Превратите вашу схему EAGLE в печатную плату: 22 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

В предыдущем учебном пособии я представил вводную часть схематического ввода с использованием редактора EAGLE от CadSoft. В этом руководстве мы сделаем печатную плату из этой схемы, я думаю, я должен сказать, что мы сделаем ДИЗАЙН печатной платы; Изготовление физической платы - это другая задача, и в сети есть множество руководств (и даже некоторые инструкции) по созданию платы после того, как у вас есть дизайн.

Общая информация о Cadsoft EAGLE:

Cadsoft EAGLE доступен по адресу https://www.cadsoftusa.com/ Cadsoft - немецкая компания, которая является настоящей Меккой просвещения в области распространения программного обеспечения. Помимо недорогих профессиональных пакетов для проектирования печатных плат (1200 долларов США), у них есть бесплатные, облегченные, некоммерческие и другие промежуточные лицензии. Их программное обеспечение работает под Windows, Linux и MacOSX. Это немного странно, с крутой (но не слишком высокой) кривой обучения на интерфейсе, но, судя по большинству отчетов, это не более, чем в других профессиональных пакетах САПР. У них есть онлайн-форумы поддержки, которые активны как со стороны компании, так и со стороны других пользователей, пакет находится в стадии разработки и становится лучше с каждым выпуском. Некоторые производители печатных плат принимают файлы САПР напрямую. Это хороший материал. Используй это. Размножайте это. Купите это, когда вы «станете профессионалом». См. Также: Ввод схемыСоздание деталей из библиотекиМодификация правил проектированияОтправка файлов САПР производителям

Шаг 1. Начиная со схемы…

Итак, это схема, которую мы получили из Schematic Instructable. Вверху в меню файлов есть пункт «Перейти на доску». Если мы сделаем это из простой схемы, он предложит нам создать плату из схемы (скажем «да»), а затем оставит нас сидеть в редакторе платы.

Шаг 2: используемые команды меню

Редактор плат очень похож на редактор схем, но с некоторыми другими командами. Вот краткое изложение знаковых команд, которые я использую в этом руководстве, и некоторые краткие сводки: INFO Отображает информацию об объекте (компоненте, сигнале, трассе и т. Д.) MOVE Позволяет перемещать компоненты (так же, как и в схеме). GROUP Группирует a сбор объектов в «группу», которыми можно манипулировать одновременно. DELETE Удалить объект. Элементы, созданные на схемах, должны быть удалены там. MASH Отделите текстовые метки детали от самой детали, чтобы их можно было перемещать независимо. BREAK Добавьте угол к линии (или трассе). ROUTE превратит воздушный провод в рисунок трассировки. линии (обычно в слоях, отличных от меди. МАРШРУТ используется для рисования меди). Через переходник создается отверстие и контактная площадка, связанная с некоторым сигналом. (на самом деле, мы будем использовать текстовую команду.) HOLE отверстие, которое не связано с сигналом, то есть для монтажа. RATSNEST пересчитывает воздушные провода и многоугольники, например, после того, как компоненты были перемещены. CHANGE изменяет свойства объекта. RIPUP изменяет a направленная трассировка обратно в воздушный канал. Сортировка эквивалентна «удалению» для следов. ТЕКСТ добавить текст. ПОЛИГОН создает многоугольник (на самом деле, мы будем использовать текстовую команду.) АВТОРАУМЕТР вызывает автотрассировщик. DRC вызывает проверку правил проектирования и настройку параметров. Я опишу остальные значки в конце и назначу их «полезными» или «бесполезными».

Шаг 3: нетронутая конструкция печатной платы

Так будет выглядеть только что созданный дизайн платы. Все ваши компоненты будут в кучке слева от исходной точки, и будет рамка, которая отмечает допустимый размер платы при использовании бесплатных или «Lite» версий EAGLE (80x100 мм). Все контактные площадки компонентов должны быть внутри этого контура, когда вы их перемещаете, хотя вы можете немного обмануть и иметь следы или контуры платы, которые превышают ограничение по размеру платы. Это имеет неприятный побочный эффект: если вы выберете компонент из его исходного местоположения, вы не сможете вернуть его за пределы контура (однако вы можете использовать ESC, чтобы прервать перемещение, и компонент вернется к своему исходному состоянию. место нахождения.)

