Koordinaattitiedosto (Centroid Data)
Oletko koskaan miettinyt, miten ne tuhannet pienet komponentit päätyvät täsmälleen oikeille paikoilleen piirilevyillä? Vastaus löytyy yhdestä kriittisestä tiedostosta: koordinaattitiedostosta eli Centroid-tiedostosta.
Elektroniikan valmistuksessa, erityisesti piirilevyjen (PCB) kokoonpanossa, tarkkuus on kaiken A ja O. Jokainen komponentti, oli se sitten vastus, kondensaattori tai monimutkainen mikropiiri, on saatava juuri oikeaan kohtaan ja oikeaan asentoon. Tässä kohtaa kuvaan astuu koordinaattitiedosto. Se on kuin GPS-koordinaatisto piirikortille asennettaville komponenteille.
Mikä koordinaattitiedosto oikein on ja mitä se sisältää?
Koordinaattitiedosto, joka tunnetaan myös nimellä ”pick-and-place” -tiedosto tai XY-tiedosto, on yksinkertaisesti sanottuna tekstitiedosto. Se on yleensä CSV-muodossa (comma-separated values), mikä tarkoittaa, että tiedot on eroteltu toisistaan pilkuilla, ja sen voi avata melkein millä tahansa tekstinkäsittely- tai taulukkolaskentaohjelmalla.
Tämä tiedosto kertoo automaattisille ladontakoneille (pick-and-place machines), missä kukin pinta-asennettava komponentti (SMT-komponentti) sijaitsee piirilevyllä ja miten se pitää asentaa. Mitä tietoja sieltä sitten löytyy?
- Komponenttien position (RefDes): Tämä on komponentin yksilöllinen tunniste, esimerkiksi R1 vastukselle tai C2 kondensaattorille. Se on kuin komponentin oma henkilötunnus.
- Asennuspuoli (Layer): Tieto siitä, kummalle puolelle piirilevyä komponentti kuuluu: ”TOP” (yläpuoli) tai ”BOTTOM” (alapuoli).
- X- ja Y-koordinaatit (LocationX, LocationY): Nämä kertovat komponentin tarkan keskipisteen sijainnin piirilevyllä. Ne mitataan aina tietystä ”nollapisteestä”, joka on usein piirilevyn vasemmassa alakulmassa.
- Rotaatio (Rotation): Tämä arvo ilmoittaa, kuinka monta astetta komponenttia on käännettävä, jotta se asettuu oikein.
Katsotaanpa esimerkkiä Centroid-tiedoston rivistä:
RefDes,Layer,LocationX,LocationY,Rotation
C1,TOP,120.5,30.3,90
C2,TOP,119.5,45,90
R2,TOP,85.5,36.2,180
IC1,TOP,28.6,18.2,90
FID1,TOP,10,10,0
FID2,TOP,150,60,0
REFERENCE POINT ON THE BOTTOM LEFT CORNER OF PCB,,,,
Tärkeää muistaa koordinaattitiedostoa käsitellessä:
- Nollapiste (Origin Point):
- Kuten mainittu, kaikki koordinaatit mitataan jostain nollapisteestä (0,0). On todella tärkeää, että tämä piste on selkeästi määritelty, ja se usein mainitaan tiedoston lopussa, esimerkiksi ”REFERENCE POINT ON THE BOTTOM LEFT CORNER OF PCB”. Jos nollapisteen paikka on epäselvä ja se on kerrottu väärin ladontakoneelle, kaikki komponentit päätyvät väärään paikkaan!
- Yksiköt ja muotoilu:
- Koordinaatit ovat tyypillisesti millimetreissä, ja desimaalierottimena käytetään pistettä (esim. 120.5, ei 120,5). Tämä on tärkeä asia, jotta ohjelmistot osaavat lukea tiedot oikein.
- Komponenttien suunta:
- Rotaatio-arvo kertoo sen asennuskulman. Yleinen käytäntö on, että TOP-puolelle tulevien komponenttien rotaatio lasketaan vastapäivään ja BOTTOM-puolelle tulevien myötäpäivään, kun piirilevyä katsotaan TOP-puolelta. Tämän ymmärtäminen on kriittistä oikean asennuksen kannalta.

Miksi tarkka koordinaattitiedosto on niin tärkeää?
Tarkan koordinaattidatan merkitystä ei voi liikaa korostaa. Se on suoraan yhteydessä tuotannon laatuun ja tehokkuuteen:
- Automaattinen kokoonpano:
- Juuri tämän tiedoston ansiosta kokoonpanokoneet voivat sijoittaa komponentit millintarkasti, mikä vähentää virheitä ja nopeuttaa koko prosessia valtavasti. Kuvittele, jos tämä tehtäisiin käsin!
- Laadunvalvonta:
- Koordinaattitiedostoja käytetään myös AOI-laitteiden (Automatic Optical Inspection) ohjelmointiin.
Miten koordinaattitiedostoja sitten luodaan?
Onneksi useimmat piirilevyjen suunnitteluohjelmistot (EDA-ohjelmistot) osaavat generoida koordinaattitiedostoja automaattisesti. Prosessi voi vaihdella hieman ohjelmistosta riippuen, mutta yleensä se liittyy komponenttien sijoitteludatan vientiin halutussa muodossa. Jos olet epävarma, oman ohjelmiston ohjeet tai tukiresurssit ovat paras paikka etsiä lisätietoa.
Loppusanat
Koordinaattitiedosto on siis paljon enemmän kuin pelkkä listaus numeroita ja muinaisjäänne menneiltä vuosikymmeniltä. Se on elintärkeä palanen myös modernin elektroniikkatuotannon palapelissä, joka mahdollistaa komponenttien tarkan ja tehokkaan sijoittelun piirilevyille. Kun tämä tiedosto on kunnossa, on suuri askel kohti laadukasta ja kustannustehokasta piirilevykokoonpanoa otettu.
Toivottavasti tämä avasi hieman enemmän Centroid-tiedoston merkitystä!