Premeňte svoju schému EAGLE na PCB: 22 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

V predchádzajúcom Instructable som poskytol úvod do schematického zadania pomocou editora EAGLE CadSoftu. V tomto návode vyrobíme dosku s plošnými spojmi z tejto schémy. Myslím, že by som mal povedať, že urobíme NÁVRH DPS; Výroba fyzickej dosky je iná úloha a na internete je veľa návodov (a dokonca aj niektoré návody) na to, ako vytvoriť tabuľu potom, ako budete mať návrh.

Všeobecné informácie o Cadsoft EAGLE:

Cadsoft EAGLE je k dispozícii na adrese https://www.cadsoftusa.com/ Cadsoft je nemecká spoločnosť, ktorá je skutočnou mekkou osvety distribúcie softvéru. Okrem cenovo dostupných profesionálnych balíkov dizajnu DPS (1 200 dolárov) majú freeware, lite, neziskové a ďalšie prechodné licencie. Ich softvér beží pod Windows, Linux a MacOSX. Je to trochu bizarné, so strmou (ale nie príliš vysokou) krivkou učenia na prednom konci, ale podľa väčšiny správ to nie je o nič viac ako ostatné profesionálne balíky CAD. Majú online fóra podpory, ktoré sú aktívne od spoločnosti aj od ostatných používateľov, balík sa práve vyvíja a s každým vydaním sa zlepšuje. Niekoľko výrobcov PCB prijme svoje súbory CAD priamo. Je to dobrá vec. Použi to. Propagujte to. Kúpte si ho, až keď budete „profesionálni“. Pozri tiež: Schematický vstupVytváranie dielov knižniceÚprava pravidiel návrhuPoslať súbory CAD výrobcom

Krok 1: Začnite od schémy …

Toto je teda schéma, ktorú máme zo Schematického pokynu. Hore v ponuke súborov je výber „Prepnúť na dosku“. Ak to urobíme z holého schémy, ponúkne nám to vytvorenie dosky zo schémy pre nás (povedzte „áno“) a potom nás necháte sedieť v editore rady.

Krok 2: Použité príkazy ponuky

Board Board vyzerá veľmi podobne ako schematický editor s niekoľkými rôznymi príkazmi. Tu je súhrn ikonických príkazov, ktoré používam v tomto návode, a niekoľko stručných súhrnov: INFO Zobrazuje informácie o objekte (komponent, signál, stopa atď.) MOVE Umožňuje presúvať komponenty (rovnaké ako schematické.) SKUPINOVÉ skupiny a zbierka predmetov do „skupiny“, s ktorou je možné manipulovať súčasne. DELETE Odstrániť objekt. Položky vytvorené v schémach je potrebné tam odstrániť. SMASH Oddeľte textové štítky súčiastky od samotnej časti, aby sa dali nezávisle premiestňovať. BREAK Pridajte roh do čiary (alebo stopy.) ROUTE premení vzduchový drôt na kresbu TLINE linky (zvyčajne v nemedených vrstvách. ROUTE je na kreslenie medi.) VIA vytvoria dieru a podložku spojenú s nejakým signálom. (v skutočnosti použijeme textový príkaz.) VYTVORTE dieru, ktorá nie je spojená so signálom, tj. na montáž. RATSNEST prepočíta vzduchové drôty a mnohouholníky, napr. po premiestnení komponentov. CHANGE zmení vlastnosti objektu. RIPUP zmení smerovaná stopa späť do vzduchového drôtu. Rovnaký spôsob, ako „vymazať“stopy. TEXT pridať textPOLYGON vytvorí polygón (v skutočnosti použijeme textový príkaz.) AUTOROUTE vyvolá autorouter. DRC vyvolá kontrolu pravidiel návrhu a nastavenie parametrov. Zostávajúce ikony popíšem ku koncu a priradím im „užitočné“alebo „zbytočné“.

