Circuits ontwerpen en een PCB maken met Autodesk EAGLE - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Er zijn veel soorten CAD-software (Computer Aided Design) die u kunnen helpen bij het ontwerpen en maken van PCB's (Printed Circuit Boards), het enige probleem is dat de meeste van hen niet echt uitleggen hoe ze moeten worden gebruikt en wat ze kunnen doen.

Ik heb in het verleden veel soorten CAD gebruikt en ik moet toegeven dat EAGLE verreweg de beste, krachtigste en gemakkelijkst te gebruiken is. Ik zeg dit niet alleen omdat het eigendom is van Autodesk, en Instructables ook. Ik geloof echt dat dit de beste optie is voor zowel beginners als professionals. (Bovendien, als je student bent, kun je het drie jaar gratis krijgen!)

In deze Instructable ga ik je stap voor stap leren hoe je EAGLE installeert, hoe je een circuit ontwerpt en de onderdelenlijst gebruikt, en deze vervolgens naar een PCB converteert.

Stap 1: EAGLE installeren

De eerste stap bij het maken van uw PCB is… verrassing, het downloaden van de software om dit te doen. EAGLE wordt ondersteund op de meeste besturingssystemen en kan eenvoudig worden verkregen via de website van Autodesk.

1. Ga eerst naar https://www.autodesk.com/products/eagle/overview en klik op de knop "subscribe" in het midden van de pagina; het zal u dan vragen om te selecteren welk abonnement u wilt. 2. Nu wordt u gevraagd om in te loggen of een account aan te maken. 3. U heeft de mogelijkheid om te betalen, selecteer welk besturingssysteem u wilt en de versie. Het product wordt dan gedownload. Volg de instructies in de installatiewizard om te installeren.

Stap 2: Aan de slag

Het moment is aangebroken, je kunt hem nu voor de eerste keer openen! Nadat u het hebt geopend en bent ingelogd, wordt u begroet met het configuratiescherm. Hier kunt u uw ontwerpen en modellen vinden en nieuwe update-informatie bekijken.

Een nieuw schema maken:

1. Klik op "Bestand" bovenaan de pagina en ga vervolgens naar "Nieuw" > "Schema". Dit opent een nieuw venster waarin u kunt beginnen met het maken van ons schema.

2. Begin met het installeren van de bibliotheken voor de onderdelen die u wilt gebruiken. Klik hiervoor op "Onderdeel toevoegen" in de zijbalk. Dit zal nog een ander venster openen waarin u onderdelen kunt selecteren om toe te voegen en te gebruiken. U moet de onderdelenbibliotheken downloaden.

3. Klik hiervoor op "Bibliotheekbeheer openen" in de linkerbenedenhoek. U ziet een ander venster; klik rechts in het midden op "Beschikbaar". Dit toont u alle mogelijke onderdelenbibliotheken die EAGLE te bieden heeft. Je kunt kiezen welke je wilt downloaden, maar ik raad aan ze allemaal te gebruiken.

4. Nadat u de gewenste hebt gemarkeerd, klikt u op "Gebruiken" in de rechterbenedenhoek van het venster. Hiermee start u met het downloaden van alle onderdelenbibliotheken die u hebt geselecteerd. Dit kan even duren, dus het is een goed moment om een hapje te eten en je klaar te maken om je schema en bord te maken. Zodra alle bibliotheken zijn gedownload, kunt u het venster "Bibliotheekbeheer" sluiten.

Stap 3: Uw schema maken

1. Begin uw schema door te zoeken naar de onderdelen die u wilt in het venster "Onderdeel toevoegen" is al geopend (of selecteer het in de zijbalk). Als u het onderdeel hebt gevonden, dubbelklikt u erop en u keert terug naar uw schema.

2. Om het onderdeel te plaatsen, klikt u op de plaats waar u het wilt hebben. Nadat je al je onderdelen hebt opgemaakt, selecteer je 'Net' in de zijbalk om de verbindingen tussen de onderdelen te tekenen, zodat je weet waar je de sporen moet tekenen (de koperdraden in de printplaat).

3. Om de sporen te tekenen, selecteert u "Net" en beweegt u uw muis over de pin van het onderdeel dat u wilt verbinden. Wanneer er een groene cirkel verschijnt, klikt u erop en vervolgens op de pin waarmee u deze wilt verbinden.

Om een onderdeel te verwijderen, selecteer je "Verwijderen" in de zijbalk en klik je op het midden van het onderdeel dat je wilt verwijderen.

