Proměňte své schéma EAGLE na PCB: 22 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

V předchozím Instructable jsem poskytl úvod do schematického zadání pomocí editoru EAGLE CadSoftu. V tomto pokynu vyrobíme desku s plošnými spoji z tohoto schématu. Myslím, že bych měl říci, že uděláme DESIGN DPS; vyrobit fyzickou desku je jiný úkol a na netu je spousta návodů (a dokonce i některé instruktáže), jak desku vyrobit poté, co máte návrh.

Obecné informace Cadsoft EAGLE:

Cadsoft EAGLE je k dispozici na adrese https://www.cadsoftusa.com/ Cadsoft je německá společnost, která je skutečnou mekkou osvícení distribuce softwaru. Kromě cenově výhodných balíčků profesionálních návrhů desek plošných spojů (1 200 $) mají licence freeware, lite, neziskové a další zprostředkující licence. Jejich software běží pod Windows, Linux a MacOSX. Je to trochu svérázné, se strmou (ale ne příliš vysokou) křivkou učení na frontendu, ale podle většiny zpráv to není o nic víc než jiné profesionální balíčky CAD. Mají online fóra podpory, která jsou aktivní jak od společnosti, tak od ostatních uživatelů, balíček je aktuálně ve vývoji a s každým vydáním se zlepšuje. Řada výrobců desek plošných spojů přijme své soubory CAD přímo. Je to dobrá věc. Použij to. Propagujte to. Kupte si ho, až „budete profesionální“. Viz také: Schematické zadávání Vytváření částí knihovny Úprava pravidel návrhu Odeslat soubory CAD výrobcům

Krok 1: Začněte od schématu…

Toto je tedy schéma, které máme ze Schematic Instructable. Nahoře v nabídce souboru je výběr „Přepnout na tabuli“. Pokud to uděláme z holého schématu, nabídne nám to vytvoření desky ze schématu pro nás (řekněte „ano“) a pak nás necháte sedět v editoru desek.

Krok 2: Použité příkazy nabídky

Board Board vypadá hodně jako schematický editor s několika různými příkazy. Zde je souhrn ikonických příkazů, které používám v tomto pokynu, a několik krátkých shrnutí: INFO Zobrazuje informace o objektu (komponenta, signál, trasování atd.) MOVE Umožňuje přesouvat součásti (stejné jako schematické.) SKUPINOVÉ Skupiny a kolekce objektů do „skupiny“, se kterou lze manipulovat současně. DELETE Odstranit objekt. Položky vytvořené ve schématech je třeba tam smazat. čáry (obvykle v neměděných vrstvách. ROUTE je pro kreslení mědi.) VIA vytvoří díru a podložku spojenou s nějakým signálem. (ve skutečnosti použijeme textový příkaz.) VYTVORTE díru, která není spojena se signálem, tj. pro montáž. RATSNEST přepočítá dráty a polygony, např. poté, co byly přesunuty součásti. CHANGE změní vlastnosti objektu. RIPUP změní směrovaná stopa zpět do vzduchového drátu. Stejné jako „odstranění“pro stopy. TEXT přidat textPOLYGON vytvoří mnohoúhelník (ve skutečnosti použijeme textový příkaz.) AUTOROUTE vyvolá autorouter. DRC vyvolá kontrolu návrhových pravidel a nastavení parametrů. Ke konci popíšu zbývající ikony a přiřadím je „užitečné“nebo „zbytečné“.

Krok 3: Nedotčený design DPS

Tak bude vypadat nově vytvořený design desek. Všechny vaše komponenty budou ve shluku vlevo od počátku a bude tam rámeček, který označí povolenou velikost desky při použití freeware nebo „Lite“verzí EAGLE (80x100mm). Když s nimi budete pohybovat, všechny součástky budou muset být uvnitř tohoto obrysu, i když můžete trochu podvádět a mít stopy nebo obrysy desky, které překračují limit velikosti desky. To má nepříjemný vedlejší účinek, že pokud vyberete součást z původního umístění, nemůžete ji vrátit zpět mimo obrys (můžete však použít ESC k přerušení tahu a komponenta se vrátí do původního stavu umístění.)

