Jak navrhnout obvody a vytvořit desku plošných spojů pomocí aplikace Autodesk EAGLE: 9 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Existuje mnoho druhů softwaru CAD (Computer Aided Design), který vám pomůže navrhnout a vyrobit desky plošných spojů (PCB), jediným problémem je, že většina z nich ve skutečnosti nevysvětluje, jak je používat a co mohou dělat.

V minulosti jsem používal mnoho typů CAD a musím přiznat, že EAGLE je zdaleka nejlepší, nejvýkonnější a nejjednodušší na použití. Neříkám to jen proto, že je ve vlastnictví společnosti Autodesk, stejně jako Instructables. Opravdu věřím, že je to nejlepší volba pro začátečníky i profesionály. (Navíc, pokud jste student, můžete jej získat zdarma na tři roky!)

V tomto Instructable vás krok za krokem naučím, jak nainstalovat EAGLE, jak navrhnout obvod a použít seznam dílů a poté jej převést na PCB.

Krok 1: Instalace EAGLE

Prvním krokem při vytváření desky plošných spojů je … překvapení překvapení, stažení softwaru za tímto účelem. EAGLE je podporován většinou operačních systémů a lze jej snadno získat na webových stránkách společnosti Autodesk.

1. Nejprve přejděte na https://www.autodesk.com/products/eagle/overview a klikněte na tlačítko „přihlásit se k odběru“uprostřed stránky; poté vás požádá, abyste vybrali, jaký plán chcete. 2. Nyní vás vyzve k přihlášení nebo k vytvoření účtu. 3. Budete mít možnost jak platit, vyberte si, který operační systém chcete, a verzi. Produkt se poté stáhne. Při instalaci postupujte podle pokynů průvodce instalací.

Krok 2: Začínáme

Nastal okamžik, nyní jej můžete poprvé otevřít! Jakmile jej otevřete a přihlásíte se, uvítá vás ovládací panel. Zde můžete najít své návrhy a modely a zobrazit nové informace o aktualizaci.

Vytvoření nového schématu:

1. Klikněte na „Soubor“v horní části stránky a poté přejděte na „Nové“> „Schéma“. Tím se otevře nové okno, ve kterém můžete začít vytvářet naše schéma.

2. Začněte instalací knihoven pro součásti, které chcete použít. Chcete -li to provést, klikněte na "Přidat součást" na postranním panelu. Zobrazí se další okno, ve kterém můžete vybrat součásti, které chcete přidat a použít. Budete si muset stáhnout knihovny dílů.

3. Chcete -li to provést, klikněte na „Otevřít správce knihoven“v levém dolním rohu. Uvidíte další okno; vpravo nahoře klikněte na „K dispozici“. To vám ukáže všechny možné knihovny dílů, které EAGLE může nabídnout. Můžete si vybrat, které chcete stáhnout, ale doporučuji použít všechny.

4. Jakmile zvýrazníte požadované, klikněte na „Použít“v pravém dolním rohu okna. Tím se spustí stahování všech knihoven dílů, které jste vybrali. Může to chvíli trvat, takže nyní by bylo vhodné si dát svačinu a připravit se na zahájení přípravy schématu a stravování. Jakmile jsou všechny knihovny staženy, můžete zavřít okno „Správce knihoven“.

Krok 3: Vytvoření schématu

1. Začněte své schéma hledáním požadovaných dílů v okně „Přidat součást“je již otevřené (nebo jej vyberte v postranním panelu). Jakmile najdete část, dvakrát na ni klikněte a přenese vás zpět do schématu.

2. Chcete -li součást umístit, klikněte na místo, kam chcete. Poté, co rozložíte všechny své součásti, vyberte na postranním panelu „Síť“a nakreslete spojení mezi součástmi, abyste věděli, kam nakreslit stopy (měděné dráty uvnitř desky plošných spojů).

3. Chcete -li nakreslit stopy, vyberte „Síť“a najeďte myší na kolík části, kterou chcete připojit. Když se objeví zelený kruh, klikněte na něj a poté klikněte na pin, ke kterému ho chcete připojit.

Chcete -li odstranit část, vyberte na postranním panelu „Odstranit“a klikněte na střed součásti, kterou chcete odstranit.

