.

Ну, и на последок, как все это хозяйство установлено на моторе:

Источник

Генератор

raror

По LIN шине идет обмен квитанциями между LIN Master (J533) и LIN Slave (РН генератора, клемма АКБ, стабилизатор напряжения), где указывается что надо сделать и что сделано.

SEG13 перевел свой генератор на 140 А на LIN управление, докупил и установил датчик измерения заряда на минусовую клемму АКБ. Генератор он не трогал, РН не менял.

Для начала надо открыть гетевей и проверить в списке оборудования пункт 61 Управление АКБ. Если отсутствует то менять гетевей!

Про лягушку ни фига не понял, типа шутка такая?

Шина цифровая какая разница в каком контакте к ней подключаться!?

igor2013

Почётный Тигуановод

А с чего это вы английскую литеру расшифровываете без перевода

DFM (Digital Field Monitor)
LIN(Local Interconnect Network)

SEG13

Постоялец

igor2013

Почётный Тигуановод

raror

Неправильно там вести разговор, там тема про выбор аккумулятора, а здесь конкретно про выбор, тюнинг и ремонт генератора. Я просил модераторов от туда сюда перенести весь разговор, но модераторы похоже на этом форуме часто отсутствуют и свои функции не выполняют. Поэтому считаю правильным все таки здесь вести разговор про доработку генератора.

Я почему спрашиваю? В личку вы написали цитирую:

Для начала надо открыть гетевей и проверить в списке оборудования пункт 61 Управление АКБ. Если отсутствует то менять гетевей!

Распиновка разъёмов
1.Генератор №1 контроль заряда АКБ через БУ бортовой сети на приборку (штатно)
2.Генератор №2 DFM/LIN управление зарядом АКБ от БУ двигателя (штатно)

Схема получается следующая.

1.Штатно-
На генераторе кл.№2 идет управлене от БУ двигателя.
На генераторе кл №1 идет сигнал на БУ бортовой сетью контроль заряда.

2.Не штатно система старт/стоп-
1.На генератор кл.№2 идёт шина LIN но от гетевея и отклеммы (-).
БУ двигателя отключён от генератора.

Т.е. по тексту получается что LIN вы все таки подключили к контакту генератора №2, а это вывод DFM!

Поэтому я так и не понял куда именно вы подключились на генераторе и уточняю:

Добавлено через 59 минут

SEG13

Постоялец

Неправильно там вести разговор, там тема про выбор аккумулятора, а здесь конкретно про выбор, тюнинг и ремонт генератора. Я просил модераторов от туда сюда перенести весь разговор, но модераторы похоже на этом форуме часто отсутствуют и свои функции не выполняют. Поэтому считаю правильным все таки здесь вести разговор про доработку генератора.

Я почему спрашиваю? В личку вы написали цитирую:

Т.е. по тексту получается что LIN вы все таки подключили к контакту генератора №2, а это вывод DFM!

Поэтому я так и не понял куда именно вы подключились на генераторе и уточняю:

Так давайте заново и надеюсь в последний раз.
Я осуществил систему старт/стоп при езде с её выключенной функцией через меню БК.Кстати если её полностью закончить до рабочего функционала то надо будет заменить стартер (он там усилен на износ) и АКБ на AGM.

igor2013

Почётный Тигуановод

raror

Тема не была перенесена, я просил модераторов убрать из темы про Аккумуляторы сюда весь разговор про переделку генератора, но никто палец об палец не ударил. Просто здесь пошел параллельный разговор про переделку на LIN.

А вот как управляется по LIN регулятор не понятно. Что за сигнал идет по шине LIN, на какие транзисторы он воздействует и как воздействует и что происходит в регуляторе в этот момент?

igor2013

Почётный Тигуановод

SEG13

Постоялец

Добавлено через 3 минуты

raror

Есть еще сообщения в личке но смысл его я уже сюда выложил. Спрашивайте у самого SEG13 как все работает после переделки.

igor2013

Почётный Тигуановод

SEG13

Постоялец

igor2013

Почётный Тигуановод

SEG13

Постоялец

igor2013

Почётный Тигуановод

Вложения

SEG13

Постоялец

raror

Слушайте вы как бабки на базаре, слышите звон, не знаете где он.