Dobře, několik definic je v pořádku

Všechny signály, které jste vytvořili ve schématu, jsou v současné době AIR WIRES; tenké žluté čáry, které jsou nakresleny nejkratším možným způsobem a vzájemně se kříží podle potřeby. Zůstávají připojeny k pinům komponent, i když s komponentou pohybujete. Příkaz RATSNEST je přepočítá a překreslí poté, co s věcmi pohnete (a řekněme, udělejte dva spojené piny blíže u sebe, než bývaly.) ROUTING signál sestává z přeměny vzduchového drátu na skutečnou měděnou stopu na některých vrstvách desku a umístění této stopy tak, aby nezkracovala další stopy na stejné vrstvě desky. Freeware verze Eagle podporuje pouze vrstvu TOP a BOTTOM a jako fandové máme motivaci zkusit použít pouze JEDNU vrstvu. Signál může přecházet z jedné vrstvy do druhé pomocí průchozího, což je vodivý otvor, podobně jako propojka (a použijeme propojky k implementaci nejvyšší úrovně desky, pokud dokážeme desku udělat většinou jednostrannou.) Vytvoření návrhu desky plošných spojů spočívá v umístění všech komponent na logická místa a ve směrování všech vzduchových vodičů způsobem, který umožňuje návrh fungovat.

Krok 4: O „vrstvách“desky

Editor Eagle Board má mnohem více vrstev než editor schémat. Nepřehledné množství vrstev. Většina příkazů kreslení má rozbalovací nabídku výběru hladin, kterou můžete použít k určení, na kterou vrstvu chcete kreslit (výjimky zahrnují objekty jako průchodky, které pokrývají více vrstev.) Zde jsou některé z důležitějších vrstev:

Krok 5: Přesuňte součásti do právní oblasti

První věc, kterou chceme udělat, je přesunout alespoň některé komponenty do oblasti právní rady, kde s nimi můžeme pracovat. Pokud máte obzvláště velkou desku s mnoha součástmi, můžete to udělat po částech. Pro tuto ukázkovou desku máme spoustu místa a můžeme je přesouvat najednou pomocí funkce přesouvání skupin. Vyberte ikonu SKUPINA, kliknutím a přetažením vytvoříte obdélník, který obejde celou součást. Poté vyberte ikonu PŘESUNUT a klikněte PRAVĚ (pravým kliknutím vyberete skupinu místo jedné součásti) a přetáhněte sadu do obrysu desky. Pomocí tlačítka ZOOM zpřísněte pohled.

Krok 6: Zmenšete obrys Boad trochu

Celá legální stránka desky je větší, než potřebujeme. Zmenšete obrys pomocí nástroje MOVE. Klikněte na střed horní vodorovné čáry (která vybere celou čáru místo koncového bodu) a přesuňte ji dolů, poté klikněte na střed svislé čáry zcela vpravo a přesuňte ji doleva. Kliknutím na střed čáry se přesune celá čára. Kliknutím na vrchol se přesune pouze bod. V tomto bodě nemusí být dokonalý; většinou hledáme lepší výhled pro další kroky. (Ach jo - kliknutím na tlačítko přiblížení zvětšíte okno v menším obrysu.)

Krok 7: Začněte umisťovat součásti

Nyní musíme na konečné desce přesunout součásti (blízko) tam, kde je chceme mít. NEBO je chceme přesunout na rozumná místa, která usnadní umístění stop. Mnoho „UMĚNÍ“výroby desek plošných spojů (a zejména jednostranných desek) spočívá v nalezení „dobrých“míst pro součásti. Obecně můžete začít umístěním komponent podobných tomu, jak se zobrazují na schématu. (To se rozpadá, když má čip více bran, nebo diagram ve schematickém symbolu má výrazně odlišné umístění pinů než skutečný čip, ale je to dobré místo pro diskreety a jednoduché komponenty. Nejhorší, co se stane, je, že vy ' Budu mít rozložení, které dává smysl, i když nebude dobře směrovat …) V tomto případě jsem umístil tranzistory výstupního výkonu poblíž lamp, se kterými jsou spojeny, a podíval jsem se na web na rozvržení 555, které by fungovalo no (nejdéle jsem zkoušel vyrábět desky s rozvodovou čepičkou umístěnou poblíž časovacích odporů a vždy jsem potřeboval propojku. Povzdech.) („Ať se nikomu jinému práce nevyhýbá tvýma očima.“)

