مهندسي معكوس

مهندسي معكوس بردهاي الكترونيكي

هدف

براي اين پروژه يك برنامه نوشته شد كه مي تواند به صورت خودكار يك نت ليست برد مدار چاپي(PCB) را از عكس هاي برد مهندسي معكوس كند.

مهندسي معكوس برد مدار چاپي(PCB) براي اهدافي مثل تجهيزات تعمير براي قطعاتي كه مستند سازي آنها موجود نيست. براي تركيب برد با مستند سازي ضعيف با سيستم و براي شناسايي قطعات بلا استفاده مفيد است. اين فرايند را ميتوان براي پوسيدگي يا با ايجاد مسير روي عكس ها به صورت دستي بررسي كرد، اما فرآيند خودكار سريع تر است و قابليت اطمينان بيشتري دارد. اين برنامه با استفاده از كتابخانه Open CV به زبان ++C نوشته شده است. اين فرايندي آفلاين و غير تعاملي است ولي تصاوير مختلفي براي تست و توسعه نمايش داده مي شود.

دامنه و فرضيات

ورودي اين برنامه عكس طرفين برد(يا در برد يك لايه طرف مس دار) مي باشد. براي داشتن تصوير برد دو عكسي كه تقريبا مقياس يكساني دارند(مثل نقطه در اينچ) را مي توان برش داد و برد را تقريبا با همان جهت نشان داد به غير از اين كه برد براي نشان دادن پايين عكس افقي شده است.

خروجي برنامه نت ليستي است كه ارتباطات بين قطعات را توصيف مي كند. برد داراي قطعه نيست و بنابراين هيچ قطعه اي مسير ها را نميپوشاند. اين برد لايه دروني ندارد تا تمام مشخصات از خارج برد قابل رويت باشند. برد پوشش لحيم يا پوشش چاپ دارد. در عكسهاي برد فقط مس قابل رويت است.

كتابخانه قطعا نيز موجود است كه قطعاتي را نشان مي دهد كه ممكن است روي برد نصب شده باشد. اين الگو مقياسي يكسان با تصاوير برد مدار چاپپي دارد.

ساختار برد مدار چاپي

برد مدار چاپي متشكل از مواد عايق اغلب تركيبي از فايبركلاس FR4 با حداقل يك لايه مسي حكاكي شده است. ممكن است مس در هر دو طرف ماده وجود داشته باشد. لايه هاي داخلي را مي توان با اتصال چند ماده به هم ساخت ولي چون چاپ لايه داخلي مشكل است و به برداشتن ورقه ها يا اشعه X نياز دارد، بردها با لايه هاي داخلي خارج از بحث ما هستند.

روي مس ممكن است پوشش لحيم وجود داشته باشد كه اين لايه عايق بوده و جايگيري قطعات متصل را نشان مي دهد، مانع از تماس ناخواسته با لحيم مي شود و براي چاپ صفحه روشني را مهيا مي كند.

پوشش لحيم اختياري است و روي بردهاي كم هزينه و كم تراكم وجود ندارد. پوشش لحيم اغلب سبز است، ولي مي توان آن را در رنگ هاي مختلفي ساخت. فرض مي كنيم در اين پروژه پوشش لحيم وجود ندارد.

نمادهاي چاپي معمولا براي نشان دادن مكان، جهت و شناسايي قطعه به كار مي روند. معمولا پوشش چاپي روي پوشش لحيم به كار مي رود. چون پوشش چاپي لايه مسي را مي پوشاند در اين پروژه فرض مي شود پوشش چاپ نيز وجود نداشته باشد.

وجود پوشش لحيم براي اين پروژه مي تواند مفيد باشد، چون باعث مي شود تا راحت تر بتوان لايه ها را يافت، هم چنين امكان دسته بندي پيكسل ها را به عنوان لايه مسي يا ماده سازنده فراهم مي كند. براي رسيدن به اين مهم به روند پردازش متفاوت نياز داريم. بردهايي كه پوشش لحيم دارند خارج از بحث ما هستند چون اينبردها معمولا پوشش چاپي دارند كه تشخيص لايه مسي را دچار مشكل مي كند.