Хорошо, несколько определений в порядке

Все сигналы, которые вы создали на схеме, в настоящее время являются ВОЗДУШНЫМИ ПРОВОДАМИ; тонкие желтые линии, которые нарисованы максимально коротким путем, пересекая друг друга по мере необходимости. Они остаются подключенными к контактам компонента, даже когда вы перемещаете компонент. Команда RATSNEST пересчитывает и перерисовывает их после того, как вы перемещаете объекты (и, скажем, делаете два соединенных контакта ближе друг к другу, чем они были раньше). МАРШРУТИЗАЦИЯ сигнала состоит из превращения воздушного провода в настоящую медную дорожку на каком-то слое (ах) плату и позиционирование этой дорожки так, чтобы она не закорачивала другие дорожки на том же слое платы. Бесплатная версия Eagle поддерживает только ВЕРХНИЙ и НИЖНИЙ уровни, и, как любители, у нас есть мотивация попробовать использовать только ОДИН слой. Сигнал может переходить с одного уровня на другой с помощью переходного отверстия, которое представляет собой проводящее отверстие, вроде перемычки (и мы будем использовать перемычки для реализации верхнего уровня платы, если мы сможем сделать плату в основном односторонней). Создание дизайна печатной платы состоит из размещения всех компонентов в логических местах и прокладки всех воздушных проводов таким образом, чтобы проект работал.

Шаг 4: о слоях платы

Редактор Eagle Board имеет МНОГО больше слоев, чем редактор схем. Сбивающее с толку множество слоев. Большинство команд рисования имеют раскрывающееся меню выбора слоя, которое вы можете использовать для указания того, на каком слое вы хотите рисовать (исключения включают объекты, такие как переходные отверстия, которые охватывают несколько слоев). Вот некоторые из наиболее важных слоев:

Шаг 5: переместите компоненты в юридическую зону

Первое, что мы хотим сделать, это переместить хотя бы некоторые компоненты в область юридической доски, где мы сможем с ними работать. Если у вас очень большая плата с множеством компонентов, вы можете делать это по частям. Для этого примера платы у нас достаточно места, и мы можем перемещать их все сразу, используя функцию группового перемещения. Выберите значок ГРУППА, затем щелкните и перетащите, чтобы создать прямоугольник, охватывающий все компоненты. Затем выберите значок ПЕРЕМЕСТИТЬ и щелкните ПРАВОЙ кнопкой мыши (при щелчке правой кнопкой мыши выбирается группа, а не отдельный компонент) и перетащите набор в контур платы. Используйте кнопку ZOOM, чтобы увеличить изображение.

Шаг 6: немного уменьшите контур платы

Полная юридическая сторона доски больше, чем нам нужно. Уменьшите контур с помощью инструмента ПЕРЕМЕЩЕНИЕ. Щелкните центр верхней горизонтальной линии (которая выделяет всю линию вместо конечной точки) и переместите ее вниз, затем щелкните центр самой правой вертикальной линии и переместите ее влево. линия. Щелчок рядом с вершиной перемещает только точку. На этом этапе она не обязательно должна быть идеальной; в основном мы ищем лучшее представление о следующих шагах. (Ах да - нажмите кнопку масштабирования, чтобы повторно увеличить масштаб окна на меньшем контуре.)

Шаг 7: начните размещать компоненты

Теперь нам нужно переместить компоненты туда (близко), где мы хотим, чтобы они находились на последней плате. ИЛИ мы хотим переместить их в разумные места, чтобы упростить нанесение следов. Большая часть «ИСКУССТВА» изготовления печатных плат (и особенно односторонних плат) заключается в поиске «хороших» мест для компонентов. В общем, вы можете начать с размещения компонентов так, как они выглядят на схеме. (Это не работает, когда микросхема имеет несколько вентилей или схема в схематическом символе имеет совершенно другое расположение выводов, чем фактический чип, но это хорошее место для начала для незаметных и простых компонентов. Худшее, что может случиться, - это то, что вы у меня будет разумный макет, даже если он плохо разводится …) В этом случае я поместил транзисторы выходной мощности рядом с лампами, с которыми они связаны, и я поискал в Интернете макет 555, который бы работал ну (долгое время я пытался делать платы с крышкой синхронизации, расположенной рядом с резисторами синхронизации, и мне всегда была нужна перемычка. Вздох.) («Пусть ничья работа не ускользает от ваших глаз»).

