Embedded HandbookПриложения205а. Документы по ЕСКД на прибор: коды, схема Э3, перечень элементов ПЭ3 из KiCad
Раздел 205 объяснил смысл комплекта: кто его читает, как обозначать изделие, как вести ревизии и изменения, — нарочно без формальностей ЕСКД. Когда прибор идёт на завод, к заказчику или на подтверждение соответствия (206а), формальности нужны: документы с кодами, схема с перечнем элементов, позиционные обозначения по стандарту. Здесь — какие документы бывают и как их называют, чем схема Э3 отличается от картинки из KiCad, и как получить перечень элементов ПЭ3 из того же файла платы программой, а не руками.
Опоры — тексты стандартов ЕСКД: ГОСТ 2.102-2013 (виды и комплектность документов), ГОСТ 2.701-2008 (схемы: виды, типы, перечень элементов), ГОСТ 2.702-2011 (правила электрических схем); буквенные коды — ГОСТ 2.710-81. Перечень элементов собран скриптом из платы раздела 199.
Как это называется в документации
Оригинал Перевод ЕСКД Единая система конструкторской документации: стандарты серии ГОСТ 2.xxx код документа буквы после обозначения изделия: СБ, ГЧ, Э3, ПЭ3 схема электрическая принципиальная (Э3) полный состав элементов и связей между ними перечень элементов (ПЭ3) таблица элементов к схеме Э3 позиционное обозначение C1, R1, DD1 — имя элемента на схеме и на плате спецификация основной документ сборочной единицы: из чего она состоит bill of materials (BOM) перечень покупных деталей; близок к ВП и ПЭ3 основная надпись штамп документа: наименование, обозначение, подписи
205а.1 Какие документы бывают и как их называют
ГОСТ 2.102-2013, таблица 3, перечисляет виды конструкторских документов и их коды. Для прибора на микроконтроллере из них чаще всего нужны:
| Код | Документ | Что в нём |
|---|---|---|
| — | спецификация | состав сборочной единицы: что и сколько в неё входит |
| СБ | сборочный чертёж | как собрать: плата, детали, корпус, крепёж |
| ГЧ | габаритный чертёж | наружные размеры и места крепления прибора |
| МЭ | электромонтажный чертёж | провода, жгуты, пайка между частями |
| по ГОСТ 2.701 | схемы | Э3 — электрическая принципиальная и другие |
| ВП | ведомость покупных изделий | всё, что покупается готовым |
| ПЗ | пояснительная записка | как устроено и почему так, расчёты |
Эксплуатационные документы — руководство, паспорт — выпускают по своему
стандарту, ГОСТ 2.601. Код пишут после обозначения изделия: схема прибора
АБВГ.123456.007 — это документ АБВГ.123456.007 Э3 (как строится
обозначение, — раздел 205.3; классификационная часть здесь условная).
Для небольшого прибора разумный минимум: спецификация, Э3 с перечнем ПЭ3, сборочный чертёж платы, габаритный чертёж прибора (из модели корпуса, раздел 204а) и эксплуатационные документы.
205а.2 Схема Э3: вид и тип
Код схемы по ГОСТ 2.701-2008 состоит из буквы вида и цифры типа. Вид — по таблице 1: Э — схема электрическая, Г — гидравлическая, П — пневматическая, К — кинематическая. Тип — по таблице 2: 1 — структурная, 2 — функциональная, 3 — принципиальная (полная), 4 — соединений (монтажная), 5 — подключения, 6 — общая, 7 — расположения.
Отсюда Э3 — схема электрическая принципиальная: документ, «определяющий полный состав элементов и взаимосвязи между ними». Схема из KiCad — это и есть Э3 по содержанию; по форме ей не хватает рамки с основной надписью и позиционных обозначений по ГОСТ 2.710 (205а.4). ГОСТ 2.702, пункт 5.3.18: все элементы на схеме должны быть однозначно определены, данные о них записывают в перечень элементов по ГОСТ 2.701, а связь перечня со схемой — через позиционные обозначения.
205а.3 Перечень элементов ПЭ3: правила
ГОСТ 2.701-2008, раздел 5.7:
- перечень помещают на первом листе схемы или выпускают отдельным документом; для электронных документов — только отдельным;
- код отдельного перечня — буква П и код схемы, к которой он выпущен: к Э3 — ПЭ3; формат A4;
- таблица из граф «Поз. обозначение», «Наименование», «Кол.», «Примечание», заполняется сверху вниз;
- в «Наименовании» — название элемента по документу, на основании которого он применён, и обозначение этого документа (стандарт, технические условия);
- элементы записывают группами в алфавитном порядке буквенных позиционных обозначений, внутри группы — по возрастанию номеров;
- одинаковые элементы с последовательными номерами можно записать одной строкой: «R3, R4», «С8 ... С12», а в «Кол.» — их число.
ГОСТ 2.702 добавляет: если элементы схемы включены в электронную структуру изделия, перечень рекомендуется получать из неё отчётом. То есть перечень — это выгрузка, а не набор руками; ровно так его и делают ниже.
