Verander uw EAGLE-schema in een PCB - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

In een eerdere Instructable heb ik een inleiding gegeven tot schematische invoer met behulp van CadSoft's EAGLE-editor. In deze instructable maken we een printplaat van dat schema. Ik denk dat ik moet zeggen dat we een PCB-ONTWERP maken; het maken van het fysieke bord is een andere taak, en er zijn veel tutorials op het net (en zelfs enkele instructables) over het maken van het bord nadat je het ontwerp hebt.

Cadsoft EAGLE algemene informatie:

Cadsoft EAGLE is beschikbaar op https://www.cadsoftusa.com/ Cadsoft is een Duits bedrijf dat een waar mekka is van verlichting op het gebied van softwaredistributie. Naast de redelijk geprijsde professionele PCB-ontwerppakketten ($ 1200), hebben ze freeware, lite, non-profit en andere tussenliggende licenties. Hun software draait onder Windows, Linux en MacOSX. Het is een beetje eigenzinnig, met een steile (maar niet te hoge) leercurve aan de voorkant, maar uit de meeste rapporten is het niet meer zo dan andere professionele CAD-pakketten. Ze hebben online ondersteuningsforums die actief zijn van zowel het bedrijf als andere gebruikers, het pakket is momenteel in ontwikkeling en wordt met elke release beter. Een aantal PCB-fabrikanten accepteert hun CAD-bestanden rechtstreeks. Het is goed spul. Gebruik het. Verspreid het. Koop het als je "pro gaat". Zie ook:Schematische invoerBibliotheekonderdelen makenOntwerpregelaanpassingStuur CAD-bestanden naar fabrikanten

Stap 1: Uitgaande van het schema…

Dus dit is het schema dat we hebben van de Schematische Instructable. Boven in het bestandsmenu is er een "Switch to board" selectie. Als we dat doen vanuit een kaal schema, biedt het ons aan om het bord van het schema voor ons te maken (zeg "ja") en ons vervolgens in de bordeditor te laten zitten.

Stap 2: Gebruikte menuopdrachten

De bordeditor lijkt veel op de schema-editor, met enkele verschillende commando's. Hier is een samenvatting van de iconische commando's die ik gebruik in deze instructable, en enkele korte samenvattingen:INFO Toont informatie over een object (component, signaal, trace, etc.)MOVE Hiermee kunnen componenten worden verplaatst (zelfde als schematisch.)GROUP Groepeert een verzameling objecten in een "groep" die gelijktijdig kan worden gemanipuleerd. DELETE Een object verwijderen. Items die in schema's zijn gemaakt, moeten daar worden verwijderd. SMASH Scheid de tekstlabels van een onderdeel van het onderdeel zelf, zodat ze onafhankelijk kunnen worden verplaatst. BREAK Voeg een hoek toe aan een lijn (of trace.)ROUTE verander een luchtdraad in een traceLINE-tekening lijnen (meestal in niet-koperen lagen. ROUTE is voor het tekenen van koper.) VIA maak een gat en pad dat bij een signaal hoort. (eigenlijk gebruiken we een tekstcommando.)HOLE een gat dat niet is gekoppeld aan een signaal, bijv. voor montage. RATSNEST berekent luchtdraden en polygonen opnieuw, bijv. nadat componenten zijn verplaatst. CHANGE verandert de eigenschappen van een object. RIPUP verandert een gerouteerd spoor terug naar een luchtdraad. Sorta gelijk aan "delete" voor traces. TEXT tekst toevoegenPOLYGON maak een polygoon (eigenlijk gebruiken we een tekstcommando.)AUTOROUTE roept de autorouter op. DRC roept de Design Rule Check en parameterinstelling op. Ik zal de resterende pictogrammen aan het einde beschrijven en ze "nuttig" of "nutteloos" toewijzen.