Krok 3: Nedotknutý dizajn DPS

Takto bude vyzerať novovytvorený dizajn dosky. Všetky vaše súčiastky budú zoskupené vľavo od pôvodu a bude existovať rám, ktorý označí povolenú veľkosť dosky pri použití freeware alebo „Lite“verzií EAGLE (80 x 100 mm). Keď s nimi budete pohybovať, všetky podložky budú musieť byť vo vnútri tohto obrysu, aj keď môžete trochu podvádzať a mať stopy alebo obrysy dosky, ktoré presahujú limit veľkosti dosky. Má to nepríjemný vedľajší účinok, že ak vyberiete komponent z pôvodného umiestnenia, nemôžete ho vrátiť späť mimo obrys (na presun však môžete použiť ESC a komponent sa vráti do pôvodného stavu.) miesto.)

Ok, niekoľko definícií je v poriadku

Všetky signály, ktoré ste vytvorili v schéme, sú v súčasnej dobe AIR WIRES; tenké žlté čiary, ktoré sú nakreslené najkratším možným spôsobom a podľa potreby sa navzájom križujú. Zostanú pripojené k kolíkom komponentov, aj keď komponent premiestňujete. Príkaz RATSNEST ich prepočíta a prekreslí potom, čo s nimi pohnete (a povedzme, urobte dva spojené piny bližšie k sebe, ako bývali.) SMEROVANIE signálu pozostáva z premeny vzduchového drôtu na skutočnú stopu medi na niektorých vrstvách doska a umiestnenie tejto stopy tak, aby neskracovala ďalšie stopy na tej istej vrstve dosky. Freeware verzia Eagle podporuje iba vrstvu TOP a BOTTOM a ako nadšenci máme motiváciu skúsiť používať iba jednu vrstvu. Signál môže prechádzať z jednej vrstvy do druhej pomocou priechodného otvoru, ktorý je vodivým otvorom, podobne ako prepojka (a na implementáciu najvyššej úrovne dosky použijeme prepojky, ak dokážeme vytvoriť dosku väčšinou jednostrannú.) Vytvorenie návrhu DPS spočíva v umiestnení všetkých komponentov na logické miesta a nasmerovaní všetkých vzduchových káblov spôsobom, ktorý umožňuje dizajnu fungovať.

Krok 4: O „vrstvách“dosky

Editor Eagle Board má oveľa viac vrstiev ako schematický editor. Mätúce množstvo vrstiev. Väčšina príkazov na kreslenie má rozbaľovaciu ponuku na výber vrstiev, ktorú môžete použiť na zadanie vrstvy, na ktorú chcete kresliť (výnimky zahŕňajú objekty ako priechodky, ktoré pokrývajú viac vrstiev.) Tu sú niektoré z dôležitejších vrstiev:

Krok 5: Presuňte komponenty do právnej oblasti

Prvá vec, ktorú chceme urobiť, je presunúť aspoň niektoré komponenty do oblasti právnej rady, kde s nimi môžeme pracovať. Ak máte obzvlášť veľkú dosku s mnohými komponentmi, možno budete chcieť urobiť túto sekciu naraz. Pre túto vzorovú dosku máme veľa miesta a môžeme ich presunúť všetky naraz pomocou funkcie skupinového presunu. Vyberte ikonu SKUPINA, kliknutím a ťahaním vytvorte obdĺžnik, ktorý obíde všetky súčasti. Potom vyberte ikonu PRESUNÚŤ a PRAVÉ kliknutie (kliknutím pravým tlačidlom vyberiete skupinu namiesto jedného komponentu) a sadu presuňte do obrysu dosky. Na zúženie zobrazenia použite tlačidlo ZOOM.

Krok 6: Zmenšite obrys Boadu

Celá právna stránka predstavenstva je väčšia, ako potrebujeme. Zúžte obrys pomocou nástroja POHYB. Kliknite na stred hornej vodorovnej čiary (ktorá vyberie celú čiaru namiesto koncového bodu) a posuňte ju nadol. Potom kliknite na stred zvislej čiary úplne vpravo a presuňte ju doľava. Kliknutím v strede stredu čiary sa presunie celá riadok. Kliknutím na vrchol sa posúva iba bod. V tomto bode nemusí byť dokonalý; väčšinou hľadáme lepší pohľad na ďalšie kroky. (Ach áno - kliknutím na tlačidlo priblíženia znova priblížite okno v menšom obryse.)