Chcete -li část přesunout, vyberte na postranním panelu možnost „Přesunout“a klikněte na střed části, kterou chcete přesunout, čímž se změní na jasně červenou. Přesuňte jej na požadované místo a kliknutím znovu umístěte.

Chcete -li součást otočit, vyberte v postranním panelu možnost „Otočit“a kliknutím na střed součásti ji otočíte o 90 ° ve směru hodinových ručiček.

Chcete -li vytvořit připojení GND (Ground) nebo VCC (Voltage at the Common Collector), přejděte do nabídky „Add“a vyhledejte VCC nebo GND.

Můžete také přidat poznámky, tvary a text kliknutím na tyto funkce v postranním panelu.

Existuje tolik dalších způsobů, jak manipulovat s vašimi součástmi a designem, že se jim v tomto základním tutoriálu ani nebudu věnovat. Podívejte se na ně v části „upravit“v horní části obrazovky. Doporučuji si s nimi hrát, i když nevíte, co dělají.

Bavte se při vytváření schématu a zahrajte si s různými nástroji, které EAGLE může nabídnout.

Krok 4: Rozložení komponent pro vaši desku plošných spojů

Nastal čas vytvořit si nástěnku!

1. Jakmile úspěšně vytvoříte schéma, uložte ho a poté klikněte na tlačítko „Generovat/přepnout na tabuli“v levém horním rohu rozhraní nebo v části „Soubor“v horní části stránky. Tím se otevře nové okno s černým pozadím a všechny vaše části v něm seřazené.

2. Pokud byste chtěli změnit tvar desky, na kterou položíte své součásti, od výchozího nastavení, klikněte na „Vrstva“v levém horním rohu rozhraní a změňte ji na „Dimenze“. To znamená, že nyní upravujete rozměry samotné desky.

Chcete-li je změnit, klikněte na jeden z rohů již existujícího obdélníku a přetáhněte jej na libovolnou požadovanou velikost, nebo přejděte na „Kreslit“v horní části stránky a vyberte požadovaný typ tvarové desky (obdélník, mnohoúhelník) (kruh, atd.).

3. Nyní jste vytvořili vhodnou desku, je čas začít rozkládat vaše komponenty. Klikněte na libovolnou součást, kterou chcete umístit, a přetáhněte ji na požadované místo na desce. Chcete -li změnit, na které straně desky se součást nachází, klikněte na možnost „Zrcadlit“na postranním panelu a vyberte součásti, u kterých chcete vyměnit strany.

K otočení součásti použijte funkci „Otočit“na postranním panelu.

4. Jakmile jsou všechny vaše součásti umístěny, je čas začít vytvářet stopy. Jedná se o měděné dráty, které vytvoří elektrické spojení mezi vašimi součástmi. Chcete-li je přidat, máte dvě možnosti: Buď použijte funkci automatického routeru EAGLE k automatickému vytváření tras (pokud to uděláte, přejděte na krok 7), nebo je nakreslete ručně.

Krok 5: Vytvoření vlastních stop

1. Chcete -li vytvořit stopy ručně, nejprve pomocí kalkulačky šířky stopy vypočítejte, jakou tloušťku chcete, aby byly. Používám https://www.4pcb.com/trace-width-calculator.html (není sponzorován), nicméně můžete použít libovolný, který se vám líbí.

2. Jakmile určíte, jakou stopu tloušťky chcete, klikněte na rozevírací nabídku „Vrstva“a vyberte, kterou vrstvu chcete vytvořit jako první. Na postranní liště vyberte funkci „Trasa“. Aby stopa dosáhla požadované tloušťky, použijte nastavení „Šířka“v levé horní části okraje rozhraní.

3. Vytvořte trasování výběrem libovolného kolíku/nohy/podložky, který chcete jako začátek trasování. Trasování by se mělo objevit jako červená čára, která sahá od začátku trasování do vaší myši. Kromě toho byste měli také vidět žluté čáry sahající od konce stopy po špendlík/nohu/podložku; toto jsou elektrická připojení, která jste navrhli ve schématu.

4. Chcete -li se připojit, klikněte na jakýkoli pin, ke kterému chcete připojit vaši stopu. Pokud chcete, aby vaše stopa něco obcházela nebo měla roh, klikněte na místo, kam se má trasování otočit, a poté přesuňte myš kamkoli chcete, aby byl další roh nebo připojení. Pokračujte v tom u všech svých připojení, dokud nezůstanou žádné žluté čáry. Snažte se nevytvářet úhly 90 stupňů, protože je těžké je vyrobit; místo toho použijte dva 45 ° úhly k propojení stop.