Шаг 8: проверьте сигналы, чтобы увидеть, как они будут маршрутизироваться

Один из способов получить подсказки по размещению деталей - это посмотреть на некоторые важные сигналы, чтобы увидеть, есть ли у них хорошие прямые пути или они зигзагообразны по всей доске. Сначала используйте значок / команду RATSNEST, чтобы EAGLE пересчитал воздушные провода. Как сейчас обстоят дела, у меня есть хорошие прямые соединения от транзисторов к лампам, но если я наберу «show gnd» в командной строке, я вижу, что это происходит за счет зигзага сигнала заземления. Поэтому я меняю местами транзисторы, потому что заземление важнее, чтобы он был прямым. (IMHO, YMMV и т. Д.) (Это заканчивается тем, что транзисторы помещаются рядом с источниками питания, которые они переключают, а не рядом с лампами, на которые они переключаются, так что это все еще имеет смысл с точки зрения схемы). Компоненты размещены в хорошо выглядящих относительных местах, я могу снова сжать их вместе (вручную, перемещая их по одному; для этого нет волшебной команды!) и еще немного сжать контур платы.

Шаг 9: Загрузить правила проектирования

Поскольку мы любители, мы хотим сделать нашу доску с широкими дорожками и большими пространствами (см. Https://www.instructables.com/id/EZVIGHUBGCEP287BJB/), поэтому мы загрузим этот набор правил дизайна для любителей, прежде чем начнем. Нажми на иконку Design Rule Check и с помощью кнопки ЗАГРУЗИТЬ загрузи hobby.dru из других моих инструкций. Или, конечно, вы можете изменять значения вручную и индивидуально. Или оставьте их как есть …

Шаг 10: исправить неправильный пакет

Вы можете видеть, как изменение правил дизайна уже изменило плату. Контактные площадки больше, и они все круглые. Вы также заметите, что один из резисторов установлен не вертикально, в отличие от остальных. Вероятно, это была ошибка в записи схемы, и это не имело значения, когда все, что у нас было, было схемой. Теперь, когда мы делаем плату, мы хотим изменить пакет соответствующим образом. Когда вы выбираете инструмент change-> package и щелкаете по части, которую нужно изменить, вам будет показан список всех легальных пакетов для этой части (это должны быть те же самые, которые отображались в диалоговом окне «добавить» схемы). Есть другие способы ввести команду «изменить» в области ввода текстовой команды, которые вы захотите изучить, если вам нужно изменить много устройств в конкретный пакет, поэтому вы можете пропустить просмотр списка для каждого из них. Что-то вроде «измените пакет 'R-US / 0207 / 2V', а затем просто щелкните по каждому компоненту».

Шаг 11: попробуйте автотрассировщик

Теперь посмотрим, сможет ли автотрассировщик выполнить часть работы за нас. Автотрассировщик EAGLE не самый лучший в мире, но даже когда он выполняет «плохую» работу, он дает нам некоторые общие подсказки о том, как все должно выглядеть, или где находятся проблемные точки.

Щелкните значок AUTOROUTE, появится диалоговое окно. Параметры по умолчанию будут производить двухстороннюю плату, и мы хотим хотя бы ПОПРОБОВАТЬ сделать одностороннюю плату, поэтому первое, что нужно сделать, это установить предпочтительное направление для верхнего слоя на NA (неприменимо). вам может потребоваться изменить сетку маршрутизации. По умолчанию используется та же сетка по умолчанию, что и в редакторе макета платы в целом: 0,05 дюйма (1,27 мм, поскольку мой редактор настроен в метрической системе). Поскольку эта конкретная плата имеет большие детали, и мы не изменили их по умолчанию. grid, мы согласны с этим значением. Если у вас есть компоненты SMT или вы перемещали объекты по более мелкой сетке, у вас могут быть контактные площадки, которые не находятся на контактной сетке, что не очень нравится автотрассировщику («недостижимая площадка» и т. Д.). Вы можете сделать сетку очень маленькой., но это займет больше времени. ИМО, лучше начать с грубой сетки и уменьшать ее вдвое каждый раз, когда кажется, что маршруты не работают из-за слишком большой сетки. Также обратите внимание, что автотрассировщик подчиняется размерным линиям платы, поэтому, если вы не переместили их близко к вашим компонентам, у вас могут быть следы, перемещающиеся по всей плате. Или, если вы переместили контур слишком близко к контактным площадкам, возможно, вы предотвратили перемещение следов в нужные места.