Krok 8: Zkontrolujte signály, abyste zjistili, jak budou směrovány

Jedním ze způsobů, jak získat rady ohledně umístění součásti, je podívat se na některé významné signály a zjistit, zda mají pěkné rovné cesty, nebo zda kličkují po celé desce. Nejprve pomocí ikony/příkazu RATSNEST nechte EAGLE přepočítat dráty. Jak se věci mají nyní, mám pěkné přímé spojení od tranzistorů k lampám, ale když do příkazového řádku napíšu „show gnd“, vidím, že je to na úkor cikcaku pozemního signálu. Takže vyměním tranzistory, protože GND je důležitější, aby měl rovnou. (IMHO, YMMV atd.) (Tím se tranzistory dostanou do blízkosti zdrojů, které přepínají, nikoli do blízkosti lamp, na které přepínají, takže to stále dává smysl i z hlediska obvodu.) Po zbytek komponenty jsou umístěny na dobře vypadajících relativních místech, mohu je znovu přitisknout k sobě (ručně, přesouvat je po jednom; žádný magický příkaz!) a zmenšit obrys desky.

Krok 9: Načtěte pravidla návrhu

Jelikož jsme fandové, chceme vytvořit naši desku s širokými stopami a velkými mezerami (viz https://www.instructables.com/id/EZVIGHUBGCEP287BJB/)Takže načteme tu sadu pravidel designu fandy, než začneme vytyčení tratí. Klikněte na ikonu Kontrola pravidel návrhu a pomocí tlačítka Načíst načtěte hobby.dru z mého dalšího instruktážního programu. Nebo můžete hodnoty samozřejmě upravovat ručně a jednotlivě. Nebo je nechte tak, jak jsou…

Krok 10: Opravte nesprávný balíček

Můžete vidět, jak změna pravidla návrhu již upravila desku. Pady jsou větší a jsou kulaté. Také si všimnete, že jeden z rezistorů je na rozdíl od ostatních nastaven jako nevertikální balíček. Pravděpodobně to byla chyba ve schematickém zadání a nezáleželo na tom, když jsme měli jen schéma. Nyní, když vytváříme desku, chceme balíček podle potřeby změnit. Když vyberete nástroj change-> balíček a kliknete na část, kterou chcete změnit, zobrazí se vám seznam všech legálních balíčků pro tuto část (měly by být stejné jako ty, které se objevily ve schematickém dialogovém okně „přidat“) Existují i jiné způsoby, jak zadat příkaz „změnit“do oblasti zadávání textových příkazů, do které se budete chtít podívat, pokud potřebujete hodně změnit zařízení ke konkrétnímu balíčku, takže procházení seznamem u každého můžete přeskočit. Něco jako „změnit balíček 'R-US/0207/2V', a pak už jen kliknout na jednotlivé komponenty.

Krok 11: Zkuste Autorouter

Nyní uvidíme, zda autorouter může udělat část práce za nás. EAGLE autorouter není nejlepší na světě, ale i když odvede „špatnou“práci, poskytne nám obecné rady, jak věci musí vypadat nebo kde jsou problémová místa.

Klikněte na ikonu AUTOROUTE a vyskočí dialogové okno. Výchozí parametry vytvoří oboustrannou desku a my chceme alespoň zkusit vytvořit jednostrannou desku, takže první věcí, kterou musíte udělat, je nastavit preferovaný směr pro TOP vrstvu na NA (neaplikovatelné.) možná budete muset změnit směrovací mřížku. Toto je výchozí pro stejnou výchozí mřížku jako obecně editor rozvržení desky: 0,05 palce (1,27 mm, protože mám editor nastavený v metrice). mřížky, jsme s touto hodnotou v pořádku. Pokud máte komponenty SMT nebo jste přesouvali věci na jemnější mřížce, můžete mít podložky, které nejsou na dotykové mřížce, což se autorouteru moc nelíbí („nedosažitelná podložka“atd.) Mřížku můžete velmi zmenšit, ale bude to trvat déle. IMO, je lepší začít s hrubou mřížkou a snížit ji na polovinu pokaždé, když to vypadá, že trasy selžou, protože mřížka je příliš velká. Pamatujte také, že automatický směrovač dodržuje kótovací čáry desky, takže pokud jste je nepřesunuli blízko ke svým součástem, můžete mít stopy po celé desce. Nebo pokud jste obrys přesunuli příliš blízko k podložkám, možná jste zabránili stopám v přecházení na místa, kam potřebují.