В четвертый раз повторяю. Никто, никого, ни от куда, не гонял. Модераторам до лампочки. Можете продолжать про генератор вести разговор в теме про аккумуляторы и дальше, модераторы спят. На мою просьбу перенести все сообщения SEG13 о переделке генератора, в тему про генератор, они продинамили, никакой реакции. Но там информация потеряется. Люди будут искать ее в теме про генераторы и не найдут. Поэтому общаемся теперь здесь.

Теперь про переделку SEG13. Я думаю что подключив к шине LIN, генератор с РН, который не имеет микросхемы управления LIN, управления генератором как такового не будет. 61 блок по LIN будет посылать на генератор телеграммы с указаниями, а в ответ будет тишина.

А отцепив РН от ЭБУд SEG13 добился того что теперь и блок управления двигателем не может судить о состоянии загруженности генератора.

Теперь неплохо бы посмотреть для сравнения содержимое РН (электрическую схему) где есть шина LIN (генераторы с система Старт-Стоп) и машины без системы Старт-Стоп где есть только выходы DFM и L. Где бы взять эти схемы РН?

Источник

Что такое дфм в генераторе

—>Автозапчасти и СТО —>

Контактные выводы (клеммы, штекерные разъемы и т. п.) генераторных установок разных моделей, годов выпуска и выпускаемых разными производителями электротехники могут иметь различное буквенное, цифровое или символьное обозначение.
При этом не только неискушенный в ремонте систем бортовой электрической сети автомобилей начинающий автоэлектрик или механик, но даже опытный специалист по ремонту электрооборудования может столкнуться с незнакомыми для него обозначениями, что при ремонте и контрольно-диагностических проверках генератора может привести к неприятным последствиям технического характера.

Для тех, кто занимается диагностированием и ремонтом электрооборудования только отечественных автомобилей, запомнить не столь обширный перечень обозначений на выводах генераторов особого труда не составит, но контактные разъемы и клеммы генераторов иномарок нередко содержат множество незнакомых обозначений. Следует учитывать, что иногда выводы и контакты генераторов у отдельных производителей могут иметь одинаковое буквенное обозначение при различном функционале.

В Таблице 1 приведены наиболее часто встречающиеся обозначения электрических контактов и выводов генераторов, как отечественного, так и зарубежного производства.

Таблица 1. Обозначение контактных разъемов и выводов
генераторных установок

Нажмите на изображение чтобы увеличить

Ниже приведен дополнительный список обозначений, которые могли не попасть в представленную выше таблицу:

A — то же, что и IG плюс аккумулятора;

AS ( Alternator Sense ) — то же, что и S — плюс аккумулятора;

B+ батарея — (+) плюс аккумулятора;

B- батарея — (-) минус аккумулятора;

BVS ( Battery Voltage Sense ) — то же, что и S — плюс аккумулятора;

C ( Communication ) вход управления регулятором напряжения блоком управления двигателем. При подаче на этот вход напряжение на выходе генератора не будет превышать 12.5 V;

COM ( Communication ) — общее обозначение физического интерфейса управления и диагностики генератора. Могут использоваться протоколы BSD ( Bit Serial Device ), BSS ( Bit Synchronized Signal ) или LIN ( Local Interconnect Network ); приставка aRCI 011 ;

D+ — вывод (+) дополнительного диодного моста для питания регулятора напряжения. Служит для подключения индикаторной лампы, осуществляющей подачу начального напряжения возбуждения и индикацию работоспособности генератора контрольная лампа;

D ( Drive ) — вход управления регулятором с терминалом P-D ; приставка aRC-011 или VRT-RC ;

D ( Dummy ) — пустой, нет подключения, в основном на японских автомобилях;

D ( Digital ) — вход кодовой установки напряжения на американских Ford, то же, что и SIG ;

DF — то же, что и F внешний регулятор;

DFM ( Digital Field Monitor ) — то же, что и FR; приставка aRC-011 или VRT-RC ;