Stap 3: Het ongerepte PCB-ontwerp

Dit is hoe het nieuw gemaakte bordontwerp eruit zal zien. Al je componenten bevinden zich in een klomp links van de oorsprong en er zal een frame zijn dat de toegestane grootte van een bord aangeeft bij gebruik van de freeware of "Lite" -versies van EAGLE (80x100 mm). Alle componentpads moeten zich binnen die omtrek bevinden wanneer je ze verplaatst, hoewel je een beetje vals kunt spelen en sporen of bordomtrekken hebt die de limiet van de bordgrootte overschrijden. Dit heeft het vervelende neveneffect dat als je een onderdeel oppakt van zijn oorspronkelijke locatie, je het niet terug buiten de omtrek kunt plaatsen (je kunt echter ESC gebruiken om de verplaatsing af te breken, en het onderdeel zal terugkeren naar zijn oorspronkelijke plaats.)

Ok, een paar definities zijn op hun plaats

Alle signalen die u in het schema hebt gemaakt, zijn momenteel AIR WIRES; dunne gele lijnen die op de kortst mogelijke manier worden getekend en elkaar kruisen als dat nodig is. Ze blijven verbonden met de componentpinnen, zelfs wanneer u de component verplaatst. Het RATSNEST-commando herberekent en tekent deze opnieuw nadat je dingen hebt verplaatst (en bijvoorbeeld twee verbonden pinnen dichter bij elkaar hebt gemaakt dan vroeger). het bord, en het plaatsen van dat spoor zodat het niet kortsluit tegen andere sporen op dezelfde laag van het bord. De Freeware-versie van Eagle ondersteunt alleen een BOVENSTE en ONDERSTE laag, en als hobbyisten hebben we de motivatie om te proberen slechts EEN laag te gebruiken. Een signaal kan van de ene laag naar de andere overgaan met behulp van een via, wat een geleidend gat is, een beetje zoals een jumper (en we zullen jumpers gebruiken om het bovenste niveau van het bord te implementeren als we het bord grotendeels enkelzijdig kunnen maken.) Het maken van het PCB-ontwerp bestaat uit het plaatsen van alle componenten op logische plaatsen en het routeren van alle luchtdraden op een manier die het ontwerp mogelijk maakt.

Stap 4: Over bord "lagen"

De Eagle Board-editor heeft VEEL meer lagen dan de schematische editor. Een verwarrende veelheid aan lagen. De meeste tekenopdrachten hebben een vervolgkeuzemenu voor laagselectie dat u kunt gebruiken om aan te geven op welke laag u wilt tekenen (uitzonderingen zijn objecten zoals via's die meerdere lagen overspannen.) Hier zijn enkele van de belangrijkste lagen:

Stap 5: Verplaats de componenten naar het juridische gebied

Het eerste dat we willen doen, is in ieder geval enkele componenten naar het juridische bordgebied verplaatsen waar we met hen kunnen werken. Als je een bijzonder groot bord met veel componenten hebt, wil je dit misschien per sectie doen. Voor dit voorbeeldbord hebben we voldoende ruimte en kunnen we ze allemaal tegelijk verplaatsen met behulp van de groep-move-functie. Selecteer het GROUP-pictogram, klik en sleep om een rechthoek te maken die helemaal rond de componenten loopt. Selecteer vervolgens het VERPLAATS-pictogram en klik met de RECHTS (rechts klikken selecteert de groep in plaats van een enkele component) en sleep de set naar de omtrek van het bord. Gebruik de ZOOM-knop om het beeld scherper te maken.

Stap 6: Verklein de omtrek een beetje

De volledige juridische kant van het bestuur is groter dan we nodig hebben. Verklein de omtrek met het gereedschap VERPLAATSEN. Klik op het midden van de bovenste horizontale lijn (die de hele lijn selecteert in plaats van een eindpunt) en verplaats deze naar beneden. Klik vervolgens op het midden van de meest rechtse verticale lijn en verplaats deze naar links. Als u op het midden van een lijn klikt, wordt het geheel verplaatst lijn. Als u in de buurt van een hoekpunt klikt, wordt alleen het punt verplaatst. Het hoeft op dit punt niet perfect te zijn; we zijn vooral op zoek naar een beter zicht voor de volgende stappen. (Oh ja - klik op de zoomknop om opnieuw in te zoomen op het venster op de kleinere omtrek.)