205а.4 Буквенные коды: KiCad и ГОСТ 2.710
KiCad по умолчанию пишет J1 у разъёма, U1 у микросхемы, Y1 у кварца. ГОСТ 2.710-81 даёт другие буквы:
| На плате из 199 | Элемент | Код ГОСТ 2.710 | Что он значит |
|---|---|---|---|
| C1…C8 | конденсаторы | C | конденсаторы |
| R1 | резистор | R | резисторы |
| U1 | микроконтроллер | DD | схема интегральная цифровая |
| U2 | стабилизатор напряжения | DA | схема интегральная аналоговая |
| Y1 | кварцевый резонатор | BQ | пьезоэлемент |
| D1 | светодиод-индикатор | HL | прибор световой сигнализации |
| J1, J2 | вилки штыревые | XP | штырь |
Буквы меняют в схеме до передачи документов на завод: позиционные обозначения — общий ключ схемы, перечня, платы и файла установки (раздел 199), и менять их потом значит менять всё сразу.
205а.5 Перечень элементов программой
Скрипт читает позиционные обозначения из файла платы раздела 199, переводит буквы в коды ГОСТ 2.710, нумерует элементы внутри каждого кода, сортирует и сводит одинаковые подряд идущие в одну строку. Номиналов в плате нет — её собрали скриптом, раздел 199 это отмечает, — поэтому наименования взяты из таблицы в скрипте, как пример для такой схемы:
| Поз. обозначение | Наименование | Кол. | Примечание |
|---|---|---|---|
| BQ1 | Резонатор кварцевый 8 МГц, HC49-SD | 1 | |
| C1 ... C4 | Конденсатор 0603 X7R 100 нФ ±10 % 50 В | 4 | |
| C5, C6 | Конденсатор 0603 C0G 20 пФ ±5 % 50 В | 2 | |
| C7, C8 | Конденсатор 0805 X5R 10 мкФ ±10 % 16 В | 2 | |
| DA1 | Стабилизатор 3,3 В AMS1117-3.3, SOT-223 | 1 | |
| DD1 | Микроконтроллер STM32F103C8T6, LQFP-48 | 1 | |
| HL1 | Светодиод 0805 зелёный | 1 | |
| R1 | Резистор 0603 1 кОм ±1 % 0,1 Вт | 1 | |
| XP1 | Вилка штыревая 1 × 4, шаг 2,54 мм | 1 | |
| XP2 | Вилка штыревая 1 × 2, шаг 2,54 мм | 1 |
Пятнадцать элементов — десять строк. Шесть обозначений переименованы: Y1 → BQ1, U2 → DA1, U1 → DD1, D1 → HL1, J1 → XP1, J2 → XP2. Группы идут по алфавиту кодов: BQ, C, DA, DD, HL, R, XP. Скрипт выгружает таблицу в CSV; в документ её переносят на лист A4 с основной надписью по ГОСТ 2.104 (формы 2 и 2а).
Для покупных деталей без отечественных технических условий в «Наименовании» пишут обозначение изготовителя, как здесь; если применён элемент по стандарту или ТУ — его обозначение по этому документу.
205а.6 Документы и подтверждение соответствия
Комплект из 206а.5 — технические условия (при наличии), эксплуатационные документы, перечень стандартов, протоколы испытаний — опирается на эти же документы. Изготовитель проводит идентификацию изделия — сверяет его с документами из комплекта (ТР ТС 020, пункт 7.1.2): схема, перечень и сама плата должны совпадать с испытанным образцом. Поэтому перечень, выгруженный из того же файла платы, что и файл установки, надёжнее перечня, набранного руками: в нём нельзя разойтись с тем, что реально стоит на плате.
205а.7 Грабли
- Буквы KiCad в документах. J, U, Y вместо XP, DD/DA, BQ; менять обозначения после выпуска — значит переделывать схему, перечень, плату и файл установки.
- Перечень набран руками. Расходится с платой после первой же правки. Выгружают из того же файла, что и файл установки.
- Одна строка на разные номиналы. Сводить в строку можно только одинаковые элементы с последовательными номерами.
- Перечень на первом листе электронной схемы. Для электронных документов ГОСТ 2.701 требует отдельный документ ПЭ3.
- Пустые номиналы в плате. Перечень выйдет из имён корпусов, как у платы из 199: номиналы заполняют в схеме, а не в перечне.
- Коды вида и типа наоборот. Сначала буква вида (Э), потом цифра типа (3): Э3, а не 3Э.
205а.8 Итоги
- Виды документов и коды — ГОСТ 2.102: СБ, ГЧ, МЭ, ВП, ПЗ, спецификация, схемы по ГОСТ 2.701; эксплуатационные — ГОСТ 2.601.
- Э3 — схема (Э) принципиальная (3); перечень к ней — ПЭ3, для электронных документов — только отдельным документом на A4.
- Перечень: группы по алфавиту буквенных обозначений, внутри — по номерам; одинаковые подряд — одной строкой «C1 ... C4».
- Буквы по ГОСТ 2.710: DD — цифровая микросхема, DA — аналоговая, BQ — кварц, HL — светодиод-индикатор, XP — штырь.
- Плата из 199: 15 элементов — 10 строк ПЭ3, шесть обозначений переименованы.
- Перечень выгружают программой из того же файла, что и файл установки.
Дальше: раздел 205б «Лицензии открытого кода и SBOM: что можно взять в прошивку».