Ubah Skema EAGLE Anda Menjadi PCB: 22 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Dalam Instructable sebelumnya, saya memberikan intro ke entri skema menggunakan editor EAGLE CadSoft. Dalam instruksi ini, kita akan membuat papan sirkuit tercetak dari skema itu. Saya kira saya harus mengatakan bahwa kita akan membuat DESAIN PCB; membuat papan fisik adalah tugas yang berbeda, dan ada banyak tutorial di internet (dan bahkan beberapa instruksi) tentang membuat papan setelah Anda memiliki desain.

Informasi umum Cadsoft EAGLE:

Cadsoft EAGLE tersedia dari https://www.cadsoftusa.com/ Cadsoft adalah perusahaan Jerman yang merupakan kiblat dari pencerahan distribusi perangkat lunak. Selain paket desain PCB profesional dengan harga terjangkau ($1200), mereka memiliki lisensi freeware, lite, non-profit, dan perantara lainnya. Perangkat lunak mereka berjalan di bawah windows, linux, dan MacOSX. Ini sedikit aneh, dengan kurva belajar yang curam (tetapi tidak terlalu tinggi) di ujung depan, tetapi dari sebagian besar laporan itu tidak lebih dari paket CAD profesional lainnya. Mereka memiliki forum dukungan online yang aktif dari perusahaan dan pengguna lain, paketnya sedang dalam pengembangan saat ini dan menjadi lebih baik dengan setiap rilis. Sejumlah perakit PCB akan menerima file CAD mereka secara langsung. Ini barang bagus. Gunakan. Menyebarkannya. Belilah saat Anda "menjadi pro". Lihat juga:Entri SkemaMembuat bagian Perpustakaan Modifikasi aturan desainKirim File CAD ke produsen

Langkah 1: Mulai Dari Skema…

Jadi ini adalah skema yang kami miliki dari Schematic Instructable. Di menu file, ada pilihan "Beralih ke papan". Jika kita melakukannya dari skema telanjang, itu akan menawarkan untuk membuat papan dari skema untuk kita (katakan "ya"), dan kemudian biarkan kita duduk di Editor Dewan.

Langkah 2: Perintah Menu Digunakan

Editor Dewan sangat mirip dengan editor skema, dengan beberapa perintah yang berbeda. Berikut adalah ringkasan dari perintah ikonik yang saya gunakan dalam instruksi ini, dan beberapa ringkasan singkat: INFO Menampilkan informasi tentang suatu objek (komponen, sinyal, jejak, dll.)MOVE Memungkinkan komponen untuk dipindahkan (sama seperti skema.)GROUP Grup a kumpulan objek menjadi "grup" yang dapat dimanipulasi secara bersamaan. HAPUS Menghapus objek. Item yang dibuat dalam skema perlu dihapus di sana. SMASH Pisahkan label teks bagian dari bagian itu sendiri, sehingga mereka dapat dipindahkan secara independen. BREAK Tambahkan sudut ke garis (atau jejak.)ROUTE mengubah airwire menjadi traceLINE draw garis (biasanya dalam lapisan non-tembaga. ROUTE adalah untuk menggambar tembaga.) VIA membuat lubang dan bantalan yang terkait dengan beberapa sinyal. (sebenarnya, kita akan menggunakan perintah teks.)LUBANG lubang yang tidak terkait dengan sinyal, misalnya untuk pemasangan. RATSNEST menghitung ulang kabel udara dan poligon, misalnya setelah komponen dipindahkan. UBAH mengubah properti objek. RIPUP mengubah a diarahkan jejak kembali ke airwire. Agak setara dengan "menghapus" untuk traces. TEXT menambahkan textPOLYGON membuat poligon (sebenarnya, kita akan menggunakan perintah teks.)AUTOROUTE memanggil autorouter. DRC memanggil Design Rule Check dan pengaturan parameter. Saya akan menjelaskan ikon yang tersisa menjelang akhir, dan menetapkan mereka "berguna" atau "tidak berguna."