Stap 7: Begin met het plaatsen van de componenten

Nu moeten we de componenten verplaatsen naar (in de buurt van) waar we ze op het laatste bord willen hebben. OF we willen ze verplaatsen naar verstandige plaatsen die het plaatsen van sporen gemakkelijker maken. Veel van de "KUNST" van het maken van PCB's (en vooral enkelzijdige printplaten) ligt in het vinden van "goede" plaatsen voor de componenten. Over het algemeen kun je beginnen met het plaatsen van de componenten zoals ze op het schema verschijnen. (Dit gaat kapot wanneer een chip meerdere poorten heeft, of het diagram in het schematische symbool een heel andere pinn-plaatsing heeft dan de eigenlijke chip, maar het is een goede plek om te beginnen voor discrete en eenvoudige componenten. Het ergste dat kan gebeuren is dat je' Ik heb een lay-out die logisch is, zelfs als deze niet goed wordt gerouteerd …) In dit geval plaatste ik de uitgangstransistotrs in de buurt van lampen waarmee ze zijn geassocieerd, en ik zocht op internet naar een 555-lay-out die zou werken nou (voor de langste tijd heb ik geprobeerd om boards te maken met de timingdop in de buurt van de timingweerstanden, en ik had altijd een jumper nodig. Zucht.) ("Laat niemand anders zijn werk aan je ogen ontwijken.")

Stap 8: Controleer de signalen om te zien hoe ze worden gerouteerd

Een manier om hints te krijgen over het plaatsen van onderdelen is door naar enkele belangrijke signalen te kijken om te zien of ze mooie rechte paden hebben, of dat ze over het hele bord zigzaggen. Gebruik eerst het RATSNEST-pictogram/commando om EAGLE de luchtdraden te laten herberekenen. Zoals het nu gaat, heb ik mooie rechte verbindingen van de transistors naar de lampen, maar als ik "show gnd" typ in de commandoregel, zie ik dat dit ten koste gaat van het zigzag maken van het grondsignaal. Dus ik verwissel de transistors omdat GND belangrijker is om recht te hebben. (IMHO, YMMV, enz.) (Hierdoor worden de transistors uiteindelijk in de buurt van de voedingen die ze schakelen geplaatst, in plaats van in de buurt van de lampen waarnaar ze overschakelen, dus dat is nog steeds logisch vanuit het oogpunt van een circuit.) Na de rest van de componenten zijn op relatief ogende locaties geplaatst, ik kan ze weer samenknijpen (handmatig, een voor een verplaatsen; geen magisch commando hiervoor!) en de omtrek van het bord nog wat kleiner maken.

Stap 9: ontwerpregels laden

Omdat we hobbyisten zijn, willen we ons bord maken met brede sporen en grote ruimtes (zie https://www.instructables.com/id/EZVIGHUBGCEP287BJB/) het opmaken van tracks. Klik op het pictogram Design Rule Check en gebruik de LOAD-knop om hobby.dru te laden vanuit mijn andere instructable. Of u kunt waarden natuurlijk handmatig en individueel wijzigen. Of laat ze zoals ze zijn…

Stap 10: Onjuist pakket repareren

U kunt zien hoe de wijziging van de ontwerpregel het bord al heeft gewijzigd. Pads zijn groter en ze zijn allemaal rond. Je zult ook merken dat een van de weerstanden is ingesteld als een niet-verticaal pakket, in tegenstelling tot de rest. Dit was waarschijnlijk een fout in de schematische invoer, en het maakte niet uit wanneer we alleen het schema hadden. Nu we het bord aan het maken zijn, willen we het pakket naar wens wijzigen. Wanneer u de tool wijzigen -> pakket selecteert en op het onderdeel klikt dat u wilt wijzigen, krijgt u een lijst te zien met alle juridische pakketten voor dat onderdeel (dit zouden dezelfde moeten zijn die in het schematische "toevoegen"-dialoogvenster verschenen) apparaten naar een bepaald pakket, zodat u de lijst voor elk pakket kunt overslaan. Iets als "verander pakket 'R-US/0207/2V', en klik dan gewoon op elk onderdeel.