5. Pokud se chcete spojit mezi vrstvami, použijte funkci „Via“na postranním panelu. Tím se vytvoří spojení mezi horní a spodní vrstvou ve formě malé tečky.

6. Pokud chcete vytvořit otvory pro montáž, použijte funkci „Díra“na postranním panelu. Chcete -li změnit velikost otvoru, klikněte na něj pravým tlačítkem a vyberte „Vlastnosti“a podle toho změňte nastavení „Vrtáku“.

Krok 6: Vytvoření Groundplane & Silkscreen

Existuje mnoho různých stylů/rozvržení desek plošných spojů pro začátečníky. Doporučuji jednu ze dvou: buď spojte všechny své součásti dohromady přímo pomocí trasování. Případně vytvořte všechna svá připojení kromě těch, která se připojují k zemi, a poté nechte zbytek vrstvy úplně, nebo většinou, pevnou měděnou zemní rovinu (tím se vytvoří všechna zemní spojení, aniž byste měli více stop). Ve výše uvedeném diagramu jsou modré čáry stopami na jedné vrstvě a červená je plná měděná vrstva (základní rovina). Modré stopy spojují všechna neuzemněná spojení a červená vrstva spojuje všechna zemní spojení.

1. Pomocí nastavení „Vrstva“v levém horním rohu vyberte, na které vrstvě chcete pracovat. Jakmile vyberete vrstvu, použijte funkci "Polygon" na postranním panelu a nakreslete obrys pro libovolný tvar základní roviny.

2. Poté, co jste vytvořili všechny další požadované stopy, vytvořte základnu kliknutím na „Ratsnest“na postranním panelu. Zbytek desky se pak stane pevnou měděnou oblastí. Chcete-li ve výchozím nastavení změnit vůli mezi základní rovinou a stopami, upravte nastavení „Mezery“v pravém horním rohu rozhraní.

3. Pro dokončení desky můžete přidat sítotisk. Jedná se o tenkou vrstvu inkoustu vytištěnou na povrch desky plošných spojů, která ukazuje orientace, polohy a součásti (ty se provádějí automaticky, pokud nejsou deaktivovány/odstraněny.) Může být také použit pro dekorativní účely.

4. Pokud chcete na sítotisk přidat text nebo tvary, změňte upravovanou vrstvu pomocí nastavení „Vrstva“v levém horním rohu na „tPlace“nebo „bPlace“. Tím se změní sítotisk na horní nebo spodní vrstvě. Pomocí jedné z funkcí „Kreslit“na postranním panelu vytvořte libovolný vzor/design, který chcete.

Pokud jste dodrželi poslední dva kroky, krok 7 klidně přeskočte.

Krok 7: Použití Autorouteru

Místo ručního kreslení všech stop můžete použít autorouter. Tato funkce používá k vykreslení trasování algoritmus. To je velmi užitečné, pokud nemáte mnoho času nebo se nemůžete obtěžovat dělat to ručně. Aby to dobře fungovalo, bude to chtít trochu pohrát. A stejně dobře, jako je autorouter EAGLE, stále není dokonalý a stále budete muset podívat a upravit jeho práci.

1. Chcete -li použít automatický směrovač, musíte nejprve softwaru sdělit, jakou šířku chcete, aby byly různé stopy. Chcete -li to provést, vraťte se zpět do Schematického zobrazení a vyberte „Upravit“> „Síťové třídy“. Tím se otevře nové okno se spoustou různých řádků.

V prvním změňte nastavení „Šířka“na požadovanou šířku standardní stopy; toto je výchozí a automaticky nastaví všechny stopy na tuto šířku (můžete je později změnit).

2. Pokud chcete, aby některé stopy byly širší, přejděte na řadu pod první a přejmenujte ji (např.: Ground). Poté můžete změnit šířku a další nastavení, jak chcete. Opakujte tyto kroky pro každou stopu jiné velikosti, kterou chcete na desce. Až budete se změnami spokojeni, klikněte na tlačítko „OK“vlevo dole.