Langkah 3: Desain PCB yang Tidak Tersentuh

Seperti inilah desain papan yang baru dibuat. Semua komponen Anda akan berada di rumpun di sebelah kiri asal, dan akan ada bingkai yang menandai ukuran papan yang diizinkan saat menggunakan EAGLE versi freeware atau "Lite" (80x100mm). Semua bantalan komponen harus berada di dalam garis itu ketika Anda memindahkannya, meskipun Anda dapat sedikit curang dan memiliki jejak atau garis besar papan yang melebihi batas ukuran papan. Ini memiliki efek samping yang mengganggu bahwa jika Anda mengambil komponen dari lokasi aslinya, Anda tidak dapat meletakkannya kembali di luar garis (namun, Anda dapat menggunakan ESC untuk membatalkan pemindahan, dan komponen akan kembali ke aslinya lokasi.)

Oke, ada beberapa definisi yang berurutan

Semua sinyal yang Anda buat dalam skema saat ini adalah KABEL UDARA; garis kuning tipis yang ditarik dengan cara sesingkat mungkin, saling bersilangan sesuai kebutuhan. Mereka tetap terhubung ke pin komponen bahkan ketika Anda memindahkan komponen. Perintah RATSNEST menghitung ulang dan menggambar ulang ini setelah Anda memindahkan sesuatu (dan, katakanlah, buat dua pin yang terhubung lebih dekat daripada sebelumnya.)ROUTING sinyal terdiri dari mengubah airwire menjadi jejak tembaga aktual pada beberapa lapisan papan, dan memposisikan jejak itu agar tidak pendek dengan jejak lain pada lapisan papan yang sama. Eagle versi Freeware hanya mendukung lapisan TOP dan BOTTOM, dan sebagai penghobi kami memiliki motivasi untuk mencoba hanya menggunakan SATU lapisan. Sinyal dapat bertransisi dari satu lapisan ke lapisan lain menggunakan via, yang merupakan lubang konduktor, agak seperti jumper (dan kami akan menggunakan jumper untuk menerapkan tingkat atas papan jika kami dapat membuat papan sebagian besar satu sisi.) Membuat desain PCB terdiri dari menempatkan semua komponen di tempat yang logis, dan merutekan semua kabel udara dengan cara yang memungkinkan desain berfungsi.

Langkah 4: Tentang Papan "lapisan"

Editor Eagle Board memiliki BANYAK lapisan lebih banyak daripada editor skematik. Banyak lapisan yang membingungkan. Sebagian besar perintah menggambar memiliki menu pull-down pemilihan lapisan yang dapat Anda gunakan untuk menentukan lapisan mana yang ingin Anda gambar (pengecualian mencakup objek seperti vias yang menjangkau beberapa lapisan.) Berikut adalah beberapa lapisan yang lebih penting:

Langkah 5: Pindahkan Komponen Ke Area Hukum

Hal pertama yang ingin kami lakukan adalah memindahkan setidaknya beberapa komponen ke dalam area legal board di mana kami dapat bekerja dengan mereka. Jika Anda memiliki papan yang sangat besar dengan banyak komponen, Anda mungkin ingin melakukan ini bagian demi bagian. Untuk papan contoh ini, kami memiliki banyak ruang dan kami dapat memindahkan semuanya sekaligus, menggunakan fitur pemindahan grup. Pilih ikon GROUP, lalu klik dan seret untuk membuat persegi panjang yang mengelilingi komponen. Kemudian pilih ikon PINDAHKAN dan klik KANAN (klik kanan memilih grup, bukan satu komponen) dan seret set ke dalam garis papan. Gunakan tombol ZOOM untuk memperketat tampilan.

Langkah 6: Kecilkan Garis Besar Boad Sedikit

Sisi hukum penuh dewan lebih besar dari yang kita butuhkan. Kecilkan garis luar dengan menggunakan alat MOVE. Klik di tengah garis horizontal atas (yang memilih seluruh garis alih-alih titik akhir) dan gerakkan ke bawah, Kemudian klik di tengah garis vertikal paling kanan dan pindahkan ke kiri. Mengklik di dekat pusat garis akan memindahkan keseluruhan garis. Mengklik di dekat simpul hanya memindahkan titik. Tidak harus sempurna pada titik ini; kami sebagian besar mencari tampilan yang lebih baik untuk langkah selanjutnya. (Oh ya - klik tombol zoom untuk memperbesar kembali jendela pada garis yang lebih kecil.)