Krok 12: Ruční trasování zbývajících stop

Autorouter zde odvedl docela pěknou práci. Zůstala jen jedna stopa.

Existuje několik způsobů, jak bychom mohli tento signál směrovat ručně, včetně některých hadích tras mezi tranzistorovými piny, které autorouter nepoužil kvůli pravidlům návrhu, která jsme zadali. Toto je relativně vysoká proudová stopa a rozhodl jsem se, že nebudu ani ručně porušovat pravidla návrhu. Místo toho použiji propojovací vodič na straně součásti, který mohu modelovat v EAGLE jako trasování na horní straně. Vyberte nástroj ROUTE a klikněte na koncový bod nezměněného (žlutého) vzduchového drátu a trasování můžete umístit téměř kamkoli chcete, přičemž v pruhu nabídky vyberte šířku, vrstvu a typ ohybu. To je ukázáno v posloupnosti obrázků v tomto kroku.

Krok 13: Přidejte polygony Power Plane

„Energetická letadla“jsou velké oblasti mědi, které nesou skutečný signál, obvykle napájení a zem. Na vícevrstvých deskách je běžné mít celé vrstvy většinou určené pro takovou energetickou rovinu. I na jednovrstvé desce existují určité výhody při provádění něčeho podobného: 1) Používejte méně leptadla2) přenáší silnější proud, jen pro případ3) usnadňuje připojení testovacích vodičů4) funguje jako jakási „statická bariéra“pro prsty v EAGLE. takto velké signální oblasti se kreslí příkazem „polygon“. Na panelu nástrojů je ikona pro kreslení polygonů, ale vytvoří polygony spojené s novým signálem a zjistil jsem, že při vytváření polygonu pro existující signál je jednodušší zadat textovou formu příkazu do oblasti příkazů textu. Chcete -li vytvořit mnohoúhelník připojený k signálu s názvem „gnd“, zadejte „poly gnd“Pokud v příkazu zadáte název signálu, polygon se k tomuto signálu automaticky připojí. (Pokud nakreslíte mnohoúhelník s ikonou, můžete jej později připojit k signálu pomocí příkazu „name“k přejmenování mnohoúhelníku. (Poté však již mnohoúhelník nemůžete přejmenovat bez přejmenování signálu).))

Krok 14: Přidejte V+ polygon

Nyní zopakujeme postup pro kladné napětí. Při kreslení schématu jsme však tento signál nikdy nepojmenovali, takže bude mít nějaké náhodné jméno jako „N $ 23“; Můžeme použít příkaz "INFO" k nalezení názvu signálu, který použijeme při kreslení polygonu, po kterém je to stejné jako při kreslení polygonu GND. V tomto případě je signál V+ pojmenován n $ 1, takže napíšeme "poly n 1 $"

Krok 15: Neaten Up: Smash Package Text

Pokud chceme, aby názvy komponentů byly čitelné na horní straně desky (přenesené pomocí přenosu toneru), nebo aby jen dobře vypadaly na výtiscích, je třeba názvy a hodnoty pravděpodobně přesunout z jejich výchozích umístění. Abychom přesunuli text odděleně od samotného zařízení, použijeme příkaz „SMASH“. (Proč se tomu říká „smeč“? Nevím!)

Vyberte z nabídky ikonu SMASH a poté klikněte na každou komponentu, jejíž text chcete přesunout. Pokud jsou to VŠECHNY součásti, existuje ULP, který rozbije všechno (ale ULP jsou předmětem možných budoucích instrukcí. Nebo příručky EAGLE.)

Krok 16: Upraveno; Přesunout stopy

Některé stopy můžeme přesunout, aby vypadaly úhledněji, nabídly lepší vůli atd.

Rovněž zmenšíme desku na konečnou velikost a ještě více rozmačkáme součásti dohromady.

