Amaç
Bu kontrol listesi, şematik tasarımın okunabilirliğini, üretime uygunluğunu ve test edilebilirliğini güvence altına almak için hazırlanmıştır. Her madde, uygulama sırasında dikkat edilmesi gereken kısa açıklamalar içerir.
Görsel Yapı ve Sayfa Bilgileri
Her şematik sayfada; proje başlığı, müşteri veya ürün adı, modül kodu, versiyon (veya varyant) numarası, tasarım mühendisi adı, GitHub veya kaynak kontrol adresi, sayfa boyutu, tarih-saat damgası, sayfa numarası, dosya adı ve telif notu gibi temel bilgi blokları yer almalıdır. Bu meta veriler, üretim ve denetim süreçlerinde izlenebilirliği sağlar, revizyon yönetimini kolaylaştırır ve mühendislik disiplinleri arasında ortak bir referans noktası oluşturur.
Sembol boyutları, metin yüksekliği, pin ve net isimleri kolayca okunabilir olmalıdır. Değerlerin ve referansların net seçilebildiği bir tasarım, hem üretim hem de hata ayıklama sırasında ciddi zaman kazandırır. Aşırı sıkıştırılmış, üst üste binen veya farklı ölçeklerde çizilmiş semboller, tasarım hatalarının en yaygın kaynaklarındandır.
Sinyal ve güç akışı genel olarak soldan sağa, yukarıdan aşağıya olacak şekilde düzenlenmelidir. Bu düzen, şematiğin doğal bir okuma yönü oluşturmasını ve inceleme sırasında mantıksal bağlantıların daha kolay takip edilmesini sağlar. Blok diyagram benzeri bir akış, tasarımın sistematik olarak algılanmasına yardımcı olur.
Projenin ilk sayfası; genel sistem mimarisini, alt modülleri ve varsa varyantları tanıtmalıdır. Ayrıca sayfa indeksleri, sembol lejandı, kullanılan kısaltmalar ve revizyon geçmişi burada yer almalıdır. Bu sayfa, özellikle yeni katılan mühendisler veya dış denetçiler için hızlı bir oryantasyon sağlar.
Her sayfa, içerdiği alt sistemi açık bir biçimde belirtmelidir (örneğin "Power Regulation", "MCU Interface", "RF Front-End" gibi). Sayfa adlandırma standardı, hem versiyon kontrolü hem de ekip içi iletişim açısından kritiktir. Numaralandırmada tutarlılık, dokümantasyonun sürdürülebilirliğini artırır.
Off-page konektörleri, veri yolları ve net isimleri, bağlandıkları hedef sayfaların numaralarıyla açık şekilde işaretlenmelidir. Bu uygulama, özellikle çok sayfalı projelerde sinyal izleme süresini ciddi biçimde azaltır ve devre mantığının bütünlüğünü korur.
İsimlendirme, Simgeler ve Referanslar
Her bileşen, benzersiz bir referans koduna sahip olmalıdır (örneğin R1, C10, U3). Bu kodlar, hem BOM (Bill of Materials) takibinde hem de montaj sırasında izlenebilirlik sağlar. Eksik veya tekrarlanan referanslar, üretim hatalarının en yaygın nedenlerinden biridir. Revizyon sonrası kontrol listelerinde mutlaka bu uyumu doğrulayın.
Referans kodlarının formatı ekip içinde tanımlanmış bir standarda uygun olmalıdır. Örneğin; Q01, R105 veya çok parçalı entegreler için U8A / U8B biçimi tercih edilmelidir. Tutarlı bir isimlendirme, otomatik test sistemleri, netlist çıkarımı ve BOM entegrasyonu gibi süreçlerde hatasız çalışmayı sağlar.
Elektriksel değerlerin yazımında uluslararası biçimler kullanılmalıdır: 3.3V → 3V3, 2.2uF → 2u2 gibi. Nokta (.) karakteri, net isimlerinde veya değerlerde kullanılmamalıdır çünkü bazı CAD araçları bunu ondalık ayırıcı olarak yorumlayabilir. Tutarlı bir format, hem şematik hem PCB aşamalarında veri bütünlüğünü garanti eder.
Özellikle özel veya harici eklenen parçalar için, sembol üzerindeki pin numaralarının üretici datasheet'leriyle uyumlu olup olmadığı mutlaka kontrol edilmelidir. Yanlış pin eşleşmeleri, devre kartı üretiminde tespit edilmesi en zor ve en maliyetli hatalardan biridir.
Kritik bileşenlerde, minimum/maksimum çalışma voltajı, sıcaklık aralığı, akım sınırı veya paket tipi gibi parametreler şematik sembolünde veya açıklama alanında belirtilmelidir. Bu bilgiler, tasarım incelemelerinde ve DRC (Design Rule Check) süreçlerinde mühendislik doğrulamasını hızlandırır.
Şematik tasarımlar, üretici bağımsız olmalıdır. Üretici adı, MPN (Manufacturer Part Number) veya tedarikçi bilgileri yalnızca BOM dokümanında tutulmalıdır. Bu ayrım, alternatif komponent seçimini ve tedarik yönetimini kolaylaştırır.