Om een onderdeel te verplaatsen, selecteer je "Verplaatsen" in de zijbalk en klik je op het midden van het onderdeel dat je wilt verplaatsen, hierdoor wordt het felrood. Verplaats het waar je wilt en klik nogmaals om het te plaatsen.

Om een onderdeel te roteren, selecteer "Roteren" in de zijbalk en klik op het midden van het onderdeel om het 90º met de klok mee te draaien.

Om GND(Ground)- of VCC(Voltage at the Common Collector)-verbindingen te maken, gaat u naar het menu "Toevoegen" en zoekt u naar VCC of GND.

U kunt ook annotaties, vormen en tekst toevoegen door op die functies in de zijbalk te klikken.

Er zijn zoveel andere manieren om je onderdelen en ontwerp te manipuleren dat ik er niet eens op in ga in deze basishandleiding. Bekijk ze onder "bewerken" bovenaan je scherm. Ik raad aan om met ze te spelen, zelfs als je niet weet wat ze doen.

Veel plezier met het maken van je schema en speel met de verschillende tools die EAGLE te bieden heeft.

Stap 4: Lay-out van de componenten voor uw PCB

Het is tijd om je bord te maken!

1. Nadat u uw schema met succes hebt gemaakt, slaat u het op en klikt u vervolgens op de knop "Genereren/overschakelen naar bord" linksboven in de interface of onder "Bestand" bovenaan de pagina. Dit zal een nieuw venster openen met een zwarte achtergrond en al je onderdelen erin opgesteld.

2. Als u de standaardvorm van het bord waarop u uw onderdelen legt, wilt wijzigen, klikt u op "Laag" in de linkerbovenhoek van de interface en wijzigt u dit in "Dimensie". Dit betekent dat u nu de afmetingen van het bord zelf aan het bewerken bent.

Om ze te wijzigen, klikt u op een van de hoeken van de reeds bestaande rechthoek en sleept u deze naar de gewenste grootte, of u gaat naar "Tekenen" bovenaan de pagina en selecteert u welk type vormbord u wilt (rechthoek, polygoon, cirkel, enz.).

3. Nu je een geschikt bord hebt gemaakt, is het tijd om je componenten op te stellen. Klik op het onderdeel dat je wilt plaatsen en sleep het naar de gewenste plek op het bord. Om te veranderen aan welke kant van het bord een component staat, klik je op de "Spiegel"-optie in de zijbalk en selecteer je de component(en) die je van kant wilt wisselen.

Gebruik de functie "Roteren" in de zijbalk om een onderdeel te draaien.

4. Zodra al je onderdelen zijn geplaatst, is het tijd om sporen te maken. Dit zijn koperdraden die elektrische verbindingen tussen uw componenten tot stand brengen. Om deze toe te voegen, hebt u twee opties: Gebruik de auto-routerfunctie van EAGLE om automatisch sporen te maken (als u dit doet, ga dan naar stap 7), of teken ze handmatig.

Stap 5: Uw eigen sporen creëren

1. Om uw sporen handmatig te maken, berekent u eerst welke dikte u wilt hebben met behulp van een spoorbreedtecalculator. Ik gebruik https://www.4pcb.com/trace-width-calculator.html (niet gesponsord), maar je kunt er een gebruiken die je wilt.

2. Nadat u hebt bepaald welke diktetrace u wilt, klikt u op de vervolgkeuzelijst "Laag" en selecteert u welke laag u eerst wilt maken. Selecteer de functie "Route" in de zijbalk. Om het spoor de gewenste dikte te geven, gebruikt u de instelling "Breedte" linksboven op de rand van de interface.

3. Maak de trace door de pin/poot/pad te selecteren die u wilt als begin van uw trace. De trace zou moeten verschijnen als een rode lijn die zich uitstrekt van het begin van de trace tot uw muis. Daarnaast zou je ook gele lijnen moeten zien die zich uitstrekken van het einde van het spoor naar een speld/been/pad; dit zijn de elektrische verbindingen die u in uw schema hebt ontworpen.

4. Om een verbinding tot stand te brengen, klikt u op de pin waaraan u uw trace wilt bevestigen. Als u uw spoor ergens omheen wilt laten gaan of een hoek wilt hebben, klik dan op waar u het spoor wilt laten draaien en beweeg uw muis naar waar u de volgende hoek of verbinding wilt hebben. Blijf dit doen met al je verbindingen totdat er geen gele lijnen meer zijn. Probeer geen hoeken van 90º te maken omdat deze moeilijk te vervaardigen zijn; gebruik in plaats daarvan twee hoeken van 45º om sporen te verbinden.