Stap 11: Probeer de Autorouter

Nu zullen we zien of de autorouter een deel van het werk voor ons kan doen. De EAGLE autorouter is niet de beste ter wereld, maar zelfs als hij "slecht" werkt, zal hij ons enkele algemene hints geven over hoe dingen eruit moeten zien, of waar de probleemplekken zijn.

Klik op het AUTOROUTE-pictogram en er verschijnt een dialoogvenster. De standaardparameters produceren een dubbelzijdig bord en we willen op zijn minst PROBEREN om een enkelzijdig bord te maken, dus het eerste wat je moet doen is de voorkeursrichting voor de TOP-laag instellen op NA (niet van toepassing). die u mogelijk moet wijzigen, is het routeringsraster. Dit is standaard ingesteld op hetzelfde standaardraster als de bordlay-outeditor in het algemeen: 0,05 inch (1,27 mm, aangezien ik mijn editor in metrisch heb ingesteld.) Aangezien dit specifieke bord grote delen heeft en we er geen hebben verplaatst van de standaard raster, we zijn ok met die waarde. Als je SMT-componenten hebt of dingen op een fijner raster hebt verplaatst, heb je misschien pads die niet op het touing-raster staan, wat de autorouter niet zo leuk vindt ("onbereikbare pad", enz.) Je kunt het raster heel klein maken, maar het duurt langer. IMO, het is beter om te beginnen met een grof raster en dit te halveren telkens als het lijkt alsof routes mislukken omdat het raster te groot is. Houd er ook rekening mee dat de autorouter de maatlijnen van het bord volgt, dus als u ze niet dicht bij uw componenten hebt geplaatst, kunnen er sporen over het hele bord worden verspreid. Of als u de omtrek te dicht bij de pads hebt geplaatst, heeft u mogelijk voorkomen dat sporen naar de plaatsen gaan waar ze heen moeten.

Stap 12: resterende sporen handmatig routeren

De autorouter heeft hier behoorlijk goed werk geleverd. Er is nog maar één spoor over.

Er zijn een aantal manieren waarop we dit signaal handmatig kunnen routeren, waaronder enkele slangachtige routes tussen transistorpinnen die de autorouter niet heeft gebruikt vanwege de ontwerpregels die we hebben gespecificeerd. Dit is een relatief hoog stroomspoor en ik heb besloten dat ik de ontwerpregels ook niet handmatig zal overtreden. In plaats daarvan gebruik ik een jumperdraad aan de componentzijde, die ik in EAGLE kan modelleren als een trace aan de bovenzijde. Selecteer de ROUTE-tool en klik op een eindpunt van een niet-gerouteerde (gele) luchtdraad, en je kunt een spoor vrijwel overal plaatsen waar je maar wilt, terwijl je de breedte, laag en type buiging selecteert in de menubalk. Dit wordt weergegeven in de opeenvolging van afbeeldingen in deze stap.

