KiCAD 5 --- ¿Cuál es el significado de los distintos símbolos de GND?

Question

Soy nuevo en KiCAD. Veo símbolos para GND, GNDA (analógico), GNDD (digital), GNDPWR, GNDREF, etc.

¿Hay algún significado aparte de la "documentación esquemática"?

Esperaba que la razón de los múltiples símbolos fuera que la herramienta de diseño de PCB pudiera utilizarlos para forzar de alguna manera la separación de los planos de tierra. Pero parece que hay un error en el sentido de que no sólo las redes de rastreo conectan los GNDDs y los GNDAs juntos: en el PCB, ¡se renombran todos los pads GNDD a GNDA!

¿Me he perdido algo o he hecho algo mal?

Answer 1

Hay un par de preguntas aquí, así que voy a empezar con los distintos motivos.

Tipos de suelo

• Símbolo de tierra estándar. Si no tienes un uso específico para los otros símbolos, entonces sólo usa éste. La mayoría de las veces, la separación de las conexiones a tierra puede causar problemas, así que si no sabes que necesitas hacerlo, evítalo por completo.
• Este es su terreno "analógico". Normalmente se utiliza para referenciar las entradas analógicas en un convertidor analógico-digital (A/D). Tenga en cuenta que aunque el símbolo es el mismo que el de GND El nombre de la etiqueta es diferente y, por tanto, no se conectará por defecto.
• Este es su terreno "digital". Este es el otro lado del convertidor A/D. Proporciona la referencia para sus salidas digitales.
• Se trata de una tierra de "potencia" o de chasis. Este símbolo se utiliza en los circuitos para representar el potencial de referencia local. Por lo general, es la tierra de la caja metálica que contiene su circuito. Puede indicar que hay una diferencia de potencial sustancial entre esta tierra y la tierra o estructura en la que está montado el chasis. Tenga en cuenta que tanto IEC como ANSI utilizan 3 puntas en su símbolo, pero KiCad utiliza 5.
• Tierra. También se conoce como tierra de referencia o tierra "real". Suele representar la tensión 0 de su edificio. Si utiliza este símbolo en su esquema, está diciendo que el punto está destinado a conectarse directamente a alguna pieza física de metal en su habitación que esté conectada a la tierra real. En un cable de alimentación estándar de 220V AC, este sería su tercer cable (verde). N.B. Esto no significa que esta tensión sea limpia o constante o cualquier otra variación de perfecta. Sólo indica que no hay ningún circuito entre él y la suciedad del exterior.
• Este símbolo (IEC 60417 #5018) representa una tierra "limpia". En este sentido, significa una tierra especialmente designada que está protegida de las fuentes de ruido para garantizar el correcto funcionamiento de los equipos sensibles.
• Este símbolo (IEC 60417 #5019) representa un terminal designado para la protección contra descargas externas en caso de mal funcionamiento del sistema. Tenga en cuenta que el nombre del símbolo es "protector" y no "protegido". Es decir, lo que se conecta aquí está destinado a protegerle a usted y no a los elementos conectados a este terminal.

Suelo en KiCad

Para examinar los suelos en KiCad, abramos el estándar GND en el Editor de la Biblioteca de Símbolos.

Hay que tener en cuenta algunas cosas. En primer lugar, todos los textos grises están marcados como "Invisibles" en el esquema, por lo que no los verás por defecto cuando coloques el símbolo.

• El #PWR? es la referencia del símbolo. Anteponiendo el prefijo # El símbolo no se añade a la lista de materiales. El ? no forma parte de la cadena de referencia (no lo verá al editar la referencia). Es un marcador de posición para denotar el número único que se asignará durante la anotación del esquema en función de los otros #PWR símbolos en su esquema.
• El pin del símbolo es el número de pin 1 y está etiquetado como GND . Como es un pin de entrada de energía invisible, KiCad creará una etiqueta global para él. La etiqueta global se llamará GND ya que ese es el nombre del pin.
• En el caso de GNDA el pin invisible de entrada de energía está etiquetado como GNDA . y crea una nueva etiqueta global con ese nombre. Estas no se conectan entre terrenos. Por lo tanto, puede tener GNDD y GNDA en su circuito y serán vistos por KiCad como redes distintas.

Conexión de terrenos

Si utiliza varias tomas de tierra, normalmente (léase: siempre) es necesario conectarlas entre sí en algún momento. Si planeas desconectar las masas en algún momento, puedes utilizar una resistencia de 0 ohmios o un inductor para conectarlas. Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones querrán simplemente aislar los bucles de corriente en una sección de la placa y luego querrán un único punto de conexión común que esté impreso en el circuito.

En KiCad, se denominan "Lazos de red". Puede encontrarlos en las bibliotecas comunes de la v5 en "Dispositivo". Tienen el siguiente aspecto:

Y la huella estándar tiene este aspecto:

Tenga en cuenta que puede ajustar esta huella a su gusto. La "magia" de los lazos de red es que tiene que haber un polígono en el F.Cu capa que se superpone a las dos almohadillas SMD. Esto le permite conectarse a redes distintas, por ejemplo GNDA y GNDD en un punto específico de su circuito mientras mantiene las redes y los planos de tierra separados.

Redes de conexión

Si conectas las dos redes de tierra con un solo cable como este:

Entonces, KiCad reconocerá esto como una sola red con dos etiquetas ( GNDA y GNDD ). En su netlist y por extensión pcbnew, KiCad elegirá GNDA para la etiqueta de red única porque es alfabéticamente la primera.

Si quieres mantener las dos redes diferenciadas en tu diseño y sólo conectarlas con un lazo de red, entonces necesitas configurar la conexión en tu esquema para que se vea así:

La colocación del enlace de red entre las dos redes indica a KiCad que quiere dos redes con una sola conexión entre ellas.