E ( Earth ) «земля», батарея (-);

F ( Field ) — выход регулятора напряжения внешний регулятор;

FLD — то же, что и F внешний регулятор;

FR ( Field Report ) — выход для контроля нагрузки на генератор блоком управления двигателем;

G ( Ground ) — то же, что и C ;

I ( Indicator ) — то же, что и L контрольная лампа;

IG ( Ignition ) — вход включения зажигания плюс аккумулятора;

IL ( Illumination )vто же, что и L контрольная лампа;

L ( Lamp ) — выход на лампу индикатора работоспособности генератора контрольная лампа;

LIN непосредственное указание на интерфейс управления и диагностики генератора по протоколу LIN ( Local Interconnect Network );

M ( Monitor ) — то же, что и FR ;

N ( Null ) — вывод средней точки обмоток статора. Обычно служит для управления индикаторной лампой работоспособности генератора с механическим регулятором напряжения;

N/C (no connect ) — нет подключения;

P ( Phase ) выход с одной из обмоток статора генератора. Служит для определения регулятором напряжения возбужденного состояния генератора;

RC ( Regulator Control ) — то же, что и SIG ;

RLO ( Regulated Load Output ) — вход управления напряжением стабилизации регулятора в диапазоне 11,8-15 V («Toyota»)

RVC(L) ( Regulated Voltage Control ) — похоже на SIG ;

S ( Sense ) — сенсор, вход для сравнения напряжения в точке контроля. Обычно точка контроля находится в блоке предохранителей ближе к аккумулятору (предохранитель CHARGE) плюс аккумулятора;

S ( Stator ) — то же, что и P ;

SIG ( Signal ) — вход кодовой установки напряжения;

STA ( Stator ) — то же, что и P ;

Stato r — то же, что и P ;

W ( Wave ) — выход с одной из обмоток статора генератора для подключения тахометра в автомобилях с дизельными двигателями;

15 — то же, что и IG плюс аккумулятора;

30 — то же, что и B+ плюс аккумулятора;
;
31 — то же, что и B- минус аккумулятора4

61 — то же, что и L контрольная лампа;

Как проверить управление генератора, можно ли подавать чистых 12 вотльт на DF?

ECU422

Участник

Нету зарядки от гены. Генератор включался от прогазовки, сейчас не включается, постоянно горит светодиод.

Проверял на кол****ия напряжения до 14 на прогазовке, таких нет и есть серьезная просадка на включение дальнего света.То есть гена в самом деле не фурычит.

К самому генератору ведут 2 кабеля управления: D+(на лампочку) и DF(F)(регулятор от компа(ЭБУ) на возбуждение гены)

На DF есть просаженное питание на возбуждение генератора около 1-2 вольта и чистых 12 вольт от компьютера на НЕ подключенной фишке генератора. Что говорит цепь возбуждения замкнута(щетки, кольца и управление напряжением как бы в норме).

Отдельно проверял 6 диодов на 3-х фазах выпрямления и 1 из 3 на самовозбуждение(2-хдругих визуально не нашел).

Подозреваю, что комп(ЭБУ) не дает нужной силы импульса на возбуждение DF.

Можно ли дать прямых 12 вольт от акку на возбуждение генератора(чтобы не крякнул регулятор напряжения на гене если он еще рабочий), чтобы проверить гену на работоспособность.

Roma B5

Modersrator

ECU422

Участник

dracon

Просто заглянул

dca121

Профессиональный советчик

На современных генераторах с микроконтроллерным РР доп диодов самовозбуждения нет.

Нужно указывать модель генератора.

ECU422

Участник

ECU422

Участник

На ген БОШ вторая клемма DFM это выход сигнала работы РР с генератора.

На современных генераторах с микроконтроллерным РР доп диодов самовозбуждения нет.

Нужно указывать модель генератора.

один диод маленький видел 100%, но закрашен.
0123515013. ругулятор 1197311529, но я поставил 1197311522 и напаял недостающий контакт с выхода ротора, как было в старом. ПО идее все там логично.
Так и поставил.