Stap 13: Power Plane-polygonen toevoegen

"Power planes" zijn grote delen van koper die een echt signaal dragen, meestal stroom en aarde. Op meerlaagse boards is het gebruikelijk om hele lagen te hebben die meestal aan zo'n powerplane zijn gewijd. Zelfs op een enkellaags bord zijn er enkele voordelen om iets soortgelijks te doen:1) Gebruik minder etsmiddel2) voert zwaardere stroom, voor het geval dat3) maakt het gemakkelijker om meetsnoeren aan te sluiten4) fungeert als een soort "statische barrière" voor vingersIn EAGLE. zulke grote signaalgebieden worden getekend met het "polygoon" commando. Er is een pictogram op de werkbalk voor het tekenen van polygonen, maar het zal polygonen creëren die zijn gekoppeld aan een nieuw signaal, en ik merk dat het gemakkelijker is om de tekstvorm van het commando in het tekstcommandogebied te maken bij het maken van een polygoon voor een bestaand signaal. Om een polygoon aan een sein met de naam 'gnd' te maken, typt u "poly gnd". Door het een signaalnaam te geven in het commando, wordt de polygoon automatisch met dat sein verbonden. (Als u een polygoon tekent met het pictogram, kunt u het later verbinden met een sein door de opdracht "name" te gebruiken om de polygoon te hernoemen. (hierna kunt u de polygoon echter niet opnieuw hernoemen zonder het signaal ook te hernoemen).))

Stap 14: V+ Polygoon toevoegen

Nu herhalen we het proces voor de positieve spanning. We hebben dat signaal echter nooit een naam gegeven toen we het schema tekenden, dus het zal een willekeurige naam hebben zoals "N$23"; We kunnen de opdracht "INFO" gebruiken om de signaalnaam te vinden die moet worden gebruikt wanneer we de polygoon tekenen, waarna het hetzelfde is als het tekenen van de GND-polygoon. In dit geval heet het V+-signaal n$1, dus we typen "poly n $1"

Stap 15: netjes opgeknapt: pakkettekst verpletteren

Als we willen dat de namen van componenten leesbaar zijn op de bovenkant van het bord (overgedragen via tonertransfer), of er gewoon goed uit willen zien op afdrukken, moeten deze namen en waarden waarschijnlijk worden verplaatst van hun standaardlocaties. Om de tekst los van het apparaat zelf te verplaatsen, gebruiken we de opdracht "SMASH". (Waarom heet het "smash"? Ik weet het niet!)

Selecteer het SMASH-pictogram in het menu en klik vervolgens op elk onderdeel waarvan u de tekst wilt verplaatsen. Als dit ALLE componenten zijn, is er een ULP die alles zal vernietigen (maar ULP's zijn een onderwerp voor mogelijke toekomstige instructables. Of de EAGLE-handleidingen.)

Stap 16: netjes opgeknapt; Verplaats sporen

We kunnen sommige sporen verplaatsen zodat ze er netter uitzien, een betere klaring bieden, enz.

Ook verkleinen we het bord tot zijn uiteindelijke grootte en drukken we de componenten nog wat samen.

Stap 17: Een OOPS repareren

Weet je nog in het schema dat ik noemde dat er een paar dingen waren weggelaten? Je zou ze nu ongeveer moeten opmerken … POWER-aansluitingen; er is geen manier om een batterij of voeding op deze printplaat aan te sluiten. Oh ja, je kunt gewoon wat draden op de leveringspolygonen plakken, maar hoe elegant is dat! We zouden terug kunnen gaan naar het schema en wat echte stroomconnectoren of batterijhouders toevoegen, maar die zijn een beetje rigide voor een circuit dat waarschijnlijk toch met wat draden op een batterijpakket zal worden aangesloten. Laten we in plaats daarvan wat Via's toevoegen om als verbindingspunten voor de stroomdraden te dienen. Wanneer Via's op deze manier worden toegevoegd, is het handig om het invoergebied voor tekstcommando's te gebruiken, zodat we het signaal een naam kunnen geven terwijl we de via toevoegen. Typ "via 'gnd'" (ja, je hebt hier de aanhalingstekens nodig, in tegenstelling tot polygonen.) Je kunt de boorgrootte en via-vorm aanpassen, en de via naar beneden in de juiste aanbodpolygoon laten vallen. Ik gebruik graag twee via's als een soort trekontlasting (de ene is groter gemaakt zodat je er draad + isolatie doorheen kunt voeren, de andere is geschikt voor alleen de draad.) Een klik op het RATSNEST-pictogram zorgt ervoor dat de via's verbonden zijn naar de veelhoek. Doe dan hetzelfde voor het V+-signaal (genaamd N$1, weet je nog.)