Her sembol veya bileşen kütüphanesinde, datasheet bağlantısı için bir alan bulunmalıdır. Bu sayede tasarımcı, bileşen özelliklerine anında erişebilir ve yanlış kullanım riskini minimize eder. Ayrıca ekip içi bilgi paylaşımını hızlandırır ve mühendislik sürecinin sürekliliğini destekler.
Bağlantı Kuralları ve Net Yönetimi
Her pinin yönü, bileşenin işlevine uygun olarak tanımlanmalıdır. Giriş, çıkış veya çift yönlü (I/O) pinlerin doğru sınıflandırılması, EDA araçlarının ERC (Electrical Rule Check) işlemleri için kritiktir. Yanlış tanımlanmış pin yönleri, kısa devre veya sürücü çakışmalarına neden olabilir.
Bağlantısı yapılmayan (floating) pinler, devrede istenmeyen gürültü, rastgele davranış veya beklenmedik güç tüketimi yaratabilir. Tüm kullanılmayan pinler açıkça NC (No Connect) etiketiyle işaretlenmeli veya datasheet yönergelerine göre uygun şekilde topraklanmalıdır.
Bazı CAD araçları, özellikle entegre devrelerde gizli güç pinleri (hidden power pins) kullanır. Bu pinler görünür olmadığında, güç dağıtımı hataları kolayca fark edilmeyebilir. Şematikte tüm besleme (VCC, VDD vb.) ve toprak (GND) bağlantıları açıkça gösterilmelidir.
Güç hatları tutarlı bir biçimde isimlendirilmelidir: örneğin +3V3, −1V8, VBAT, +5V_USB gibi. Bu standartlaşma, yanlış voltaj bağlantılarını önler ve güç dağıtım topolojisinin kolay anlaşılmasını sağlar.
Çok bitli bus hatlarında (örneğin D[0..7], A[0..15]) veya konektörlerde, bit sırası ve yön her iki uçta da birebir aynı olmalıdır. Ters çevrilmiş veya kaymış bit dizilimleri, sistem düzeyinde geri dönüşü zor hata kaynakları oluşturur.
İlgili sinyallerin bir arada gruplanması, hem okunabilirliği hem de hata ayıklamayı kolaylaştırır. Örneğin UART_TX/RX, SPI_MOSI/MISO/SCK/CS, I2C_SCL/SDA hatları fiziksel olarak yakın konumda ve görsel olarak birlikte gösterilmelidir. Bu yaklaşım, şematikte düzeni korur ve inceleme süresini kısaltır.
Farklı sayfalara taşan sinyaller, sayfa kenarında etiketlenmiş off-page connector veya net label ile işaretlenmelidir. Bu, çok sayfalı projelerde sinyal akışını hızlı takip etmeyi sağlar ve bağlantı tutarlılığını garanti eder.
Bu tür hatlar, harici dirençlerle mantıksal seviye belirlenmediğinde kararsız hale gelir. Pull-up veya pull-down dirençlerin doğru konumda ve uygun değerlerde seçildiğinden emin olun. Özellikle I²C, interrupt veya reset hatlarında bu kritik önem taşır.
Aktif düşük (Active-LOW) sinyaller, isimlerinin üstünde bir çizgi (örn. RESET̅, CS̅) veya sonlarında "_N" ekiyle (RESET_N) belirtilmelidir. Bu gösterim standardı, mantık yönünün yanlış anlaşılmasını önler ve tasarım belgeleri arasında tutarlılık sağlar.
Reset hattı, sistemin deterministik şekilde başlatılmasını sağlamalıdır. Güç açılışında rastgele durumların oluşmaması için RC tabanlı gecikme devreleri, supervisor IC'ler veya manuel reset butonu gibi önlemler uygulanmalıdır. Bu tasarım disiplini, özellikle mikrodenetleyici tabanlı sistemlerde kararlılığı belirleyen en kritik faktörlerden biridir.
Güç Mimarisi ve Bypass/Decoupling
Her entegre devre, kendi besleme pinine mümkün olduğunca yakın konumlandırılmış bypass (decoupling) kapasitörlerine sahip olmalıdır. Genellikle her pin için 100 nF seramik kondansatör eklenir; buna ek olarak, hattın genel kararlılığını sağlamak için uygun değerde bir bulk (örneğin 1–10 µF) kapasite paralel bağlanır. Bu elemanlar, yüksek frekanslı gürültüleri bastırır ve ani akım taleplerinde besleme hattının kararlılığını korur.
Her bypass kondansatörünün, beslediği pinin fiziksel olarak en yakınına yerleştirilmesi gerektiği şematik üzerinde açıkça not edilmelidir. PCB tasarımcıları için bu bir hatırlatma değil, bir tasarım kuralıdır. Uzak yerleştirilen bypass elemanları, etkisini büyük ölçüde kaybeder ve EMC sorunlarına yol açabilir.