Krok 7: Začnite umiestňovať komponenty

Teraz musíme na konečnej doske presunúť súčasti na (blízke) miesto, kde ich chceme mať. ALEBO ich chceme presunúť na rozumné miesta, ktoré uľahčia umiestnenie stôp. Veľa „UMENIE“výroby PCB (a najmä jednostranných dosiek) spočíva v nájdení „dobrých“miest pre komponenty. Vo všeobecnosti môžete začať tým, že komponenty umiestnite podobne, ako sa zobrazujú na schéme. (Toto sa rozpadne, ak má čip viac brán alebo diagram v schematickom symbole má výrazne odlišné umiestnenie kolíka ako skutočný čip, ale je to dobré miesto, kde začať s diskreciami a jednoduchými komponentmi. Najhoršie z toho je, že Budem mať rozloženie, ktoré dáva zmysel, aj keď nebude správne smerovať …) V tomto prípade som umiestnil tranzistory výstupného výkonu do blízkosti žiaroviek, s ktorými sú spojené, a na webe som hľadal rozloženie 555, ktoré by fungovalo. dobre (najdlhšie som sa snažil vyrobiť dosky s rozvodovou čiapočkou umiestnenou v blízkosti rozvodových rezistorov a vždy som potreboval prepojku. Povzdych.) („Nech sa práca nikoho iného nevyhýba tvojim očiam.“)

Krok 8: Skontrolujte signály, aby ste zistili, ako budú smerovať

Jeden zo spôsobov, ako získať rady o umiestnení súčiastok, je pozrieť sa na niektoré významné signály, aby ste zistili, či majú pekné rovné dráhy, alebo cikcakujú po celej doske. Najprv použite ikonu/príkaz RATSNEST, aby EAGLE vypočítal vzduchové drôty. Ako sa veci teraz majú, mám pekné priame spojenia od tranzistorov k žiarovkám, ale ak do príkazového riadka napíšem „show gnd“, vidím, že to je na úkor cikcaku pozemného signálu. Takže vymením tranzistory, pretože GND je dôležitejšie mať rovno. (IMHO, YMMV atď.) (To skončí umiestnením tranzistorov do blízkosti zdrojov, ktoré prepínajú, a nie do blízkosti svetiel, na ktoré prepínajú, takže to stále dáva zmysel aj z hľadiska obvodu.) Po zvyšku komponenty sú umiestnené na dobre vyzerajúcich relatívnych miestach, môžem ich znova stlačiť (ručne, presunúť po jednom; na to nie je žiadny magický príkaz!) a zmenšiť obrys tabule.

Krok 9: Načítajte pravidlá návrhu

Keďže sme nadšenci, chceme vytvoriť našu dosku so širokými stopami a veľkými priestormi (pozri https://www.instructables.com/id/EZVIGHUBGCEP287BJB/)Takže načítame túto sadu pravidiel dizajnu pre domácich majstrov, než začneme vytyčovanie stôp. Kliknite na ikonu Kontrola pravidla návrhu a pomocou tlačidla NAČÍTAŤ načítajte hobby.dru z môjho iného pokynu. Alebo môžete hodnoty upravovať ručne a jednotlivo, samozrejme. Alebo ich nechajte tak, ako sú…