Что за микроконтроллер там стоит, кажется там 3 транзистора, пару резисторов и один стабилизатор внутри?Какие ключевые слова для поиска по этой теме?

dca121

Профессиональный советчик

Mason1986

Просто заглянул

Генератор — это штука клёвая. Когда сам пытался на своём «Фольксе» его заменить в первоначальный период обладания сей тачилой, мало чё получалось. А требовалось, потому что так загонялся, шо генко-то и полетел, блин. Сам я — московский, и круто погнал в один сервак, «Лэнд Моторс». Там всё разъяснили и сделали. С напутствием, чтобы в следующие разы мог своими клешнями поработать.

Почитайте, может, кому пригодится.

* Аккумулятор отключается от бортовой сети. Чтоб кабель чисто случайно не прикоснулся до контактов, его нужно отогнуть.
* Со стороны контактных колец отсоединяется кабельный штекер, затем вынимается провод из отсоединённого зажима.
* Ослабляеются натяжатель приводного ремня и 2 болтикаа крепления генератора.
* А сйчас требуется нажать на генератор, только в сторону ослабленного ремня и снятьприводной клиновой ремешок.
* Вынуть нижний болт крепления генератора, и всё, генка готов к снятию!

Устанавливается генератор в прямо обратной последовательности.

Как проверить управление генератора, можно ли подавать чистых 12 вотльт на DF?

ECU422

Участник

Нету зарядки от гены. Генератор включался от прогазовки, сейчас не включается, постоянно горит светодиод.

Проверял на кол****ия напряжения до 14 на прогазовке, таких нет и есть серьезная просадка на включение дальнего света.То есть гена в самом деле не фурычит.

К самому генератору ведут 2 кабеля управления: D+(на лампочку) и DF(F)(регулятор от компа(ЭБУ) на возбуждение гены)

На DF есть просаженное питание на возбуждение генератора около 1-2 вольта и чистых 12 вольт от компьютера на НЕ подключенной фишке генератора. Что говорит цепь возбуждения замкнута(щетки, кольца и управление напряжением как бы в норме).

Отдельно проверял 6 диодов на 3-х фазах выпрямления и 1 из 3 на самовозбуждение(2-хдругих визуально не нашел).

Подозреваю, что комп(ЭБУ) не дает нужной силы импульса на возбуждение DF.

Можно ли дать прямых 12 вольт от акку на возбуждение генератора(чтобы не крякнул регулятор напряжения на гене если он еще рабочий), чтобы проверить гену на работоспособность.

Roma B5

Modersrator

ECU422

Участник

dracon

Просто заглянул

dca121

Профессиональный советчик

На современных генераторах с микроконтроллерным РР доп диодов самовозбуждения нет.

Нужно указывать модель генератора.

ECU422

Участник

ECU422

Участник

На ген БОШ вторая клемма DFM это выход сигнала работы РР с генератора.

На современных генераторах с микроконтроллерным РР доп диодов самовозбуждения нет.

Нужно указывать модель генератора.

один диод маленький видел 100%, но закрашен.
0123515013. ругулятор 1197311529, но я поставил 1197311522 и напаял недостающий контакт с выхода ротора, как было в старом. ПО идее все там логично.
Так и поставил.

Что за микроконтроллер там стоит, кажется там 3 транзистора, пару резисторов и один стабилизатор внутри?Какие ключевые слова для поиска по этой теме?

dca121

Профессиональный советчик

Mason1986

Просто заглянул

Генератор — это штука клёвая. Когда сам пытался на своём «Фольксе» его заменить в первоначальный период обладания сей тачилой, мало чё получалось. А требовалось, потому что так загонялся, шо генко-то и полетел, блин. Сам я — московский, и круто погнал в один сервак, «Лэнд Моторс». Там всё разъяснили и сделали. С напутствием, чтобы в следующие разы мог своими клешнями поработать.

Почитайте, может, кому пригодится.