در دو طرف برد ميتوان قطعات با جايگذاري سطحي را قرار داد. قطعات درون حفره اي روي لايه فوقاني يافت مي شوند، اگرچه مونتاژ برد مي تواند متفاوت باشد.

براي بردهاي دو لايه فرض ميشود تمام حفره ها آبكاري شده باشند تا به لايه هاي پاييني و بالايي متصل گردند. لايه هاي درون حفره اي حفره هايي هستند كه داراي قطعه مي باشند، در حالي كه مسيرها حفره هايي هستند كه هيچ قطعه اي ندارند. اين برنامه بين مسيرها و حفره ها تمايزي قائل نمي شود و هردو را حفره در نظر ميگيرد.

پردازش

تهيه تصوير

اين تصوير بايد به صورت دستي برش بخورد تا برد قابل رويت باشد. تصاوير بايد در برد با پس زمينه سياه گرفته شوند تا هر پس زمينه اي كه در حفره هاي دروني قابل رويت است مانند مس به نظر نيايد. گام هاي پردازش بعدي از تصوير دودويي شروع مي شوند. براي توليد اين تصوير، ورودي رنگ تصوير به سياه سفيد تبديل شده است.

يافتن نت ها

هر ناحيه متصل در عكس به عنوان يك نت در نظر گرفته مي شود. براي بردهاي دو لايه نت ها به صورت مستقل در هر لايه وجود دارند و در گام آخر ادغام مي شوند.

هر نت متناظر با حفره ايجاد شده در PB است، بنابراين اين حفره ها در هنگام ادغام دو لايه براي استفاده بعدي نگه داري مي شوند. نت ها به ترتيب شماره گذاري مي شوند تا بتوان آن ها را در نت ليست خروجي شناسايي كرد. شماره هاي نت در ميان لايه ها منحصر به فرد است.

مهندسي معكوس بردهاي الكترونيكي

هدف

براي اين پروژه يك برنامه نوشته شد كه مي تواند به صورت خودكار يك نت ليست برد مدار چاپي(PCB) را از عكس هاي برد مهندسي معكوس كند.

مهندسي معكوس برد مدار چاپي(PCB) براي اهدافي مثل تجهيزات تعمير براي قطعاتي كه مستند سازي آنها موجود نيست. براي تركيب برد با مستند سازي ضعيف با سيستم و براي شناسايي قطعات بلا استفاده مفيد است. اين فرايند را ميتوان براي پوسيدگي يا با ايجاد مسير روي عكس ها به صورت دستي بررسي كرد، اما فرآيند خودكار سريع تر است و قابليت اطمينان بيشتري دارد. اين برنامه با استفاده از كتابخانه Open CV به زبان ++C نوشته شده است. اين فرايندي آفلاين و غير تعاملي است ولي تصاوير مختلفي براي تست و توسعه نمايش داده مي شود.

دامنه و فرضيات

ورودي اين برنامه عكس طرفين برد(يا در برد يك لايه طرف مس دار) مي باشد. براي داشتن تصوير برد دو عكسي كه تقريبا مقياس يكساني دارند(مثل نقطه در اينچ) را مي توان برش داد و برد را تقريبا با همان جهت نشان داد به غير از اين كه برد براي نشان دادن پايين عكس افقي شده است.

خروجي برنامه نت ليستي است كه ارتباطات بين قطعات را توصيف مي كند. برد داراي قطعه نيست و بنابراين هيچ قطعه اي مسير ها را نميپوشاند. اين برد لايه دروني ندارد تا تمام مشخصات از خارج برد قابل رويت باشند. برد پوشش لحيم يا پوشش چاپ دارد. در عكسهاي برد فقط مس قابل رويت است.