Krok 10: Opravte nesprávny balík

Môžete vidieť, ako zmena pravidla dizajnu už upravila dosku. Podložky sú väčšie a všetky sú okrúhle. Tiež si všimnete, že jeden z odporov je na rozdiel od ostatných nastavený ako nevertikálny balík. Pravdepodobne to bola chyba v schematickom zadaní a nezáležalo na tom, keď sme mali iba schému. Teraz, keď vyrábame dosku, chceme podľa potreby zmeniť balík. Keď vyberiete nástroj na zmenu-> balík a kliknete na časť, ktorú chcete zmeniť, zobrazí sa vám zoznam všetkých zákonných balíkov pre túto časť (mali by byť rovnaké ako tie, ktoré sa objavili v schematickom dialógovom okne „pridať“) Existujú aj iné spôsoby, ako zadať príkaz „zmeniť“do oblasti zadávania textových príkazov, na ktoré sa budete chcieť pozrieť, ak potrebujete veľa zmeniť zariadení do konkrétneho balíka, takže prechádzanie zoznamom pre každé môžete preskočiť. Niečo ako „zmeňte balík„ R-US/0207/2V “a potom kliknite na každý komponent.

Krok 11: Skúste Autorouter

Teraz uvidíme, či autorouter dokáže urobiť časť práce za nás. EAGLE autorouter nie je najlepší na svete, ale aj keď robí „zlú“prácu, poskytne nám niekoľko všeobecných rád, ako veci musia vyzerať alebo kde sú problémové miesta.

Kliknite na ikonu AUTOROUTE a otvorí sa dialógové okno. Predvolené parametre vytvoria obojstrannú dosku a chceme aspoň VYSKÚŠAŤ jednostrannú dosku, takže prvá vec, ktorú musíte urobiť, je nastaviť preferovaný smer pre TOP vrstvu na NA (neaplikovateľné.) možno budete musieť zmeniť smerovaciu mriežku. Toto je predvolene rovnaká predvolená mriežka ako editor rozloženia dosky vo všeobecnosti: 0,05 palca (1,27 mm, pretože editor mám nastavený v metrike). Pretože táto konkrétna doska má veľké časti, a žiadnu sme z predvoleného nastavenia nepresunuli siete, sme s touto hodnotou v poriadku. Ak máte komponenty SMT alebo ste premiestňovali veci na jemnejšej mriežke, môžete mať podložky, ktoré nie sú na dotykovej mriežke, čo sa autorutoru veľmi nepáči („nedosiahnuteľná podložka“atď.) Mriežku môžete veľmi zmenšiť, ale bude to trvať dlhšie. IMO, je lepšie začať s hrubou mriežkou a znížiť ju na polovicu vždy, keď to vyzerá, že trasy zlyhajú, pretože mriežka je príliš veľká. Upozorňujeme, že automatický smerovač sa riadi kótovacími čiarami dosky, takže ak ste ich nepresunuli blízko k svojim komponentom, môžu sa stopy pohybovať po celej doske. Alebo ak ste posunuli obrys príliš blízko k podložkám, možno ste zabránili stopám prejsť tam, kam potrebujú.

Krok 12: Trasu zostávajúcich stôp ručne

Autorouter tu odviedol celkom peknú prácu. Zostala iba jedna stopa.

Existuje niekoľko spôsobov, ktorými by sme mohli smerovať tento signál manuálne, vrátane niektorých hadých trás medzi tranzistorovými kolíkmi, ktoré autorouter nepoužil kvôli pravidlám návrhu, ktoré sme uviedli. Toto je relatívne vysoká prúdová stopa a rozhodol som sa, že ani pravidlá návrhu nebudem porušovať manuálne. Namiesto toho použijem prepojovací drôt na strane komponentu, ktorý môžem modelovať v EAGLE ako stopu hornej strany. Vyberte nástroj ROUTE a kliknite na koncový bod nezmeraného (žltého) vzduchového drôtu a môžete trasu umiestniť takmer kamkoľvek chcete, pričom na paneli s ponukou vyberiete šírku, vrstvu a typ ohybu. Ukazuje sa to na postupnosti obrázkov v tomto kroku.

