KiCAD 5: ¿cuál es el significado de los diversos símbolos GND?

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 tal vez la razón de los múltiples símbolos es que la herramienta de diseño de PCB puede usarlos para forzar de alguna manera la separación de los planos de tierra. Pero, en cambio, parece defectuoso en el sentido de que no solo las redes de red conectan GNDD y GNDA: ¡en la PCB, en realidad cambia el nombre de todos los pads GNDD a GNDA!

¿Me estoy perdiendo algo o estoy haciendo algo mal?

Hay un par de preguntas aquí, así que comenzaré con los diversos motivos.

Clases de tierra

• Símbolo de tierra estándar. Si no tiene un uso específico para los otros símbolos, simplemente use este. La mayoría de las veces, la separación de los terrenos dará lugar a problemas, por lo que si no sabe que necesita hacerlo, evítelos por completo.
• Este es tu terreno "análogo". Normalmente se usa para hacer referencia a las entradas analógicas en un convertidor analógico a digital (A / D). Tenga en cuenta que si bien el símbolo es el mismo que el plano GND, el nombre de la etiqueta es diferente y, por lo tanto, no se conectarán de manera predeterminada.
• Este es tu terreno "digital". Este es el otro lado del convertidor A / D. Proporciona la referencia para sus salidas digitales.
• Esta es una tierra de "potencia" o tierra del chasis. Este símbolo se usa en circuitos para representar el potencial de referencia local. Por lo general, la tierra de la caja de metal que contiene su circuito. Puede indicar que existe una diferencia de potencial sustancial entre esta tierra y la tierra o estructura de tierra en la que está montado el chasis. Tenga en cuenta que IEC y ANSI usan 3 puntas en su símbolo, pero KiCad usa 5.
• Tierra. También conocido como tierra de referencia o tierra "real". Esto generalmente representa el voltaje 0 de su edificio. Si usa este símbolo en su esquema, está diciendo que el punto está destinado a conectarse directamente a una pieza física de metal en su habitación que está conectada a la suciedad real. En un cable de alimentación de CA estándar de 220V, este sería su tercer cable (verde). Nota: Esto no significa que este voltaje sea limpio o estable o cualquier otra variación de perfecto. Solo indica que no hay circuitos entre este y la suciedad del exterior.
• Este símbolo (IEC 60417 # 5018) representa una tierra "limpia". En este sentido, significa un terreno especialmente designado que está protegido de fuentes de ruido para garantizar el correcto funcionamiento de los equipos sensibles.
• Este símbolo (IEC 60417 # 5019) representa un terminal designado para 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, las cosas que se conectan aquí están destinadas a protegerlo a usted y no a los elementos conectados a este terminal.

Terrenos en KiCad

Para examinar los motivos en KiCad, abramos el GNDsímbolo estándar en el Editor de la Biblioteca de símbolos.

Hay algunas cosas a tener en cuenta aquí. Primero, todo el texto gris está marcado como "Invisible" en el esquema, por lo que no los verá de manera predeterminada cuando coloque el símbolo.

• El #PWR?es el símbolo de referencia. Al agregarle el prefijo #, el símbolo no se agrega a su Lista de materiales. El ?no es 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 esquemática dependiendo de los otros #PWRsímbolos en su esquema.
• El pin en el símbolo es el número de pin 1y está etiquetado GND. Debido a que es un pin de entrada de energía invisible, KiCad creará una etiqueta global para él. La etiqueta global se nombrará GNDcomo ese es el nombre del pin.
• En el caso de GNDA, el pin de entrada de alimentación invisible está etiquetado GNDA. y crea una nueva etiqueta global con ese nombre. Estos no se conectan entre tierras. Por lo tanto, puede tener GNDDy GNDAen su circuito y KiCad los verá como redes distintas.

Terrenos de conexión

Si usa múltiples bases, generalmente es (¡lea: siempre!) Necesario conectarlas en algún momento. Si planea desconectar la conexión a tierra en algún momento, puede usar una resistencia o inductor de 0 ohmios para conectarlos. 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, estos se llaman "Net Ties". Puede encontrarlos en las bibliotecas v5 comunes en "Dispositivo". Se ven así:

Y la huella estándar se ve así:

Tenga en cuenta que puede ajustar esta huella a su gusto. La "magia" de un lazo de red es que debe haber un polígono en la F.Cucapa que se superponga a los dos pads SMD. Esto le permite conectarse a redes distintas, por ejemplo, GNDAy GNDDen un punto específico de su circuito mientras mantiene redes separadas y planos de tierra.

Redes de conexión

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

Entonces, KiCad reconocerá esto como una red única con dos etiquetas ( GNDAy GNDD). En su lista de redes y, por extensión, pcbnew, KiCad elegirá GNDAla etiqueta de red única porque es alfabéticamente primero.

Si desea mantener las dos redes distintas en su diseño y solo conectarlas con un lazo de red, entonces necesita configurar la conexión en su esquema para que se vea así:

Colocar el lazo de red entre las dos redes le dice a KiCad que desea dos redes con una sola conexión entre ellas.