Stap 18: netjes opgeknapt: alternatieve pakketten en opties toestaan

We kunnen wat extra gaten laten vallen voor het monteren van verschillende pakketten. De transistors die worden gebruikt in het gepubliceerde schema dat we hebben ingevoerd, komen blijkbaar in een soort metalen blikverpakking die in populariteit is gedaald. Als we drie in-line montagegaten regelen, kunnen we een heleboel verschillende transistors vervangen waarvan de pakketkabels op die manier komen (TO92 of TO220, om twee populaire moderne pakketten te noemen.) Gebruik het info-commando om de signaalnamen te achterhalen, en vervolgens "via 'n$X'" op de opdrachtregel om de via te maken, gevolgd door een handmatige route naar de via indien nodig. In dit geval botst een van de geplaatste via's met een signaalspoor verborgen door de GND-polygoon, dus we moeten dat spoor verwijderen met het "ripup" -commando (de polygoon zal nog steeds verbinding maken met de pad.) Terwijl we toch bezig zijn. Ik zal wat tekst aan de zeefdruk toevoegen om te laten zien waar de emitterdraad van de transistors moet komen. Gebruik de pictogramknop "tekst" en verander de laag in tPlace.

Stap 19: Voer de ontwerpregelcontrole uit

We willen een ontwerpregelcontrole uitvoeren om er zeker van te zijn dat geen van de handmatige bewerkingen die we hebben gedaan in strijd is met de regels…

Stap 20: Uitvoer met behulp van geëxporteerde afbeeldingen

Sla je werk vaak op. Dat heb je toch gedaan, toch? Nu zijn we in wezen klaar, en we moeten uitzoeken hoe we onze bewondering van het bord op webpagina's gaan weergeven, beoordelen door collega's, overzetten naar fysiek PCB-materiaal, enzovoort. manier om het bord uit te voeren is door een afbeelding te "exporteren".

Stap 21: Andere handige menupictogrammen

Hier zijn enkele andere handige commando's die toegankelijk zijn via de menupictogrammenLAYERS Aanpassen welke lagen worden weergegeven. Borden hebben veel meer lagen dan schema's!SPIEGEL Verplaats een component van gemonteerd op de bovenkant van het bord naar gemonteerd op de onderkant van het bord. CUT COPYS een selectie, ondanks de naam. NAAM Verander de naam van een object. CIRKEL Tekenen een cirkel. RECHTHOEK Teken een rechthoek. MARK Plaats een maatmarkering. Uw informatiegebied begint afstanden te tonen ten opzichte van de markering en de oorsprong. ROTATE roteer een object. Dit kan andere hoeken dan 90 graden roteren. PASTE Plak enkele objecten die eerder zijn gekopieerd met CUT. VALUE Verander de waarde van een object. MITER maak signaalhoeken afgerond. ARC Teken een boog.

Stap 22: Nutteloze opdrachten

Dit zijn menupictogrammen die ik helemaal niet nuttig vind bij het maken van borden, althans niet van schema's (en ik vind dat je altijd schema's moet maken die bij je borden passen; borh voor zelfdocumentatie en de foutcontrolemogelijkheden die zijn toegevoegd.) SHOW SHOW is handiger vanuit het tekstcommandogebied. I think. DUPLICATE Dupliceer een object. Meestal gedaan in het schema. ADD Voeg een component toe. Gewoonlijk gedaan in het schema. REPLACEJOIN Gebeurt automatisch, meestal?POLYGON nuttiger vanuit het tekstcommandogebied. SIGNAAL Maak een signaal. Meestal gedaan in het schema