* Аккумулятор отключается от бортовой сети. Чтоб кабель чисто случайно не прикоснулся до контактов, его нужно отогнуть.
* Со стороны контактных колец отсоединяется кабельный штекер, затем вынимается провод из отсоединённого зажима.
* Ослабляеются натяжатель приводного ремня и 2 болтикаа крепления генератора.
* А сйчас требуется нажать на генератор, только в сторону ослабленного ремня и снятьприводной клиновой ремешок.
* Вынуть нижний болт крепления генератора, и всё, генка готов к снятию!

Устанавливается генератор в прямо обратной последовательности.

Понятие DFM и его роль в проектной схеме печатной платы

DFM, DRC, DFF, DFA, DF что это? Все эти термины ежедневно используются в мире разработки печатных плат в контексте производственного анализа и зачастую они взаимозаменяемы. Но что такое именно DFM и почему это такой важный, но при этом часто игнорируемый аспект процесса разработки ПП?

Автор: Рик Альмейда (Rick Almeida)

Давайте начнем с определения терминологии. DFM – это сокращение от «проектирование с учетом пригодности для производства» (design for manufacturability). Это процесс организации топологии проектной схемы ПП с целью смягчения проблем, которые могут возникать во время процессов производства и монтажа ПП, требуемых для производства электронной системы. DFF – это «проектирование для производства» (design for fabrication), адресуется к вопросам изготовления; к вопросам монтажа относится DFA – проектирование для монтажа (design for assembly). Оба этих термина вместе и составляют DFM анализ.

В большинстве случаев термин DRC, который относится к проверке проектных норм (design rule checking) также используется как взаимозаменяемое понятие с DFM и создает еще большую неразбериху. Это понятно, так как вопросы DRC, связанные с производством, могут также оказывать серьезное влияние на возможность производства ПП. Однако, DRC заметно отличается от DFF и DFA. Подумайте о DRC, как ошибочном определении проблемы в ПП. Либо проблема существует, либо нет. При проектировании DRC используется для того, чтобы убедиться в том, что связность проектной схемы ПП тщательно отражает связность, отраженную в схематической диаграмме, связанной с платой. Но связность – это только один аспект DRC. Буква R обозначает «нормы, правила». Нормы широко используются для определения минимального позволенного расстояния между различными объектами ПП для всей платы или для отдельных слоев, сетей или зон печатной платы. При проектировании данное расстояние может оказывать прямое влияние на эффективность схемы. При производстве, расстояние может играть ключевую роль в возможности выполнить или смонтировать печатную плату.

В результате DRC становится разновидностью DFM, но только если используемые нормы отражают требования производителя по расстоянию. В ином случае DRC используется только для электрической верификации.

Два основных компонента DFM, DFF и DFA, имеют больше нюансов, чем DRC. Тогда как DRC определяет очень специфические различия в планируемом межсоединении, DFM идентифицирует проблемы в топологии ПП, которые потенциально могут создать проблемы в производстве. Более того, дефект DRC будет присутствовать в каждой копии ПП, например, если в DRC будет пропущено короткое замыкание, это замыкание будет присутствовать в каждой плате, не важно сколько печатных плат вы произведете. Для контраста, если одинаковое количество ПП содержит DFM вопросы, проблемы могут возникнуть только в некоторых платах, тогда как другие будут функционировать правильно, как и необходимо. Например, проектная схема ПП, содержащая очень тонкие элементы меди, выполненная по нормам, будет правильной для принципиальной схемы. И если расстояния будут выполнены надлежащим образом, она пройдет DRC. Однако, такие же сколы («козырьки»), будучи такими же тонкими, могут потенциально разъединяться на физической плате и непреднамеренно соединяться с другими медными элементами во время монтажа, таким образом, создавая замыкания на некоторых печатных платах, но не на всех. То есть, сколы могут пройти DRC верификацию, но в реальном производстве сколы могут привести к нарушениям в некоторых ПП. Без DFM эта проблема может остаться неопределенной и привести к браку или переделке.