Langkah 7: Mulai Menempatkan Komponen

Sekarang kita perlu memindahkan komponen ke (dekat) di mana kita menginginkannya di papan akhir. ATAU kami ingin memindahkannya ke tempat yang masuk akal yang akan memudahkan penempatan jejak. Banyak "ART" dalam membuat PCB (dan terutama Single Sided Boards) terletak pada menemukan tempat yang "baik" untuk komponen. Secara umum, Anda dapat memulai dengan menempatkan komponen yang serupa dengan tampilannya pada skema. (Ini rusak ketika sebuah chip memiliki banyak gerbang, atau diagram dalam simbol skema memiliki penempatan pin yang sangat berbeda dari chip yang sebenarnya, tetapi ini adalah tempat yang baik untuk memulai untuk komponen rahasia dan sederhana. Yang terburuk yang akan terjadi adalah Anda' akan memiliki tata letak yang masuk akal, meskipun tidak mengarahkan dengan baik…)Dalam hal ini, saya meletakkan transistor keluaran daya di dekat lampu yang terkait dengannya, dan saya mencari di web untuk tata letak 555 yang akan berfungsi baik (untuk waktu yang lama, saya mencoba membuat papan dengan tutup waktu yang ditempatkan di dekat resistor waktu, dan saya selalu membutuhkan jumper. Sigh.) ("Jangan biarkan pekerjaan orang lain luput dari pandangan Anda.")

Langkah 8: Periksa Sinyal untuk Melihat Bagaimana Rutenya

Salah satu cara untuk mendapatkan petunjuk tentang penempatan bagian adalah dengan melihat beberapa sinyal signifikan untuk melihat apakah mereka memiliki jalur lurus yang bagus, atau apakah mereka zig-zag di seluruh papan. Pertama-tama gunakan ikon/perintah RATSNEST agar EAGLE menghitung ulang kabel udara. Keadaannya sekarang, saya memiliki koneksi lurus yang bagus dari transistor ke lampu, tetapi jika saya mengetik "show gnd" di baris perintah, saya melihat bahwa ini dengan mengorbankan membuat sinyal ground zigzag. Jadi saya menukar transistor karena GND lebih penting untuk lurus. (IMHO, YMMV, dll.) (Ini akhirnya menempatkan transistor di dekat pasokan yang mereka alihkan, daripada di dekat lampu yang mereka alihkan, sehingga masih masuk akal dari sudut pandang sirkuit juga.) Setelah sisa komponen ditempatkan di lokasi relatif yang tampak ok, saya dapat menyatukannya lagi (secara manual, memindahkannya satu per satu; tidak ada perintah ajaib untuk ini!) dan mengecilkan garis besar papan lagi.

Langkah 9: Muat Aturan Desain

Karena kami adalah penghobi, kami ingin membuat papan kami dengan jejak lebar dan ruang besar (lihat https://www.instructables.com/id/EZVIGHUBGCEP287BJB/)Jadi kami akan memuat seperangkat aturan desain penghobi sebelum memulai meletakkan trek. Klik ikon Periksa Aturan Desain dan gunakan tombol LOAD untuk memuat hobby.dru dari instruksi saya yang lain. Atau Anda dapat mengubah nilai secara manual dan individual, tentu saja. Atau biarkan mereka apa adanya…

Langkah 10: Perbaiki Paket yang Salah

Anda dapat melihat bagaimana perubahan aturan desain telah memodifikasi papan. Bantalan lebih besar, dan semuanya bulat. Anda juga akan melihat bahwa salah satu resistor diatur sebagai paket non-vertikal, tidak seperti yang lain. Ini mungkin kesalahan dalam entri skema, dan tidak masalah ketika yang kami miliki hanyalah skema. Sekarang kita sedang membuat papan, kita ingin mengubah paket yang sesuai. Ketika Anda memilih change->package tool dan klik pada bagian yang akan diubah, Anda akan diperlihatkan daftar semua paket legal untuk bagian itu (ini harus sama dengan yang muncul dalam dialog "tambahkan" skema)Ada cara lain untuk memasukkan perintah "ubah" di area entri perintah teks yang ingin Anda lihat jika Anda perlu banyak mengubah perangkat ke paket tertentu, sehingga Anda dapat melewati daftar untuk masing-masing paket. Sesuatu seperti "ubah paket 'R-US/0207/2V', lalu klik saja pada setiap komponen.