Analog ve dijital devrelerin aynı güç hattını paylaşması, sinyal gürültüsünü önemli ölçüde artırır. Bu nedenle, analog ve dijital besleme yolları ayrılmalı, uygun noktada ferrit bead veya RC filtresi ile birbirine bağlanmalıdır. Bu ayrım, özellikle ADC, DAC, op-amp veya RF devrelerinde ölçüm doğruluğunu belirleyen temel kriterdir.
Düşük düşümlü regülatörler (LDO) belirli kapasitans ve ESR (Equivalent Series Resistance) değerlerine ihtiyaç duyar. Her LDO için üretici datasheet'inde belirtilen minimum giriş ve çıkış kondansatör değerleri sağlanmalı; ESR limitleri göz önünde bulundurulmalıdır. Uygun olmayan kapasitör seçimi, osilasyon veya kararsız çıkış gerilimine neden olabilir.
Birden fazla voltaj hattı bulunan sistemlerde, güç açılış sırası (power-up sequence) net şekilde tanımlanmalıdır. Bazı entegreler, belirli bir voltaj hattı aktif olmadan diğerinin yükseltilmesini tolere etmez. Ayrıca, brown-out veya ani voltaj düşüşleri durumunda sistemin nasıl davranacağı da tasarım notlarında belirtilmelidir. Bu bilgiler, hem firmware hem de donanım güvenilirliği açısından hayati öneme sahiptir.
Tüm sistem bileşenlerinin maksimum akım tüketimleri, en kötü senaryoya göre toplanmalı ve güç kaynağının kapasitesi buna göre seçilmelidir. Bu analiz, sadece ortalama akımı değil, anlık (peak) talepleri de içermelidir. Bu hesap, hem regülatör seçimi hem de termal yönetim açısından zorunludur.
Kullanılan dirençlerin güç dayanımları (P = V²/R) hesaplanmalı ve uygun paket boyutu seçilmelidir. Uzun süreli kararlılık ve güvenilirlik için, dirençler nominal güçlerinin %50–70'i aralığında çalışmalıdır. Aşırı yüklenen dirençler, zamanla değer kaybı ve termal hasar oluşturur.
Gerilim bölücü devrelerde veya seviye belirleyici dirençlerde akım akışı doğru hesaplanmalıdır. Çok düşük akımlar, girişleri gürültüye açık hale getirirken; gereğinden yüksek akımlar, güç tüketimini artırır. Özellikle pil ile çalışan sistemlerde bu dirençler enerji verimliliğini doğrudan etkiler.
Koruma, Güvenlik ve Uygunluk
Dış ortamla temas eden tüm hatlar (örneğin USB, HDMI, UART, butonlar, sensör konektörleri) ESD (Electrostatic Discharge) korumasına sahip olmalıdır. Özellikle kullanıcı tarafından dokunulabilecek konektörler ve metal yüzeyler, transient voltaj darbelerine karşı TVS diyot veya koruma dirençleri ile korunmalıdır. Bu önlem, hem donanım arızalarını hem de saha kaynaklı garanti maliyetlerini önemli ölçüde azaltır.
Güç hatları için iz genişliği, sigorta, yaklaşma (clearance) ve kaçak (creepage) mesafeleri tasarım standartlarına göre kontrol edilmelidir. IPC-2221 veya UL-60950 gibi standartlar referans alınabilir. Bu kriterler, yalnızca güvenlik değil, uzun vadeli termal dayanım açısından da zorunludur. Ayrıca yüksek akım hatlarında termal via'lar ve bakır kalınlığı yeterli olmalıdır.
Otomotiv uygulamalarında besleme hatları 60–100V arası ani gerilim darbelerine (load dump) maruz kalabilir. Bu nedenle, transient voltage suppressor (TVS) diyotlar, LC filtreler ve uygun sigorta elemanları ile koruma yapılmalıdır. ISO 7637 veya ISO 16750 standartları referans alınarak test koşulları tanımlanmalıdır. Bu önlem, aracın elektrik sistemiyle etkileşimde cihazın güvenilir çalışmasını garanti eder.
Ürünün tasarım aşamasında CE (Avrupa), FCC (ABD) ve RoHS (zararlı madde kısıtlaması) gereksinimleri göz önüne alınmalıdır. EMC (elektromanyetik uyumluluk) ve güvenlik gereklilikleri üretim sonrasında test edilse de, erken aşamada yapılan tasarım kontrolleri, maliyetli revizyonların önüne geçer. Uygun komponent seçimi, topraklama stratejisi ve filtreleme topolojisi bu süreçte belirleyici rol oynar.
Tüm konektör ve soketlerin mekanik oturma ölçüleri, yönlendirme anahtarları, PCB kalınlığı uyumu ve eşleşen karşı parçaları datasheet'e göre doğrulanmalıdır. Yanlış yön veya tolerans farkı, saha montajında yüksek arıza oranlarına neden olur. Özellikle üretim hattında karışıklığı önlemek için konektör tipi ve yönü şematikte açıkça belirtilmelidir.
