Para quem é iniciante em projetos eletrônicos, os vários estilos de símbolos de aterramento (GND) em diagramas esquemáticos costumam se confundir. Quais são as diferenças entre GND, GNDA, GNDD, terra, aterramento de chassi, etc.? Como devem ser usados?
Vejamos primeiro a classificação geral dos símbolos:
| Ícone | Descrição |
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Símbolo de aterramento padrão. Use este símbolo apenas se não tiver um uso específico para os outros símbolos. Geralmente, “dividir” os aterramentos torna o projeto mais complicado, portanto, se você não tiver certeza se deve dividir a rede de aterramento, tente evitá-lo. |
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Este é o aterramento “analógico”. É comumente usado como referência para as entradas analógicas em conversores analógico-digitais (A/D). Observe que, embora o símbolo seja o mesmo do GND normal, os nomes dos rótulos de rede são diferentes, portanto, eles não são conectados por padrão. |
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Este é o aterramento “digital”. Geralmente é usado no outro lado do conversor A/D. Ele fornece o aterramento de referência para suas saídas digitais. |
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Este é o aterramento de “potência” ou aterramento do chassi. Este símbolo é usado em circuitos para representar um potencial de referência local. Normalmente, este é o aterramento da caixa metálica que abriga o circuito. Ele indica que pode haver uma grande diferença de potencial entre o aterramento do chassi e o aterramento “verdadeiro”. Observe que tanto a *IEC quanto a *ANSI usam 3 pinos em seus símbolos, mas o KiCad usa 5 pinos. |
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Também chamado de aterramento de referência ou aterramento “verdadeiro”. Geralmente representa a tensão zero do seu prédio. Se você usar este símbolo em seu esquema, significa que este ponto deve ser conectado diretamente a alguma peça metálica física em seu cômodo que esteja conectada à terra (terra). Em uma linha de energia CA padrão de 220 V, este seria o seu terceiro fio (verde). OBSERVAÇÃO: Isso não significa que esta tensão seja limpa, estável ou perfeita, sem flutuações. Significa apenas que este “aterramento” está conectado ao terra real. |
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Este símbolo (IEC 60417 #5018) representa um aterramento “limpo”. Nesse sentido, trata-se de um “aterramento” especialmente projetado e não afetado por ruído, a fim de garantir o funcionamento adequado de equipamentos sensíveis. |
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Aterramento de proteção. Este símbolo (IEC 60417 #5019) representa um terminal designado para proteção contra choques externos em caso de falha do sistema. Observe que o nome do símbolo é “proteção” e não “protegido”. Ou seja, o aterramento de proteção é para sua proteção (por exemplo, risco de choque elétrico devido a danos no isolamento), não para o que está conectado a este terminal. |
*IEC = International Electrotechnical Commission (Comissão Eletrotécnica Internacional)
*ANSI = American National Standards Institute (Instituto Nacional Americano de Normas)
- #PWR é o número de referência do símbolo. Adicionar um # antes dele não adiciona o símbolo à sua Lista de Materiais (BOM). No esquema, o #PWR recebe um número exclusivo, como #PWR01, #PWR02, etc.
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O pino no símbolo é o pino número 1 e é identificado como GND. É um pino de entrada de energia invisível e o KiCad criará um rótulo de rede global para ele. O rótulo de rede global será denominado GND porque esse é o nome do pino. -
Para GNDA, o pino de entrada de energia invisível é identificado como GNDA. E um novo rótulo de rede global é criado com esse nome. Esses aterramentos não estão conectados entre si. Portanto, você pode ter GNDD e GNDA em seu circuito e eles serão tratados como redes diferentes pelo KiCad.
Observação: No KiCad, após um símbolo de potência ser inserido em um esquema, a rede elétrica representada pelo símbolo não pode ser modificada alterando seu nome (valor). Ela só pode ser modificada no editor de símbolos, o que é um dos problemas que muitos usuários consideram irracionais.
Conexão entre diferentes locais
Se você usar vários aterramentos, geralmente precisará conectá-los em algum momento. Se planeja desconectar os aterramentos em algum momento, pode usar um resistor ou indutor de 0 ohm para conectá-los. No entanto, a maioria das aplicações exigirá simplesmente isolar o circuito de corrente em uma parte da placa e, em seguida, fazer uma conexão de aterramento comum no conjunto do circuito.
Você pode ajustar essa pegada ao seu gosto. A chave para o Net Tie é que precisa haver um polígono na camada F.Cu que se sobreponha aos dois pads SMD. O Net Tie permite conectar-se a diferentes redes, como GNDA e GNDD, e ainda ter redes e planos de aterramento separados, além de poder conectar-se a um ponto específico .
Conecte-se diretamente a diferentes redes
Se você conectar diretamente os aterramentos de diferentes redes com um fio, conforme mostrado abaixo:
O ERC emitirá um aviso:
O KiCad reconhecerá a mesma rede com dois rótulos (GNDA e GNDD). Na lista de redes e no editor de PCB, o KiCad atribuirá o rótulo de rede GNDA, pois ele vem primeiro em ordem alfabética.
Se você quiser manter duas redes diferentes na netlist ou na PCB, precisará conectá-las usando uma abraçadeira de rede. Conforme mostrado na figura abaixo:
Conectar duas redes com uma amarração de rede informa ao KiCad que é necessária uma conexão entre duas redes diferentes.
E o ERC emitirá que foi solucionada a questão anterior. Agora os GND’s estão ligados à diferentes redes:
Conclusão
Compreender o significado e a aplicação dos diferentes símbolos GND no KiCad é fundamental para garantir esquemas eletrônicos corretos, claros e funcionais. Cada símbolo representa um tipo específico de referência de terra, sendo essencial utilizá-los de forma adequada para evitar erros de conexão, interferências ou mau funcionamento dos circuitos. Dessa forma, o uso consciente dos GNDs contribui diretamente para a qualidade dos projetos eletrônicos desenvolvidos na plataforma.
Espero que tenha gostado e até a próxima!
Incrivelmente detalhado, excelente tutorial!