Langkah 11: Coba Autorouter

Sekarang kita akan melihat apakah autorouter dapat melakukan beberapa pekerjaan untuk kita. Autorouter EAGLE bukan yang terbaik di dunia, tetapi bahkan ketika melakukan pekerjaan yang "buruk", itu akan memberi kita beberapa petunjuk umum tentang bagaimana hal-hal perlu dilihat, atau di mana titik-titik masalah berada.

Klik ikon AUTOROUTE, dan kotak dialog akan muncul. Parameter default akan menghasilkan papan dua sisi, dan kami ingin setidaknya COBA membuat papan satu sisi, jadi hal pertama yang harus dilakukan adalah mengatur arah yang disukai untuk lapisan TOP ke NA (Tidak Berlaku.) Hal lainnya Anda mungkin perlu mengubah adalah grid routing. Ini default ke grid default yang sama dengan editor tata letak papan pada umumnya: 0,05 inci (1,27mm, karena editor saya telah diatur dalam metrik.) Karena papan khusus ini memiliki bagian besar, dan kami belum memindahkan apa pun dari default grid, kami setuju dengan nilai itu. Jika Anda memiliki komponen SMT atau telah memindahkan barang-barang di sekitar grid yang lebih halus, Anda mungkin memiliki bantalan yang tidak berada di grid touing, yang tidak terlalu disukai oleh autorouter ("unreachable pad", dll) Anda dapat membuat grid sangat kecil, tapi itu akan memakan waktu lebih lama. IMO, lebih baik memulai dengan grid kasar dan membaginya menjadi dua setiap kali sepertinya rute gagal karena grid terlalu besar. Perhatikan juga bahwa autorouter mematuhi garis dimensi papan, jadi jika Anda belum memindahkannya ke dekat komponen Anda, Anda mungkin memiliki jejak yang menyebar ke seluruh papan. Atau jika Anda telah memindahkan garis terlalu dekat dengan bantalan, Anda mungkin telah mencegah jejak pergi ke tempat yang harus mereka tuju.

Langkah 12: Rutekan Trek yang Tersisa Secara Manual

Autorouter melakukan pekerjaan yang cukup bagus di sini. Hanya ada satu jejak yang tersisa.

Ada beberapa cara kita dapat merutekan sinyal ini secara manual, termasuk beberapa rute berliku antara pin transistor yang tidak digunakan oleh autorouter karena aturan desain yang kita tentukan. Ini adalah jejak arus yang relatif tinggi, dan saya memutuskan bahwa saya juga tidak akan melanggar aturan desain secara manual. Sebagai gantinya, saya akan menggunakan kabel jumper di sisi komponen, yang dapat saya modelkan di EAGLE sebagai jejak sisi atas. Pilih alat ROUTE dan klik pada titik akhir dari kabel udara yang tidak dirutekan (kuning), dan Anda dapat memposisikan jejak cukup banyak di mana pun Anda inginkan, memilih lebar, lapisan, dan jenis tikungan dari bilah menu saat Anda melanjutkan. Ini ditunjukkan dalam rangkaian gambar dalam langkah ini.