Шаг 12: Маршрутизация оставшихся треков вручную

Автотрассировщик здесь неплохо поработал. Остался только один след.

Есть несколько способов маршрутизации этого сигнала вручную, в том числе несколько извилистых маршрутов между выводами транзистора, которые автотрассировщик не использовал из-за указанных нами правил проектирования. Это относительно высокоточная трассировка, и я решил, что не буду вручную нарушать правила проектирования. Вместо этого я буду использовать перемычку на стороне компонента, которую я могу смоделировать в EAGLE как верхнюю трассу. Выберите инструмент МАРШРУТ и щелкните конечную точку не проложенного (желтого) воздушного провода, и вы можете расположить трассу практически в любом месте, где захотите, выбирая ширину, слой и тип изгиба в строке меню по мере продвижения. Это показано в последовательности изображений на этом этапе.

Шаг 13: добавьте многоугольники силовой плоскости

«Силовые панели» - это большие участки меди, по которым передается реальный сигнал, обычно питание и земля. На многослойных платах обычно есть целые слои, в основном предназначенные для такой плоскости питания. Даже на однослойной плате есть некоторые преимущества для выполнения чего-то подобного: 1) Используйте меньше травления 2) пропускает более сильный ток на всякий случай 3) упрощает подключение измерительных проводов 4) действует как своего рода «статический барьер» для пальцев в EAGLE. такие большие сигнальные области рисуются с помощью команды "многоугольник". На панели инструментов есть значок для рисования многоугольников, но он создает многоугольники, связанные с новым сигналом, и я обнаружил, что при создании многоугольника для существующего сигнала легче ввести текстовую форму команды в области текстовых команд.. Чтобы создать многоугольник, присоединенный к сигналу с именем 'gnd', введите "poly gnd". Дав ему имя сигнала в команде, многоугольник автоматически будет связан с этим сигналом. (Если вы рисуете многоугольник с помощью значка, вы можете подключить его к сигналу позже, используя команду «name», чтобы переименовать многоугольник. (Однако после этого вы не сможете снова переименовать многоугольник, не переименовав сигнал)..))

Шаг 14: добавьте V + многоугольник

Теперь мы повторим процесс для положительного напряжения. Однако мы никогда не называли этот сигнал при рисовании схемы, поэтому у него будет какое-то случайное имя, например «N $ 23»; Мы можем использовать команду «INFO», чтобы найти имя сигнала, которое будет использоваться при рисовании многоугольника, после чего он будет таким же, как рисование многоугольника GND. В этом случае сигнал V + называется n $ 1, поэтому мы набираем «poly n $ 1"

Шаг 15: Привести в порядок: Разбить текст пакета

Если мы хотим, чтобы названия компонентов были удобочитаемы в верхней части платы (передавались с помощью переноса тонера) или просто хорошо смотрелись на распечатках, их названия и значения, вероятно, придется перенести из мест по умолчанию. Чтобы переместить текст отдельно от самого устройства, воспользуемся командой «SMASH». (Почему это называется "разбить"? Не знаю!)

Выберите значок SMASH в меню, затем щелкните каждый компонент, текст которого вы хотите переместить. Если это ВСЕ компоненты, существует ULP, который разрушит все (но ULP являются предметом возможных будущих инструкций. Или руководств EAGLE.)

Шаг 16: Прибавить; Переместить следы

Мы можем переместить некоторые следы, чтобы они выглядели аккуратнее, улучшили зазор и т. Д.

Кроме того, мы сжимаем плату до ее окончательного размера, еще раз сжимая компоненты вместе.