Bazı bileşenlerde (örneğin büyük konektörler, tuş takımları, modüller) bulunan mekanik sabitleme pinleri, toprak (GND) hattına bağlanabilir veya elektriksel olarak izole edilmelidir. Bu karar tasarım aşamasında netleştirilmeli ve PCB üretim dosyalarında açıkça gösterilmelidir. Boşta bırakılan veya yanlış bağlanan sabitleme pinleri, hem EMC hem de mekanik dayanım açısından risk oluşturur.
Analog, RF ve Sinyal Bütünlüğü
Op-amp devrelerinde kararlılık (stabilite), kazanç-bant genişliği (GBW), slew rate ve sıcaklık değişimlerine karşı davranış parametreleri kontrol edilmelidir. Kullanılan geri besleme topolojisine göre faz marjı ve osilasyon riski analiz edilmelidir. Ayrıca giriş sinyalleri op-amp'ın ortak-mod gerilim aralığı içinde kalmalıdır; aksi halde lineer çalışma bozulur. Bu kontroller, özellikle sensör arayüzleri ve ölçüm devrelerinde doğruluk için kritiktir.
Tüm osilatör, kristal ve clock kaynaklarının güç hatları, üretici önerilerine göre filtrelenmeli ve besleme kararlılığı sağlanmalıdır. Zayıf besleme veya yetersiz bypass, clock jitter'ına ve iletişim senkronizasyon hatalarına yol açabilir. Bu durum özellikle MCU, RF transceiver veya yüksek hızlı haberleşme (örneğin USB, Ethernet) hatlarında sistemsel kararsızlık yaratır.
Analog, dijital ve yüksek frekanslı hatlar arasında istenmeyen sinyal geçişi (crosstalk) analiz edilmelidir. Uzun paralel izlerden kaçınılmalı, gerekli durumlarda diferansiyel yönlendirme veya toprak referans hattı kullanılmalıdır. Empedans kontrollü hatlarda, iz uzunlukları ve dielektrik kalınlığı da sinyal bütünlüğü açısından gözden geçirilmelidir. Bu analiz, özellikle ADC girişlerinde, RF sinyallerde ve yüksek hızlı veri hatlarında hayati önem taşır.
RF izleri, özellikle 2.4 GHz ve üzeri frekanslarda, çevresel etkilerden korunmak için via stitching (topraklama delikleriyle kalkanlama) tekniğiyle çevrelenmelidir. Bu uygulama, PCB katmanları arası RF sızıntısını azaltır ve empedans sürekliliğini korur. Şematikte bu gereklilik açıkça not edilmelidir; aksi halde yönlendirme sırasında gözden kaçabilir.
MOSFET veya benzeri güç elemanlarının gate hatları, hem sürücü direnci (gate resistor) hem de aşırı gerilim koruması açısından değerlendirilmelidir. Ani geçişlerde gate kapasitesi nedeniyle oluşabilecek salınımlar, hem EMC hem de termal stres açısından risk taşır. Bu nedenle snubber devresi, TVS diyot veya zener clamping çözümleri gerekli durumlarda uygulanmalıdır.
Kısa devre, yük kopması veya aşırı sıcaklık gibi arıza durumlarında, MOSFET, IGBT veya driver entegreleri üzerinde oluşabilecek enerji boşalım senaryoları analiz edilmelidir. Termal dayanım, SOA (Safe Operating Area) sınırları ve koruma topolojileri (örneğin akım sınırlama, aşırı ısı koruması, sigorta) tanımlanmalıdır. Bu kontroller, uzun ömürlü ve güvenli bir güç sisteminin temelini oluşturur.
Arabirimler ve Haberleşme
Tüm haberleşme hatları, bağlı cihazların zamanlama (timing) ve lojik seviye (voltage level) gereksinimlerine göre kontrol edilmelidir. Örneğin, bir sensör 3.3 V lojik seviyesinde çalışırken, mikrodenetleyici 5 V seviyesinde olabilir — bu durumda seviye çevirici (level shifter) veya direnç bölücü kullanılması gerekir. Ayrıca, veri geçişleri her cihazın setup/hold süreleri ve maksimum clock frekansları ile uyumlu olmalıdır. Bu kontrol, haberleşme hatalarının en yaygın kaynağını ortadan kaldırır.
Seri haberleşme protokollerinde (özellikle UART), seçilen baud rate değeri, mikrodenetleyici saat frekansı ile uyumlu olmalı ve hata oranı düşük olmalıdır. %2'nin üzerindeki baud sapmaları, özellikle uzun kablolar veya düşük toleranslı alıcılarla sorun yaratabilir. SPI ve I²C gibi senkron protokollerde ise clock frekansı, bağlı cihazların maksimum hız parametrelerine göre belirlenmelidir. Doğru hız seçimi, hem veri bütünlüğünü hem de güç tüketimini doğrudan etkiler.
I²C veya ortak hat kullanan open-drain arabirimlerde, hat üzerinde uygun değerli pull-up dirençleri bulunmalıdır. Direnç değerleri çok düşükse hat gürültüye açık hale gelir, çok yüksekse sinyal yükselme süresi uzar. Doğru direnç seçimi, bus bütünlüğü ve haberleşme güvenilirliği için kritik öneme sahiptir. Ayrıca, farklı voltaj seviyelerinde çalışan cihazlar arasında güvenli pull-up hattı voltajı tanımlanmalıdır.