Krok 17: Oprava OOPS

Pamatujete si ve schématu, které jsem zmínil, že bylo vynecháno několik věcí? Měli byste si jich nyní všimnout … POWER připojení; k této desce plošných spojů nelze připojit baterii nebo napájecí zdroj. Jistě, můžete na přívodní polygony připnout nějaké dráty, ale jak je to elegantní! Mohli bychom se vrátit ke schématu a přidat nějaké skutečné napájecí konektory nebo držáky baterie, ale ty jsou trochu tuhé pro obvod, který bude pravděpodobně stejně připojen k bateriovému bloku s některými vodiči. Místo toho přidejme nějaké Via, které budou fungovat jako spojovací body pro napájecí vodiče. Při přidávání Vias, jako je toto, je vhodné použít oblast zadávání textových příkazů, abychom mohli signál pojmenovat současně s přidáním via. Napište „via 'gnd' (ano, citáty zde potřebujete, na rozdíl od polygonů.) Můžete upravit velikost vrtáku a tvar a vypustit via down do příslušného polygonu. Rád používám dvě průchodky jako druh odlehčení tahu (jeden je větší, takže jím můžete protáhnout drát + izolaci, druhý má velikost pouze pro drát.) Kliknutím na ikonu RATSNEST zajistíte, že jsou spojovací prvky propojeny na mnohoúhelník. Potom proveďte totéž pro signál V+ (pojmenovaný N $ 1, vzpomínáte si).

Krok 18: Neaten Up: Povolit alternativní balíčky a možnosti

Můžeme upustit několik dalších otvorů pro montáž různých balíčků. Tranzistory použité ve zveřejněném schématu, které jsme zadali, zjevně přicházejí v jakémsi obalu kovových plechovek, který si získal oblibu. Pokud zařídíme tři montážní otvory v řadě, můžeme nahradit celou řadu různých tranzistorů, jejichž vedení vede tímto způsobem (TO92 nebo TO220, abychom zmínili dva populární moderní balíčky.) Pomocí příkazu info zjistěte názvy signálů, a potom "via 'n $ X'" na příkazovém řádku pro vytvoření via, následovaný manuální cestou k via v případě potřeby. V tomto případě jedna z umístěných průchodek koliduje se stopou signálu skrytou polygonem GND, takže tuto stopu musíme odstranit příkazem „ripup“(polygon se stále připojí k podložce.) Když už jsme u toho. Přidám nějaký text na sítotisk, abych ukázal, kam by měl směřovat emitorový vývod tranzistorů. Použijte tlačítko „text“a změňte vrstvu na tPlace.

Krok 19: Proveďte kontrolu pravidel návrhu

Chceme provést kontrolu pravidel návrhu, abychom se ujistili, že žádná z ručních úprav, které jsme provedli, neporušuje pravidla…

Krok 20: Výstup pomocí exportovaných obrázků

Uložte si práci často. Děláte to, že? Nyní jsme v podstatě hotovi a měli bychom zjistit, jak budeme vydávat naši desku pro obdiv na webových stránkách, recenzemi od vrstevníků, převodem na fyzický materiál PCB atd. Jeden způsob výstupu desky je „export“obrázku.

Krok 21: Další užitečné ikony nabídek

Zde jsou některé další užitečné příkazy přístupné z ikon nabídky VRSTVY Upravte, které vrstvy se zobrazují. Desky mají mnohem více vrstev než schémata! ZRCÁTKO Přesuňte součást z montáže na horní část desky na montáž na spodní část desky. VYŘEZÁVEJTE, KOPÍROVAT výběr, navzdory názvu. NÁZEV Změňte název objektu. KRUH Kreslit kruh. OBDELNÍK Nakreslete obdélník. ZNAČKA Umístěte značku měření. Ve vaší informační oblasti se začnou zobrazovat vzdálenosti vzhledem ke značce i původu. ROTATE otočí objekt. To může otáčet úhly jiné než 90 stupňů. VLOŽIT Vložit některé objekty, které byly dříve zkopírovány pomocí CUT. VALUE Změnit hodnotu objektu. MITER, aby rohy signálu byly zaoblené. ARC Nakreslete oblouk.

Krok 22: Zbytečné příkazy

Toto jsou ikony nabídek, které mi při vytváření desek nepřipadají vůbec užitečné, alespoň ne ze schémat (a domnívám se, že byste měli vždy vytvářet schémata, která se budou hodit k vašim tabulím; nuda pro vlastní dokumentaci a možnosti kontroly chyb, které jsou přidány.) SHOW SHOW je užitečnější z oblasti příkazů textu. Myslím. PRODUKT Duplikovat objekt. Obvykle se provádí ve schématu. ADD Přidejte komponentu. Usuaully done in the schematic. REPLACEJOIN Probíhá automaticky, obvykle? POLYGON užitečnější z oblasti textových příkazů. SIGNAL Vytvořte signál. Obvykle se provádí ve schématu