3. Chcete -li změnit různé stopy na různá nastavení velikosti, vyberte na postranním panelu funkci „Info“a klikněte na trasování, které chcete změnit. Nyní klikněte na rozevírací nabídku „Třída sítě“v dolní části a vyberte požadovanou možnost. Až budete spokojeni, klikněte na „OK“.

4. Nyní jste připraveni spustit autorouter: vraťte se do zobrazení PCB a na postranním panelu stiskněte funkci „autorouter“. Zobrazí se nové okno se všemi nastaveními pro autorouter. Pro základní výukový program není žádný z nich důležitý, takže stačí kliknout na tlačítko „Pokračovat“ve spodní části a poté kliknout na „Start“. Software pak udělá své. Může to chvíli trvat, takže si sedněte a chvíli relaxujte.

Jakmile přestane provádět změny, klikněte na „Ukončit úlohu“a prohlédněte si desku plošných spojů, abyste opravili chyby, kterých se mohla dopustit.

Krok 8: Export Gerberů a kusovníku pro výrobu

S návrhem desky plošných spojů jste konečně hotovi! Dopřejte si poplácání po zádech za veškerou práci, kterou do toho vložíte. Zasloužíte si to.

Ačkoli jste právě dokončili výrobu našeho schématu a designu desek, zábava teprve začala. Tento krok vám ukáže, jak převzít svůj nápad a návrh a proměnit je ve skutečnost (tj. Vytvoření fyzického PCB).

1. Pokud si chcete objednat návrh DPS u profesionální služby, můžete buď použít funkci „Nabídka DPS“v pravém horním rohu rozhraní. Tím se dostanete ke službě výroby desek plošných spojů Element14. Postupujte podle pokynů na jejich webových stránkách.

2. Pokud byste jej chtěli nechat vyrobit jiným výrobcem, budete muset exportovat soubory Gerber (soubory obsahující informace o vašem návrhu DPS). To provedete pomocí funkce „CAM Processor“v levé horní části rozhraní.

Zobrazí se nové okno: klikněte na „Načíst soubor úlohy“> „Místní úlohy CAM“> „gerb274x-mill-drill.cam“v levém horním rohu okna. Zaškrtněte políčko vedle rozbalovací nabídky označené „Exportovat jako ZIP“.

Klikněte na každou vrstvu na postranním panelu jednu po druhé a ujistěte se, že „Zrcadlit“v části „Styl“NENÍ zaškrtnuto, tj.: zrušte její výběr.

3. Jakmile budete hotovi, můžete kliknout na „Process Job“v levém dolním rohu okna. Otevře se další okno, kam můžete svou práci uložit, kamkoli budete chtít.

Nyní jej můžete odeslat jakékoli výrobní službě, která se vám líbí, objednat díly a pájet!

4. Alternativně můžete desku plošných spojů vyleptat sami. Chcete-li to provést, doporučuji článek Yeo Kheng Menga o tom, jak exportovat obrázek: „https://yeokhengmeng.com/2016/03/eagle-file-to-diy-pcb-etching/“(není sponzorován).

5. Chcete -li vytvořit B. O. M. (Bill Of Materials) pro objednání dílů přejděte do Schematického zobrazení a použijte funkci „Run ULP“v levé horní části rozhraní. Tím se otevře nové okno, vyberte „KOUPEL“a stiskněte Enter. Upravte nastavení podle svých preferencí a poté uložte svou práci.

Krok 9: Závěr

Gratulujeme, dostali jste se na konec Instruktabilní! Zasloužíš si medaili. Vím, že to bylo dlouhé, ale je tak těžké vložit tolik obsahu do jednoho instruktážního programu.

Doufám, že nyní máte znalosti a dovednosti k instalaci EAGLE, návrhu schématu a přeměně na PCB. Ačkoli se tento Instuctable mohl zdát dlouhý a složitý, ve skutečnosti to není tak těžké, pokud jej rozdělíte na jednoduché kroky.

Pokud máte nějaké rady, návrhy nebo dotazy, zanechte je prosím v sekci komentáře. Ty jsou pro mě neocenitelné, protože mi pomohou vylepšit mé pozdější Instructables.

Pokud si myslíte, že jsem si zasloužil váš hlas v soutěži PCB, udělejte to prosím níže.

Přeji vám hodně štěstí při výrobě a jako vždy zábavu!