Langkah 13: Tambahkan Poligon Power Plane

"Pesawat daya" adalah area besar tembaga yang membawa sinyal aktual, biasanya daya dan ground. Pada papan multi-lapisan, umumnya seluruh lapisan sebagian besar didedikasikan untuk bidang daya semacam itu. Bahkan pada papan lapisan tunggal ada beberapa keuntungan untuk melakukan sesuatu yang serupa:1) Gunakan lebih sedikit penggores2) membawa arus yang lebih berat, untuk berjaga-jaga3) membuatnya lebih mudah untuk memasang kabel uji4) bertindak sebagai semacam "penghalang statis" ke jariDi EAGLE. area sinyal besar seperti itu digambar dengan perintah "poligon". Ada ikon pada bilah alat untuk menggambar poligon, tetapi itu akan membuat poligon yang terkait dengan sinyal baru, dan saya menemukan bahwa ketika membuat poligon untuk sinyal yang ada, lebih mudah untuk mengetik bentuk teks dari perintah di area perintah teks. Untuk membuat poligon yang dilampirkan ke sinyal bernama 'gnd', ketik "poly gnd" Dengan memberikan nama sinyal dalam perintah, poligon akan secara otomatis terhubung ke sinyal itu. (Jika Anda menggambar poligon dengan ikon, Anda dapat menghubungkannya ke sinyal nanti dengan menggunakan perintah "name" untuk mengganti nama poligon. (Namun, setelah ini, Anda tidak dapat mengganti nama poligon lagi tanpa mengganti nama sinyal juga.))

Langkah 14: Tambahkan V+ Poligon

Sekarang kita akan mengulangi proses untuk tegangan positif. Namun, kami tidak pernah menamai sinyal itu ketika kami menggambar skema, sehingga akan memiliki beberapa nama acak seperti "N$23"; Kita bisa menggunakan perintah "INFO" untuk mencari nama sinyal yang akan digunakan saat kita menggambar poligon, setelah itu sama dengan menggambar poligon GND. Dalam hal ini, sinyal V+ diberi nama n$1, jadi kita ketik "poly n $1"

Langkah 15: Rapikan: Smash Package Text

Jika kita ingin nama komponen terbaca di bagian atas papan (ditransfer melalui transfer toner), atau hanya agar terlihat bagus pada hasil cetakan, nama dan nilainya mungkin harus dipindahkan dari lokasi defaultnya. Untuk memindahkan teks secara terpisah dari perangkat itu sendiri, kami menggunakan perintah "SMASH". (Mengapa disebut "smash"? Saya tidak tahu!)

Pilih ikon SMASH dari menu, lalu klik setiap komponen yang teksnya ingin Anda pindahkan. Jika ini adalah SEMUA komponen, ada ULP yang akan menghancurkan semuanya (tetapi ULP adalah subjek untuk kemungkinan instruksi di masa mendatang. Atau manual EAGLE.)

Langkah 16: Rapikan; Pindahkan Jejak

Kami dapat memindahkan beberapa jejak sehingga terlihat lebih rapi, menawarkan jarak yang lebih baik, dll.

Juga, kami mengecilkan papan ke ukuran akhirnya dan menyatukan komponen lagi.

Langkah 17: Memperbaiki OOPS

Ingat kembali skema saya menyebutkan bahwa ada beberapa hal yang telah ditinggalkan? Anda harus memperhatikan mereka tentang sekarang … koneksi POWER; tidak ada cara untuk menghubungkan baterai atau catu daya ke papan sirkuit ini. Oh tentu, Anda bisa menempelkan beberapa kabel ke poligon suplai, tapi betapa elegannya itu! Kita bisa kembali ke skema dan menambahkan beberapa konektor daya atau dudukan baterai yang sebenarnya, tetapi itu agak kaku untuk sirkuit yang mungkin akan terhubung ke baterai dengan beberapa kabel. Sebagai gantinya, mari tambahkan beberapa Via untuk bertindak sebagai titik koneksi untuk kabel listrik. Saat menambahkan Via seperti ini, akan lebih mudah untuk menggunakan area entri perintah teks sehingga kita dapat memberi nama sinyal pada saat yang sama kita menambahkan via. Ketik "via 'gnd'" (ya, Anda memerlukan tanda kutip di sini, tidak seperti poligon.) Anda dapat menyesuaikan ukuran bor dan bentuk via, dan memasukkan via ke bawah dalam poligon suplai yang sesuai. Saya suka menggunakan dua vias sebagai semacam pelepas regangan (satu dibuat lebih besar sehingga Anda dapat memasukkan kawat + insulasi melaluinya, yang lain berukuran hanya untuk kabel.) Satu klik pada ikon RATSNEST akan memastikan vias terhubung ke poligon. Kemudian lakukan hal yang sama untuk sinyal V+ (bernama N$1, Anda ingat.)