Dijital I/O hatlarına seri eklenen küçük kapasitörler (örneğin 22–47 pF), yüksek frekanslı gürültüleri bastırarak sistemin EMI/EMC dayanıklılığını artırır. Bu tür filtreleme elemanları, özellikle uzun kablo bağlantılarında veya harici sensör hatlarında iletişim güvenliğini artırır. Ancak kapasitans değeri, sinyalin yükselme süresini bozmayacak şekilde dikkatle seçilmelidir.
Analog sinyaller, özellikle düşük seviye ölçüm hatları (örneğin sensör çıkışları veya ADC girişleri), dijital clock veya yüksek frekanslı sinyallerden fiziksel olarak ayrılmalıdır. Bu ayrım, PCB yönlendirme stratejisinde de sürdürülmeli ve analog hatlar tercihen ayrı bir referans düzlemi (AGND) üzerinde çalışmalıdır. Bu önlem, parazit geçişlerini azaltır ve ölçüm doğruluğunu artırır.
Varyant Yönetimi ve Modülerlik
Birden fazla ürün varyantı (örneğin "Pro", "Lite" veya "OEM" sürümleri) aynı PCB üzerinden yönetiliyorsa, her varyant için parça tak/çıkar (DNP – Do Not Populate) durumu açıkça belirtilmelidir. Bu bilgiler, hem şematikte hem de varyant bazlı BoM (Bill of Materials) dokümanında tanımlanmalıdır. Net işaretlemeler, üretim sırasında karışıklığı önler ve hatasız montaj sağlar. Ayrıca, CAD sistemlerinde varyant yönetimi özelliği kullanılıyorsa, her konfigürasyon için üretim dosyaları ayrı olarak oluşturulmalıdır.
Kart üzerinde harici modüller (örneğin GSM, Wi-Fi, GPS, sensör veya güç modülleri) kullanılıyorsa, bu konektörlerin montaj yönü, yüksekliği, lehimleme türü (SMT / TH) ve mekanik destek gereksinimleri şematikte veya not alanında açıkça belirtilmelidir. Bu bilgiler, üretim sırasında doğru konumlandırmayı sağlar ve özellikle manuel montaj veya prototip üretimi sırasında hataları azaltır.
Birden fazla PCB veya alt modül içeren sistemlerde, aynı arabirim veya konektörün pin dizilimi tutarlı olmalıdır. Pin sıralamasındaki küçük farklar bile, kablo setlerinde veya test jig'lerinde ciddi hata ve hasarlara yol açabilir. Bu nedenle, tüm alt kartlar arasında ortak konektör standardı oluşturmak uzun vadeli bakım, üretim ve servis kolaylığı sağlar.
Kritik veya kararsız sinyal hatlarında, 0 ohm direnç (jumper) kullanmak tasarım esnekliği sağlar. Bu elemanlar, ilerleyen revizyonlarda test, ölçüm veya alternatif bağlantı senaryoları için hızlı değişiklik yapılmasına imkân tanır. Ayrıca, üretim varyantları veya hata ayıklama süreçlerinde kart üzerinde kolay modifikasyon yapılmasını destekler.
Bileşen Seçimi ve Yaşam Döngüsü
Tüm kutuplu (polarize) bileşenlerin (örneğin elektrolitik kondansatör, tantal kondansatör, diyot, LED) yönleri şematikte ve PCB üzerinde doğru tanımlanmalıdır. Ters besleme, özellikle elektrolitik ve tantal kondansatörlerde kalıcı hasara, patlamaya veya kartın zarar görmesine neden olabilir. Bu nedenle kutuplar, hem sembol hem de yerleşim katmanında net şekilde işaretlenmeli, üretim dosyalarına açık not olarak eklenmelidir.
Her bileşenin maksimum çalışma voltajı, akımı ve sıcaklık aralığı, devrenin en kötü (worst-case) koşullarıyla karşılaştırılmalıdır. Bileşenlerin sürekli olarak sınır değerlerde çalışması, güvenilirliği ciddi biçimde düşürür. Tasarımda güvenlik payı bırakmak için genellikle bileşenler, nominal koşulların %70–80 kapasitesi civarında kullanılmalıdır. Ayrıca, yüksek sıcaklık ortamlarında derating (değer düşürme) hesapları yapılmalıdır.
Darlington transistörler veya benzer yüksek kazançlı sürücü yapılar, bazen beklenenden yüksek doyum gerilimi (VCE(sat)) oluşturur. Bu nedenle yük gerilimi veya güç dağıtımı kritikse, Darlington konfigürasyonunun uygunluğu kontrol edilmelidir. Alternatif olarak MOSFET tabanlı sürücü devreleri tercih edilerek daha verimli sonuç elde edilebilir. Bu değerlendirme, özellikle motor, röle veya solenoid sürücülerinde önemlidir.