До недавнего времени анализ DFM либо оставался на совести производителя печатной платы или инженера по монтажу, либо он выполнялся компаниями, которые обладали достаточными финансовыми ресурсами для приобретения высокотехнологичного программного обеспечения по DFM анализу и для содержания специального штата по его использованию. Большинство разработчиков печатных плат выполняют только DRC анализ и визуальную инспекцию проекта перед тем, как отдать его в производство. Производители знают, что проблемы DFM, такие как ловушки носителей тока, «козырьки» и истощенные соединения площадок, могут снизить производственный выход и увеличить издержки, и они берут на себя анализ разработки, зачастую внося модификации для обеспечения производства разработки с максимальным выходом и минимальными издержками. Так, чтобы окончательная печатная плата функционировала должным образом и удовлетворила инженера-проектировщика.

Рис. 1: Эти ослабленные теплопроводники прошли электрический DRC, но в реальности соединение с актуальным источником недостаточно для хорошего соединения.

Рис. 2: Ловушки носителей тока имеют потенциал для захвата кислоты во время процесса травления ПП дольше, чем планировалось, и могут съесть соединение, делая схему дефектной.

Так зачем вводить DFM в процесс проектирования печатной платы? Есть несколько причин: стоимость конечных ПП, поддержка целей разработки и потенциал для дальнейших нарушений разработки. Это может стоить производителю плат до 20% стоимости печатных плат для САМ инжиниринга, что является процессингом и инструментарием данных разработки для подготовки ее к производству. Эти дополнительные издержки встраиваются в окончательную цену, которую платит пользователь при приобретении физически произведенной печатной платы. То есть теоретически, разработки, выполненные без DFM дефектов менее дороги для производства, чем с DFM дефектами. Можно сделать вывод, что лучше заплатить немного больше и быть уверенным, что производитель может изготовить вашу разработку. Однако, это создает другие проблемы, которые не так желательны.

Чтобы взять разработку, содержащую DFM проблемы, и сделать ее совместимой с производственным процессом, САМ инженеру необходимо модифицировать данные разработки. Это значит, что проектная схема, предоставленная производителю, может не на 100% соответствовать окончательно выполненной печатной плате. Проблемы с электромагнитным излучением, целостностью сигнала, перекрестных помех и др., которые широко распространены в сегодняшних хай-тек электронных приборах и относятся к проектированию разработки, могут незаметно проникнуть в разработку, когда она будет модернизирована для производства. К тому же нет гарантии, что САМ разработчик сообщит об изменениях в проекте инженерам, чтобы эти изменения были внесены в базу данных оригинальной разработки печатной платы. То есть если проектная схема отличается от инженерной и производственной, то что случится, когда потребуется производство второй партии или же разработка будет передана другому производителю для массового производства?

Представьте сценарий из реальной жизни: инженер-разработчик проектирует печатную плату, проводит DRC анализ и определяет, что разработка правильная. Он создает файлы для производства ПП и отправляет их производителю для создания прототипа. Инженер по производству проводит своей анализ файлов печатной платы, чтобы убедиться, что разработка может быть выполнена, и определяет дефекты, которые могут привести к браку или низкому выходу продукции. Желая изготовить хороший продукт, производитель фиксирует проблемы, изготавливает печатные платы и отправляет готовые прототипы, не сообщая при этом о тех изменениях, которые он сделал. Опять в лаборатории разработчик тестирует прототипы и определяет, что они работают превосходно. Это замечательно, однако, разработчик не подозревает, что его прототипы отличаются от его файлов ПП для производства. Теперь разработчик отправляет производственные файлы на массовое производство другому производителю, который специализируется на производстве печатных плат. Этот производитель по той или иной причине решает не проводить анализ перед производством и, соответственно, не обнаруживает те проблемы, которые нашел производитель прототипов. Он производит и отправляет заказчику всю партию окончательных печатных плат.

Заказчик монтирует и тестирует платы и к его удивлению некоторые, большинство или все печатные платы не работают. Почему? Потому что данные разработки все еще содержат первичные DFM ошибки в производственных файлах, которые были исправлены в прототипе, но не были внесены в производство. Результатом является тысячи долларов, выброшенных на ветер, но, что еще хуже и дороже, потеряно время для вывода продукта на рынок. Будь у разработчика возможность провести свой собственный DFM анализ перед производством прототипа, эти проблемы могли бы быть обнаружены и сообщены производителям и внесены в проект ПП, это бы снизило затраты, соответствовало целям разработки и обеспечило бы бесперебойную работу произведенной затем партии печатных плат.