كتابخانه قطعا نيز موجود است كه قطعاتي را نشان مي دهد كه ممكن است روي برد نصب شده باشد. اين الگو مقياسي يكسان با تصاوير برد مدار چاپپي دارد.

ساختار برد مدار چاپي

برد مدار چاپي متشكل از مواد عايق اغلب تركيبي از فايبركلاس FR4 با حداقل يك لايه مسي حكاكي شده است. ممكن است مس در هر دو طرف ماده وجود داشته باشد. لايه هاي داخلي را مي توان با اتصال چند ماده به هم ساخت ولي چون چاپ لايه داخلي مشكل است و به برداشتن ورقه ها يا اشعه X نياز دارد، بردها با لايه هاي داخلي خارج از بحث ما هستند.

روي مس ممكن است پوشش لحيم وجود داشته باشد كه اين لايه عايق بوده و جايگيري قطعات متصل را نشان مي دهد، مانع از تماس ناخواسته با لحيم مي شود و براي چاپ صفحه روشني را مهيا مي كند.

پوشش لحيم اختياري است و روي بردهاي كم هزينه و كم تراكم وجود ندارد. پوشش لحيم اغلب سبز است، ولي مي توان آن را در رنگ هاي مختلفي ساخت. فرض مي كنيم در اين پروژه پوشش لحيم وجود ندارد.

نمادهاي چاپي معمولا براي نشان دادن مكان، جهت و شناسايي قطعه به كار مي روند. معمولا پوشش چاپي روي پوشش لحيم به كار مي رود. چون پوشش چاپي لايه مسي را مي پوشاند در اين پروژه فرض مي شود پوشش چاپ نيز وجود نداشته باشد.

وجود پوشش لحيم براي اين پروژه مي تواند مفيد باشد، چون باعث مي شود تا راحت تر بتوان لايه ها را يافت، هم چنين امكان دسته بندي پيكسل ها را به عنوان لايه مسي يا ماده سازنده فراهم مي كند. براي رسيدن به اين مهم به روند پردازش متفاوت نياز داريم. بردهايي كه پوشش لحيم دارند خارج از بحث ما هستند چون اينبردها معمولا پوشش چاپي دارند كه تشخيص لايه مسي را دچار مشكل مي كند.

در دو طرف برد ميتوان قطعات با جايگذاري سطحي را قرار داد. قطعات درون حفره اي روي لايه فوقاني يافت مي شوند، اگرچه مونتاژ برد مي تواند متفاوت باشد.

براي بردهاي دو لايه فرض ميشود تمام حفره ها آبكاري شده باشند تا به لايه هاي پاييني و بالايي متصل گردند. لايه هاي درون حفره اي حفره هايي هستند كه داراي قطعه مي باشند، در حالي كه مسيرها حفره هايي هستند كه هيچ قطعه اي ندارند. اين برنامه بين مسيرها و حفره ها تمايزي قائل نمي شود و هردو را حفره در نظر ميگيرد.

پردازش

تهيه تصوير

اين تصوير بايد به صورت دستي برش بخورد تا برد قابل رويت باشد. تصاوير بايد در برد با پس زمينه سياه گرفته شوند تا هر پس زمينه اي كه در حفره هاي دروني قابل رويت است مانند مس به نظر نيايد. گام هاي پردازش بعدي از تصوير دودويي شروع مي شوند. براي توليد اين تصوير، ورودي رنگ تصوير به سياه سفيد تبديل شده است.

يافتن نت ها

هر ناحيه متصل در عكس به عنوان يك نت در نظر گرفته مي شود. براي بردهاي دو لايه نت ها به صورت مستقل در هر لايه وجود دارند و در گام آخر ادغام مي شوند.

هر نت متناظر با حفره ايجاد شده در PB است، بنابراين اين حفره ها در هنگام ادغام دو لايه براي استفاده بعدي نگه داري مي شوند. نت ها به ترتيب شماره گذاري مي شوند تا بتوان آن ها را در نت ليست خروجي شناسايي كرد. شماره هاي نت در ميان لايه ها منحصر به فرد است.