Birden fazla lojik kapı içeren entegrelerde (örneğin 74HC00, 74HC14 gibi), her kapının işlevi net şekilde tanımlanmalı ve tasarımda boşta kalan kapı bırakılmamalıdır. Kullanılmayan girişler, üretici önerilerine göre pull-up veya pull-down dirençlerle sabit seviyeye bağlanmalıdır. Boşta kalan lojik girişler, rastgele davranışa ve güç tüketiminde dalgalanmalara yol açabilir.
Seçilen bileşenlerin tedarik zinciri sürekliliği kontrol edilmelidir. Sadece stokta mevcut parçalara değil, üretici tarafından "Active" statüsünde bulunan bileşenlere öncelik verilmelidir. Ayrıca kritik parçalar için alternatif MPN (Manufacturer Part Number) tanımlanması, üretim sürekliliği açısından en iyi uygulamalardan biridir. Bu kontrol, tedarik sıkıntısı kaynaklı üretim duraksamalarını önler.
Tüm bileşenlerin RoHS (Restriction of Hazardous Substances) yönetmeliğine uygun olması, hem yasal gereklilik hem de çevresel sorumluluk açısından önemlidir. Kurşun, kadmiyum, cıva, altı değerli krom ve belirlenen bromlu bileşiklerin bulunmadığı bileşenler tercih edilmelidir. Uyumluluk bilgileri genellikle üretici veri sayfalarında veya tedarikçi portallarında açıkça belirtilir; üretim öncesinde bu belgeler doğrulanmalıdır.
Konnektörler ve Harnes
Kart ile dış sistem arasındaki tüm kablo demetleri (harnes) için pin dizilimi (pinout), tel renkleri, kesit (AWG) değerleri ve kablo tipi açıkça tanımlanmalıdır. Bu bilgiler hem mekanik çizimlerde hem de şematik notlarında yer almalıdır. Uygun dokümantasyon, üretim sırasında yanlış bağlantı riskini ortadan kaldırır ve test-jig uyumluluğunu artırır. Ayrıca kablo boyları ve konnektör yönleri, sistem bütünlüğü açısından önceden belirlenmelidir.
Kart kenarına monte edilen konnektörlerin (örneğin edge connector, mezzanine, flat flex vb.) PCB kalınlığı, pin hizası, montaj yönü ve mekanik dayanımı üretici datasheet'ine göre kontrol edilmelidir. Yanlış seçilmiş bir kart kenarı konnektörü, hem temas problemlerine hem de mekanik zorlanmalara yol açabilir. Bu nedenle, prototip öncesi fiziksel eşleşme testleri (fit test) mutlaka yapılmalıdır.
Konnektörlerin mekanik sabitleme pinlerinin ve varsa ekranlama (shield) bağlantılarının durumu açıkça tanımlanmalıdır. Bazı konnektörlerde bu pinler GND'ye bağlanırken, bazılarında izole bırakılmalıdır. Doğru karar, EMI performansı ve mekanik sağlamlık açısından belirleyici rol oynar. Bu bağlantıların şematikte açıkça işaretlenmesi, PCB tasarımında karışıklığı önler.
Dokümantasyon ve Çıktılar
Tüm şematik sayfalar, proje bütünlüğünü destekleyecek şekilde içindekiler (index), sembol lejandı ve bölüm başlıklarıyla tamamlanmalıdır. Bu ögeler, özellikle çok sayfalı projelerde hem yeni ekip üyeleri hem de dış denetçiler için hızlı oryantasyon sağlar. Lejandda kullanılan semboller, kısaltmalar ve işaretler açıklanmalıdır; başlık bloklarında versiyon, tarih ve tasarımcı bilgileri yer almalıdır.
Güç, clock, reset, haberleşme veya hata sinyali gibi kritik netler açık ve tanımlayıcı şekilde isimlendirilmelidir. "NET1" veya "SIG_A" gibi belirsiz isimler yerine, +3V3_EN, SYS_RST_N, CLK_8M gibi işlevsel adlar tercih edilmelidir. Bu uygulama, hem ekip içi iletişimi hem de hata ayıklama süreçlerini kolaylaştırır.
Tasarımın son hali, revizyon numarası ve zaman damgası içeren bir PDF çıktısı olarak kaydedilmelidir. Bu doküman, üretim, inceleme ve arşivleme süreçlerinde resmi referans niteliği taşır. PDF dosyasında bağlantılar (örneğin "off-page" referansları) ve meta veriler korunmuş olmalıdır. Ayrıca dosya adlandırma standardı (örn. ProjectName_SCH_R1.2.pdf) belirlenmelidir.
Tüm ölçüm, debug ve kalite kontrol aşamalarında erişilecek noktalar TP (Test Point) etiketiyle tanımlanmalıdır. Her test noktası, fonksiyonu veya ölçüm tipiyle birlikte (örn. TP_VCC, TP_UART_TX) etiketlenmelidir. Bu uygulama, üretim sonrası test süreçlerinde zaman kazandırır ve servis bakımını kolaylaştırır.