Langkah 18: Rapikan: Izinkan untuk Paket dan Opsi Alternatif

Kami dapat menjatuhkan beberapa lubang tambahan untuk memasang paket yang berbeda. Transistor yang digunakan dalam skema yang diterbitkan yang kami masukkan tampaknya datang dalam semacam paket kaleng logam yang popularitasnya menurun. Jika kita mengatur tiga lubang pemasangan in-line, kita dapat mengganti banyak transistor berbeda yang kabel paketnya mengarah ke sana (TO92 atau TO220, untuk menyebutkan dua paket modern yang populer.)Gunakan perintah info untuk mencari tahu nama sinyalnya, dan kemudian "via 'n$X'" pada baris perintah untuk membuat via, diikuti dengan rute manual ke via jika diperlukan. Dalam hal ini, salah satu vias yang ditempatkan bertabrakan dengan jejak sinyal yang disembunyikan oleh poligon GND, jadi kita harus menghapus jejak itu dengan perintah "ripup" (poligon akan tetap terhubung ke pad.)Sementara kita melakukannya. Saya akan menambahkan beberapa teks ke layar sutra untuk menunjukkan ke mana ujung emitor transistor harus pergi. Gunakan tombol ikon "teks", dan ubah layer menjadi tPlace.

Langkah 19: Lakukan Pemeriksaan Aturan Desain

Kami ingin menjalankan pemeriksaan aturan desain untuk memastikan bahwa tidak ada pengeditan manual yang telah kami lakukan yang melanggar aturan…

Langkah 20: Keluarkan Menggunakan Gambar yang Diekspor

Simpan pekerjaan Anda sering. Anda telah melakukan itu, kan? Sekarang kita pada dasarnya sudah selesai, dan kita harus mencari tahu bagaimana kita akan menampilkan papan kita untuk kekaguman di halaman web, ditinjau oleh rekan-rekan, transfer ke materi PCB fisik, dan sebagainya. Satu cara untuk menampilkan papan adalah dengan "mengekspor" gambar.

Langkah 21: Ikon Menu Berguna Lainnya

Berikut adalah beberapa perintah berguna lainnya yang dapat diakses dari ikon menuLAYERS Sesuaikan layer mana yang ditampilkan. Papan memiliki lebih banyak lapisan daripada skema! CERMIN Pindahkan komponen dari yang dipasang di atas papan menjadi dipasang di bagian bawah papan. CUT COPYS pilihan, terlepas dari namanya. NAMA Ubah nama objek. LINGKARAN Gambar sebuah lingkaran. RECTANGLE Menggambar persegi panjang. MARK Tempatkan tanda pengukuran. Area info Anda akan mulai menunjukkan jarak relatif terhadap tanda dan juga asalnya. ROTATE memutar objek. Ini dapat memutar sudut selain 90 derajat. PASTE Tempel beberapa objek yang sebelumnya disalin dengan CUT. VALUE Mengubah nilai objek. MITER membuat sudut sinyal membulat. ARC Menggambar busur.

Langkah 22: Perintah Tidak Berguna

Ini adalah ikon menu yang menurut saya sama sekali tidak berguna dalam membuat papan, setidaknya bukan dari skema (dan saya merasa bahwa Anda harus selalu membuat skema untuk digunakan dengan papan Anda; borh untuk dokumentasi diri dan kemampuan pengecekan kesalahan yang ditambahkan.)SHOW SHOW lebih berguna dari area perintah teks. Saya pikir. DUPLIKAT Gandakan objek. Biasanya dilakukan dalam skema. ADD Add a component. Biasanya dilakukan dalam skema. REPLACEJOIN Terjadi secara otomatis, biasanya?POLYGON lebih berguna dari area perintah teks. SIGNAL Membuat sinyal. Biasanya dilakukan dalam skema