5. Als u verbinding wilt maken tussen lagen, gebruikt u de functie "Via" in de zijbalk. Hierdoor ontstaat er een verbinding tussen de boven- en onderlaag in de vorm van een stipje.

6. Als u gaten voor montage wilt maken, gebruikt u de functie "Hole" op de zijbalk. Om de grootte van het gat te wijzigen, klikt u er met de rechtermuisknop op en selecteert u "Eigenschappen" en wijzigt u de "Boor"-instellingen dienovereenkomstig.

Stap 6: Een grondvlak en zeefdruk maken

Er zijn veel verschillende stijlen/lay-outs van PCB's, voor beginners. Ik raad een van de twee aan: ofwel verbind je al je componenten rechtstreeks met elkaar met sporen. U kunt ook al uw verbindingen maken, behalve de verbindingen die met aarde zijn verbonden, en dan de rest van de laag geheel of grotendeels een massief koperen grondvlak hebben (hierdoor worden alle aardverbindingen gemaakt zonder meerdere sporen te hebben). In het bovenstaande diagram zijn de blauwe lijnen de sporen op één laag en de rode de massieve koperen laag (het grondvlak). De blauwe sporen verbinden alle niet-aardverbindingen en de rode laag verbindt alle aardverbindingen.

1. Selecteer met de instelling "Laag" in de linkerbovenhoek aan welke laag u wilt werken. Nadat u de laag hebt geselecteerd, gebruikt u de functie "Polygoon" in de zijbalk en tekent u de omtrek voor elke gewenste vorm van het grondvlak.

2. Maak dit het grondvlak, nadat je alle andere sporen hebt gemaakt die je wilt, door op "Ratsnest" in de zijbalk te klikken. De rest van het bord wordt dan het massief koperen gebied. Om de afstand tussen het grondvlak en de sporen van de standaard te wijzigen, past u de instelling "Spacing" in de rechterbovenhoek van de interface aan.

3. Om je bord helemaal af te maken, kun je een zeefdruk toevoegen. Dit is een dunne laag inkt die op het oppervlak van de PCB is gedrukt om de oriëntaties, posities en componenten te tonen (deze worden automatisch voor u gedaan, tenzij uitgeschakeld/verwijderd). Het kan ook voor decoratieve doeleinden worden gebruikt.

4. Als u tekst of vormen aan de zeefdruk wilt toevoegen, wijzigt u de laag die u aan het bewerken bent met de instelling "Laag" in de linkerbovenhoek in "tPlace" of "bPlace". Hierdoor verandert respectievelijk de zeefdruk op de bovenste of onderste lagen. Gebruik een van de "Teken"-functies in de zijbalk om het gewenste patroon/ontwerp te maken.

Als je de laatste twee stappen hebt gevolgd, kun je stap 7 overslaan.

Stap 7: De Autorouter gebruiken

In plaats van handmatig alle sporen te tekenen, kunt u de autorouter gebruiken. Deze functie gebruikt een algoritme om de sporen voor u te tekenen. Dit is erg handig als u niet veel tijd heeft of niet de moeite neemt om dit handmatig te doen. Het zal echter wat spelen met de instellingen vergen om het goed te laten werken. En hoe goed de autorouter van EAGLE ook is, hij is nog steeds niet perfect en je zult nog steeds zijn werk moeten bekijken en aanpassen.

1. Om de autorouter te gebruiken, moet u eerst de software laten weten welke breedte u verschillende sporen wilt hebben. Ga hiervoor terug naar de Schematische weergave en selecteer 'Bewerken' > 'Netklassen'. Dit zal een nieuw venster openen met veel verschillende rijen erin.

Wijzig in de eerste de instelling "Breedte" in de gewenste breedte van een standaardspoor; dit is de standaardinstelling en stelt automatisch alle sporen in op deze breedte (u kunt ze later wijzigen).

2. Als je wilt dat sommige sporen breder zijn, ga dan naar de rij onder de eerste en hernoem deze (bijvoorbeeld: Grond). Vervolgens kunt u de breedte en andere instellingen naar wens wijzigen. Herhaal deze stappen voor elk spoor van verschillende grootte dat je op je bord wilt hebben. Als u tevreden bent met uw wijzigingen, klikt u linksonder op "OK".