Şematikte, donanımın yazılımla olan etkileşim noktaları açıkça belirtilmelidir. Örneğin, "GPIO23 → LED_STATUS", "ADC1_CH4 → TEMP_SENSOR" veya "BOOT_SEL → DIP1" gibi bağlantılar not olarak eklenmelidir. Bu bilgiler, firmware geliştiriciler için hayati referans oluşturur ve hatalı pin eşleşmelerini önler.
Termal pad veya exposed pad (EP) içeren entegrelerin bağlantı tipi (GND, AGND, PAD_ISOLATED vb.) şematik üzerinde açıkça belirtilmelidir. Yanlış bağlantı, ısıl performansı ve EMC karakteristiğini doğrudan etkiler. Bu bilgi ayrıca PCB katman planında da net şekilde işaretlenmelidir.
Mikrodenetleyici, FPGA veya konektör gibi çok pinli bileşenlerin pin fonksiyon raporu oluşturulmalıdır. Bu rapor, hem yazılım ekibi hem de donanım test ekibi için temel bir dokümandır. CAD araçlarının "netlist" veya "pin report" özellikleri kullanılarak otomatik üretilmesi tavsiye edilir.
Tüm direnç, kapasitör ve endüktans değerleri, mühendislik birim standardına uygun biçimde yazılmalıdır: 10kΩ, 100nF, 4.7µH gibi. Belirsiz veya kısaltılmış değerler (.1u, 100n) yerine tam birimlerle çalışmak, üretim ve kalite kontrol süreçlerinde hata riskini azaltır.
Jenerik veya üreticiye özgü olmayan parçalar (örneğin "HEADER_10PIN", "LED_RED", "SW_PUSH") görsel olarak açıklanmalı veya örnek referans parça belirtilmelidir. Bu, tedarik ve prototip üretiminde yanlış bileşen seçimini önler. Ayrıca, proje içinde kullanılan her jenerik parçaya karşılık gelen örnek üretici numarası (MPN) veya 3D model bağlantısı dokümana eklenmelidir.
Çevresel ve En Kötü Durum İncelemeleri
Tasarımın tüm bileşenleri, sistemin hedef çalışma sıcaklık aralığında en kötü senaryoda (worst-case) değerlendirilmeli ve doğrulanmalıdır. Endüstriyel, otomotiv veya dış ortam uygulamalarında bu aralık genellikle –40°C ila +85°C (hatta +125°C) arasında değişir. Her bileşenin datasheet'inde yer alan "Operating Temperature Range" değeri, proje gereksinimlerini karşılamalıdır. Ayrıca, sıcaklık artışının etkisiyle oluşabilecek gerilim sapmaları ve termal denge süreleri göz önüne alınmalıdır.
Seramik kondansatörler, özellikle X5R/X7R gibi dielektrik tiplerinde, nominal kapasite değerinin voltaj ve sıcaklık altında ciddi oranda düşebileceği unutulmamalıdır. Örneğin, 6.3 V nominal kapasitör, 5 V altında çalışırken kapasitesinin %40'ını kaybedebilir. Bu nedenle de-rating uygulanmalı ve çalışma voltajı, nominalin en fazla %50–60'ı civarında tutulmalıdır. Bu kontrol, özellikle güç hatları ve zamanlama devrelerinde kararlılık için kritiktir.
Tantal kondansatörler yüksek enerji yoğunluğu sunar, ancak ani şarj/deşarj koşullarına karşı hassastır. Bu nedenle, besleme hatlarında kullanılmadan önce seri direnç, akım sınırlama veya yumuşak başlatma (soft-start) önlemleri düşünülmelidir. Yanlış kullanım, kondansatörün kalıcı arızasına veya patlamasına neden olabilir. Alternatif olarak, yüksek güvenlik gerektiren sistemlerde polimer kapasitörler tercih edilebilir.
Bipolar transistörlerde (BJT) ters yönde uygulanan baz-emiter (BE) gerilimi, özellikle hızlı anahtarlamalı devrelerde transistör yapısına zarar verebilir. Bu durumda ters yönde akım sınırlaması için genellikle seri direnç veya koruma diyotu eklenmelidir. Bu detay, özellikle düşük gerilimli sinyal devrelerinde veya op-amp çıkış sürücülerinde göz ardı edilmemelidir.
MOSFET ve lojik seviye hatları, hem aşırı gerilim darbelerine (transient spikes) hem de ESD etkilerine karşı korunmalıdır. Gate pin'leri için zener, TVS diyot veya RC snubber gibi koruma elemanları değerlendirilmelidir. Ayrıca, lojik seviyelerde çalışan dijital girişler, harici hatlardan gelebilecek voltaj sapmalarına karşı seri direnç veya koruma diyodu ile desteklenmelidir. Bu önlemler, sistemin uzun vadeli güvenilirliğini belirleyen temel faktörlerdir.