Рис. 3: Маленькие медные «козырьки» могут разъединиться во время монтажа, сместиться во время пайки и ненамеренно снова соединиться в любом месте печатной платы, потенциально связывая множество сетей между собой.

Всего лишь несколько дополнительных минут в процессе разработки могли бы предотвратить повторное выполнение всей разработки и ее производство, а также затраты, связанные с этим. Так что же такое DFM проблемы? Большинство из них – это проблемы в топологии ПП, которые создают неблагоприятные последствия в производстве и обычно не определяются в программе CAD, в которой создается проект. Таблица 1 представляет список типичных DFM проблем, которые не определяются в системе CAD, но которые в реальности приводят к нарушениям работы печатной платы. Это только шорт-лист DFM проблем. Хороший инструмент DFM анализирует не только приведенные здесь проблемы, но также множество других, определение которых не входит в архитектуру систем разработки печатных плат.

DFM Дефект

Плоские соединения, соединенные прямо с плоским слоем в CAD системе, но непреднамеренно изолированы от остального слоя

AGute углы, которые позволяют кислоте встроиться в процесс производства и перетравить дорожку, создавая потенциальный разрыв в схеме.

Узкие клинышки меди или паяльной маски, которые могут расслоиться и снова соединиться с другими частями меди или открыть медь, которая должна быть покрыта паяльной маской.

Недостаточная кольцевая контактная площадка

Размер отверстия определен так, что он превышает размер площадки, на которой оно должно быть просверлено, что приводит к рассоединению вывода или замыканию на слое питания.

Отсутствие зазоров на слоях

Выводы, для которых отсутствую зазоры, будут соединяться с плоским слоем. Если зазоры отсутствуют на всех плоских слоях, это свяжет вместе все слои питания.

Медь, расположенная слишком близко к краю платы

Если на плоских слоях недостаточно зазоров от краев платы, очень вероятно, что слои питания будут соединены вместе, когда будут прокладываться ключевые параметры ПП. Медь на каждом слое питания непреднамеренно «смешается» в единое целое.

Отсутствие площадок для паяльной маски

Конечный пользователь не может определить площадку с паяльной маской для вывода или компонента. Это требует больше меди и создает потенциал для возникновения мостиков между выводами во время монтажа.

Таблица 1: Список наиболее распространенных DFM проблем.

До недавнего времени обладание системой анализа DFM было очень дорогим, что являлось препятствием для многих компаний для внедрения пред производственного DFM процесса. Предыдущее программное обеспечение DFM анализа стоило очень дорого, требовало дорогого оборудования, и требовало обученного персонала для проведения анализа, делая это очень сложным для повсеместного внедрения на электронном рынке. Хорошая новость – сейчас на рынке доступно больше DFM инструментов, способных обеспечить глубинный анализ, но при этом за достаточно небольшие деньги, чтобы их прибрести, и что еще более важно, поддерживать.

Эти инструменты также значительно более просты для использования их разработчиками и размещения в процессе разработки проектной схемы печатной платы, без необходимости являться экспертом в производстве. Несколько их этих новых предложений позволяют пользователям моделировать правила, которые использует их производитель, для того, чтобы быть уверенным в том, что данная плата может быть исполнена конкретным производителем, и затем этот набор правил может быть передан другим производителям, когда разработка перейдет от прототипа к массовому производству. Так как эти инструменты были разработаны специально как инструменты DFM анализа, они не имеют ограничений PCB CAD, они могут определять проблемы в разработке, которые не поддерживаются инструментами PCB CAD. Хороший DFM обеспечивает, что разработка не только функционирует как планировалось по электронике, но и может быть произведена с большом количестве без увеличения затрат или рисков, или добавления ненужного времени к процессу разработки.

Рик Альмейда (Rick Almeida) – один из основателей DownStream Technologies.

Источник