Krok 13: Pridajte polygóny v rovine sily

„Energetické lietadlá“sú veľké oblasti medi, ktoré prenášajú skutočný signál, zvyčajne napájací a uzemňovací. Na viacvrstvových doskách je bežné, že celé vrstvy sú väčšinou určené pre takú energetickú rovinu. Dokonca aj na jednovrstvovej doske existuje niekoľko výhod, keď niečo podobné urobíte: 1) Používajte menej leptadla2) prenáša silnejší prúd, iba v prípade3) uľahčuje pripojenie testovacích káblov4) funguje ako akási „statická bariéra“prstov v hre EAGLE. takto veľké signálne oblasti sa nakreslia príkazom „polygón“. Na paneli s nástrojmi je ikona na kreslenie polygónov, ale vytvorí to polygóny spojené s novým signálom a zistil som, že pri vytváraní polygónu pre existujúci signál je jednoduchšie napísať textovú formu príkazu do oblasti príkazov textu.. Ak chcete vytvoriť mnohouholník pripojený k signálu s názvom „gnd“, zadajte „poly gnd“Po zadaní názvu signálu v príkaze sa polygón k tomuto signálu automaticky pripojí. (Ak nakreslíte mnohouholník s ikonou, môžete ho neskôr pripojiť k signálu pomocou príkazu „názov“na premenovanie mnohouholníka. (Potom však už mnohouholník nemôžete znova premenovať bez premenovania signálu).))

Krok 14: Pridajte V+ polygón

Teraz zopakujeme postup pre kladné napätie. Keď sme však nakreslili schému, nikdy sme tento signál nepomenovali, takže bude mať nejaký náhodný názov ako „N $ 23“; Na nájdenie názvu signálu, ktorý použijeme pri kreslení polygónu, môžeme použiť príkaz „INFO“. Potom je to rovnaké ako pri kreslení polygónu GND. V tomto prípade je signál V+ pomenovaný n $ 1, preto napíšeme „poly n 1 dolár

Krok 15: Upravené: Rozbite text balíka

Ak chceme, aby boli názvy komponentov čitateľné na vrchu dosky (prenášané prenosom tonera), alebo aby len dobre vyzerali na výtlačkoch, názvy a hodnoty je pravdepodobne potrebné presunúť z ich predvolených umiestnení. Aby sme mohli text premiestniť oddelene od samotného zariadenia, použijeme príkaz „SMASH“. (Prečo sa to nazýva „smeč“? Neviem!)

V ponuke vyberte ikonu SMASH a potom kliknite na každú súčasť, ktorej text chcete presunúť. Ak sú to VŠETKY komponenty, existuje ULP, ktorý rozbije všetko (ale ULP sú predmetom možných budúcich inštrukcií. Alebo manuálov EAGLE.)

Krok 16: Upravený; Presuňte stopy

Niektoré zo stôp môžeme presunúť tak, aby vyzerali úhľadnejšie, ponúkali lepší odstup atď.

Dosku tiež zmenšíme na konečnú veľkosť a ešte viac premiešame komponenty.

Krok 17: Oprava OOPS

Pamätáte si ešte v schéme, ktorú som spomenul, že bolo niekoľko vecí, ktoré boli vynechané? Teraz by ste si ich mali všimnúť … Napájacie pripojenia; k tejto doske s plošnými spojmi nie je možné pripojiť batériu alebo napájací zdroj. Samozrejme, môžete na prívodné polygóny pripnúť niekoľko drôtov, ale aké je to elegantné! Mohli by sme sa vrátiť k schéme a pridať niekoľko skutočných napájacích konektorov alebo držiakov batérií, ale tie sú pre obvod, ktorý bude pravdepodobne aj tak pripojený k batériovému bloku, trochu tuhé. Namiesto toho pridáme niekoľko Vias, ktoré budú slúžiť ako body pripojenia napájacích vodičov. Pri takomto pridávaní Vias je vhodné použiť oblasť zadávania textových príkazov, aby sme mohli signál pomenovať súčasne s pridaním prepojenia. Zadajte „cez“GND”(áno, na rozdiel od polygónov tu potrebujete úvodzovky.) Môžete nastaviť veľkosť vŕtačky a tvar a vložiť priechodku do príslušného polygónu. Rád používam dve priechodky ako druh odľahčenia napätia (jedna je väčšia, aby ste cez ňu mohli viesť drôt + izoláciu, druhá má veľkosť iba pre drôt.) Kliknutím na ikonu RATSNEST sa ubezpečíte, že sú priechodky prepojené na polygón. Potom urobte to isté pre signál V+ (s názvom N $ 1, spomínate si.)