3. Om verschillende sporen te wijzigen in verschillende grootte-instellingen, selecteert u de functie "Info" in de zijbalk en klikt u op het spoor dat u wilt wijzigen. Klik nu op het vervolgkeuzemenu "Net Class" onderaan en selecteer welke optie u wilt. Druk op "OK" als u tevreden bent.

4. U bent nu klaar om de autorouter uit te voeren: ga terug naar PCB View en druk op de "autorouter"-functie in de zijbalk. Er verschijnt een nieuw venster met alle instellingen voor de autorouter. Voor een basishandleiding is geen van deze belangrijk, dus klik gewoon op de knop "Doorgaan" onderaan en klik vervolgens op "Start". De software zal dan zijn ding doen. Dit kan even duren, dus leun achterover en ontspan een beetje.

Zodra het is gestopt met het maken van wijzigingen, klikt u op "Taak beëindigen" en kijkt u over de PCB om eventuele fouten te herstellen.

Stap 8: Gerbers en stuklijst exporteren voor fabricage

U bent eindelijk klaar met het ontwerpen van uw PCB! Geef jezelf een schouderklopje voor al het werk dat je erin steekt. Je verdient het.

Hoewel je net klaar bent met het maken van ons schema en bordontwerp, is het plezier nog maar net begonnen. Deze stap laat zien hoe u uw idee en ontwerp kunt omzetten in realiteit (dwz: een fysieke PCB maken).

1. Als u uw PCB-ontwerp bij een professionele service wilt bestellen, kunt u de functie "PCB-offerte" rechtsboven in de interface gebruiken. Hiermee gaat u naar de PCB-fabricageservice van Element14. Volg de instructies op hun website.

2. Als u het door een andere fabrikant wilt laten maken, moet u de Gerber-bestanden exporteren (bestanden met de informatie van uw PCB-ontwerp). Doe dit door de functie "CAM Processor" linksboven in de interface te gebruiken.

Er verschijnt een nieuw venster: klik op "Load Job File" > "Local CAM Jobs" > "gerb274x-mill-drill.cam" in de linkerbovenhoek van het venster. Vink het vakje aan naast de vervolgkeuzelijst met het label 'Exporteren als ZIP'.

Klik één voor één op elke laag in de zijbalk en zorg ervoor dat "Spiegel" onder "Stijl" NIET is geselecteerd, dwz: deselecteer het.

3. Als u klaar bent, kunt u op "Taak verwerken" klikken in de linkerbenedenhoek van het venster. Er wordt een ander venster geopend waarin u uw werk kunt opslaan waar u maar wilt.

Je kunt het nu naar elke gewenste fabricageservice sturen, de onderdelen bestellen en beginnen met solderen!

4. U kunt de print ook zelf etsen. Om dit te doen, raad ik het artikel van Yeo Kheng Meng aan over het exporteren van een afbeelding om dit te doen: "https://yeokhengmeng.com/2016/03/eagle-file-to-diy-pcb-etching/" (niet gesponsord).

5. Om een B. O. M. (Bill Of Materials) om de onderdelen te bestellen, ga naar Schematische weergave en gebruik de "Run ULP"-functie linksboven in de interface. Dit zal een nieuw venster openen, selecteer "BOM" en druk op Enter. Pas de instellingen aan uw voorkeuren aan en sla uw werk vervolgens op.

Stap 9: Conclusie

Gefeliciteerd, je hebt het einde van de Instructable gehaald! Je verdient een medaille. Ik weet dat het lang was, maar het is zo moeilijk om zoveel inhoud in een enkele instructable te passen.

Ik hoop dat je nu de kennis en vaardigheden hebt om EAGLE te installeren, een schema te ontwerpen en er een PCB van te maken. Hoewel dit Instuctable misschien lang en ingewikkeld leek, is het eigenlijk niet zo moeilijk als je het opsplitst in eenvoudige stappen.

Als je advies, suggesties of vragen hebt, laat ze dan achter in het opmerkingengedeelte. Deze zijn van onschatbare waarde voor mij omdat het me zal helpen om mijn latere Instructables te verbeteren.

Als je denkt dat ik je stem verdiend heb in de PCB-wedstrijd, doe dat dan hieronder.

Ik wens je veel succes met het maken en, zoals altijd, veel plezier!