Ek Pratikler
Tasarımın ilerleyen aşamalarında değişiklik yapılma ihtimali yüksek veya hata riski barındıran hatlara 0Ω direnç (jumper) eklemek, büyük revizyon gerektirmeden modifikasyon yapılmasını sağlar. Bu elemanlar aynı zamanda akım ölçüm noktası, gürültü izolasyonu veya konfigürasyon seçici olarak da kullanılabilir. Erken aşamada bu esneklik noktalarının tanımlanması, prototip ve test süreçlerinde büyük avantaj sağlar.
Şematikte sinyal türleri (örneğin güç, analog, dijital, iletişim, kontrol) farklı renklerle veya çizgi stilleriyle görsel olarak ayrılmalıdır. Bu uygulama, hem okunabilirliği artırır hem de hata incelemesi sırasında hat türlerinin kolayca ayırt edilmesini sağlar. Özellikle büyük projelerde veya ekip çalışmasında, görsel standardizasyon ciddi zaman kazandırır.
Karmaşık işlevli veya hassas davranış sergileyen bileşenler için kısa not açıklamaları eklenmelidir. Örneğin "Bu LDO, MCU'nun analog beslemesini sağlar – düşük gürültü tipi seçilmeli" gibi açıklamalar, sonraki tasarım revizyonlarında bilgi kaybını önler. Ayrıca üretim veya bakım süreçlerinde mühendis dışı ekiplerin bile bileşen fonksiyonlarını doğru anlamasına yardımcı olur.
Her büyük entegre (örneğin MCU, FPGA, RF transceiver) için ortalama ve maksimum akım tüketimi şematikte veya not kısmında belirtilmelidir. Bu bilgi, güç kaynağı kapasitesinin doğrulanması, termal analiz ve test planlaması açısından büyük önem taşır. Ayrıca sistemin toplam akım bütçesi oluşturulurken doğrudan referans sağlar.
Proje dosyasında yapılan her değişiklik, revizyon özeti (revision log) altında belgelenmelidir. Bu kayıtta tarih, değişikliği yapan kişi, değişikliğin kapsamı ve nedeni açıkça yazılmalıdır. Versiyon kontrol sistemleriyle (örneğin Git) birlikte bu kayıt, izlenebilirliği sağlar ve ekip koordinasyonunu güçlendirir.
PCB üretimi öncesinde katman yapısı (stack-up), empedans hedefleri, iz genişlikleri ve dielektrik kalınlıkları şematik notlarında belirtilmelidir. Bu bilgiler, üreticiyle teknik iletişimde karışıklığı önler. Örneğin: "50 Ω single-ended, 100 Ω differential, 1.6 mm FR-4, 4-layer stack-up" gibi net değerler, üretim doğruluğunu garanti altına alır.
Analog ölçüm doğruluğunu korumak için AGND (analog ground) ve DGND (dijital ground) ayrımı yapılmalı, bu noktalar yalnızca tek bir referans noktasında (star ground) birleştirilmelidir. Bu ayrım, ADC ve DAC hatlarında dijital gürültünün analog sinyallere karışmasını engeller. Ayrıca güç ve sinyal yönlendirme planlarında da bu ayrım korunmalıdır.
Birden fazla besleme hattı bulunan sistemlerde, hatların açılış sırası (power-up sequence) şematik üzerinde diyagram veya not olarak belirtilmelidir. Bu bilgi, hem donanım testlerinde hem de firmware başlatma rutini planlamasında hayati öneme sahiptir. Örneğin: "3V3 → 1V8 → 1V2, 10 ms aralıklarla" gibi net bir sıra tanımlaması yapılmalıdır.
Ferrit boncuk ve RC filtre bileşenleri, kullanılan entegrelerin üretici önerilerine göre seçilmelidir. Yanlış empedans veya frekans karakteristiğine sahip ferrit, gürültü bastırmak yerine rezonansa neden olabilir. Bu nedenle datasheet'te belirtilen frekans aralığına ve akım kapasitesine uygun ferrit seçimi yapılmalıdır.
Tüm test, kalibrasyon veya debug pinleri (örneğin SWD, UART_DBG, ADC_CAL_IN) etiketli biçimde yazılım ekibiyle paylaşılmalıdır. Bu bilgi, firmware geliştirme ve test süreçlerinin hatasız ilerlemesi için gereklidir. Ayrıca, pinlerin fonksiyonu ve kullanılabilirliği proje dokümantasyonunda listelenmelidir.
Elektromanyetik uyumluluk (EMC) için kullanılan tüm pasif filtreleme elemanları (RC snubber, ferrit bead, common-mode choke vb.) şematikte görünür olmalıdır. Bu elemanlar, özellikle hızlı anahtarlamalı güç hatları, motor sürücüleri ve clock sinyalleri için gereklidir. Filtre devrelerinin konumu ve değeri, üretim sırasında veya revizyonlarda karışıklık yaşanmaması için not olarak belirtilmelidir.
Not: Bu kontrol listesi, profesyonel donanım geliştirme süreçlerinde kullanılmak üzere hazırlanmıştır. Her proje kendine özgü gereksinimler içerebilir; bu listeyi kendi ihtiyaçlarınıza göre genişletebilir veya özelleştirebilirsiniz.