Krok 18: Upravené: Povoliť alternatívne balíky a možnosti

Môžeme vypustiť niekoľko ďalších otvorov na montáž rôznych balíkov. Tranzistory použité v publikovanej schéme, do ktorej sme vstúpili, zrejme prichádzajú v akomsi obale z kovových plechoviek, ktorý si získal obľubu. Ak zariadime tri in-line montážne otvory, môžeme nahradiť množstvo rôznych tranzistorov, ktorých zväzky vodičov prichádzajú týmto spôsobom (TO92 alebo TO220, aby sme spomenuli dva populárne moderné balíky.) Na zistenie názvov signálov použite príkaz info, a potom „via 'n $ X' na príkazovom riadku vytvorte priechod, po ktorom v prípade potreby nasleduje manuálna trasa cez priechod. V tomto prípade jedna z umiestnených priechodiek koliduje so stopou signálu skrytou polygónom GND, takže túto stopu musíme odstrániť príkazom „ripup“(polygón sa bude stále spájať s podložkou.) Keď sme už pri tom. Na silkscreen pridám nejaký text, aby som ukázal, kam by mal smerovať emitorový vodič tranzistorov. Použite tlačidlo s ikonou „text“a zmeňte vrstvu na tPlace.

Krok 19: Vykonajte kontrolu pravidiel návrhu

Chceme spustiť kontrolu pravidiel návrhu, aby sme sa uistili, že žiadna z ručných úprav, ktoré sme vykonali, neporušuje pravidlá …

Krok 20: Výstup pomocou exportovaných obrázkov

Uložte si svoju prácu často. Robili ste to, nie? Teraz sme v podstate hotoví a mali by sme zistiť, ako budeme vydávať naše rady na webové stránky, recenziu od rovesníkov, prenos na fyzický materiál PCB a tak ďalej. Jeden Výstupom dosky je „export“obrázku.

Krok 21: Ďalšie užitočné ikony ponuky

Tu je niekoľko ďalších užitočných príkazov prístupných z ikon ponuky VRSTVY Upravte, ktoré vrstvy sa majú zobrazovať. Dosky majú oveľa viac vrstiev ako schémy! ZRKADLO Presuňte komponent z upevnenia na vrchnú dosku na montáž na spodnú časť dosky. VYRÁŽAJTE KOPÍROVANIE výberu, napriek názvu. NÁZOV Zmeňte názov objektu. OBRÁZOK Nakresliť kruh. PRESMERNÍK Nakreslite obdĺžnik. ZNAČKA Umiestnite značku merania. Vo vašej informačnej oblasti sa začnú zobrazovať vzdialenosti relatívne k značke aj k pôvodu. ROTATE otáča predmet. To môže otočiť uhly iné ako 90 stupňov. VLOŽIŤ Prilepte niektoré objekty, ktoré boli predtým skopírované pomocou CUT. VALUE Zmeňte hodnotu objektu. MITER urobí rohy signálu zaoblené. ARC Nakreslite oblúk.

Krok 22: Zbytočné príkazy

Toto sú ikony ponuky, ktoré sa mi pri vytváraní tabúľ vôbec nezdajú užitočné, prinajmenšom nie zo schém (a mám pocit, že by ste mali vždy vytvárať schémy, ktoré sa budú hodiť k vašim doskám; nuda pre vlastnú dokumentáciu a možnosti kontroly chýb, ktoré sú pridané.) ZOBRAZIŤ ZOBRAZENIE je užitočnejšie z oblasti príkazov textu. Myslím. VÝROBOK Duplikuje predmet. Obvykle sa to robí podľa schémy. ADD Pridajte komponent. Usuaully done in the schematic. REPLACEJOIN Stane sa automaticky, zvyčajne? POLYGON je užitočnejší z oblasti príkazov textu. SIGNÁL Vytvorte signál. Obvykle sa to robí podľa schémy