Шаг 17: Устранение ошибки OOPS

Помните, на схеме я упоминал, что было несколько вещей, которые были упущены? Вы должны заметить их сейчас о… соединениях POWER; к этой плате невозможно подключить аккумулятор или блок питания. Конечно, вы можете просто прикрепить провода к полигонам, но как это элегантно! Мы могли бы вернуться к схеме и добавить несколько реальных разъемов питания или держателей батарей, но они немного жесткие для схемы, которая, вероятно, будет подключена к батарейному блоку с помощью некоторых проводов. Вместо этого давайте добавим несколько переходных отверстий, которые будут действовать как точки подключения для проводов питания. При добавлении переходных отверстий, как это, удобно использовать область ввода текстовых команд, чтобы мы могли назвать сигнал одновременно с добавлением переходного отверстия. Введите «via 'gnd'» (да, здесь вам нужны кавычки, в отличие от полигонов). Вы можете отрегулировать размер отверстия и форму переходного отверстия и вставить переходное отверстие в соответствующий многоугольник. Мне нравится использовать два переходных отверстия как своего рода разгрузку от натяжения (один сделан большего размера, чтобы через него можно было пропустить провод + изоляцию, другой рассчитан только на провод). Щелчок по значку RATSNEST гарантирует, что переходные отверстия соединены к многоугольнику. Затем проделайте то же самое с сигналом V + (как вы помните, он называется N $ 1).

Шаг 18: Приведение в порядок: разрешите использование альтернативных пакетов и опций

Мы можем сделать несколько дополнительных отверстий для установки различных пакетов. Транзисторы, используемые в опубликованной схеме, в которую мы вошли, по-видимому, поставляются в своего рода металлической упаковке, популярность которой упала. Если мы сделаем три монтажных отверстия в линию, мы сможем заменить множество различных транзисторов, чьи выводы корпуса идут таким образом (TO92 или TO220, если упомянуть два популярных современных корпуса). Используйте команду info, чтобы выяснить имена сигналов, а затем «via 'n $ X'» в командной строке для создания переходного отверстия, за которым следует ручной маршрут к переходному отверстию, если необходимо. В этом случае одно из размещенных переходных отверстий сталкивается с сигнальной дорожкой, скрытой полигоном GND, поэтому мы должны удалить эту дорожку с помощью команды «ripup» (многоугольник все еще будет соединяться с контактной площадкой).. Я добавлю текст на шелкографию, чтобы показать, куда должен идти вывод эмиттера транзисторов. Используйте кнопку со значком «текст» и измените слой на tPlace.

Шаг 19: выполните проверку правил проектирования

Мы хотим запустить проверку правил проектирования, чтобы убедиться, что ни одно из выполненных нами ручных изменений не нарушает правил …

Шаг 20: Вывод с использованием экспортированных изображений

Часто сохраняйте свою работу. Вы делали это, верно? Теперь, по сути, мы закончили, и мы должны выяснить, как мы собираемся выводить нашу плату для просмотра на веб-страницах, проверки коллегами, переноса на физический материал печатной платы и так далее. способ вывода платы - это «экспорт» изображения.

Шаг 21: другие полезные значки меню

Вот некоторые другие полезные команды, доступные из значков меню СЛОИ Настройка отображаемых слоев. На платах гораздо больше слоев, чем на схемах! ЗЕРКАЛО Переместите компонент из монтируемого наверху платы в монтируемый внизу платы. ВЫРЕЗАТЬ КОПИРОВАТЬ выделение, несмотря на имя. НАЗВАНИЕ Измените имя объекта. круг. ПРЯМОУГОЛЬНИК Нарисуйте прямоугольник. МАРКА Установите отметку измерения. Ваша информационная область начнет показывать расстояния относительно метки, а также до начала координат. ПОВЕРНУТЬ повернуть объект. Это может поворачивать углы, отличные от 90 градусов. PASTE Вставить некоторые объекты, которые были ранее скопированы с помощью CUT. VALUE Измените значение объекта. MITER сделает углы сигнала скругленными. ARC Нарисуйте дугу.

Шаг 22: бесполезные команды

Это значки меню, которые я считаю совершенно бесполезными при создании плат, по крайней мере, не из схем (и я считаю, что вы всегда должны делать схемы для своих плат; borh для самодокументирования и возможностей проверки ошибок, которые SHOW SHOW более полезен из области текстовых команд. Я думаю. DUPLICATE Дублировать объект. Обычно это делается в схеме. ДОБАВИТЬ Добавить компонент. Обычно выполняется в схеме. REPLACEJOIN Происходит автоматически, обычно? POLYGON, более полезный из области текстовых команд. Сигнал Создает сигнал. Обычно делается на схеме