Creați PCB-uri hobbyiste cu instrumente CAD profesionale modificând „Regulile de proiectare”: 15 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Este frumos că există niște instrumente profesionale pentru circuite disponibile pasionaților. Iată câteva sfaturi pentru folosirea lor plăci de design ito care nu au nevoie de un fabricant profesionist pentru a le REALIZA …

Pasul 1: Introducere, Partea 1 - Râsul meu

Există numeroase tutoriale pe net despre realizarea propriilor plăci cu circuite imprimate (PCB-uri). Transfer de toner, PCB-uri foto-sensibilizate, sharpies; tot felul de informații …

De asemenea, există o serie de pachete de proiectare asistată de computer (CAD) concepute pentru a ajuta la crearea proiectelor de PCB, eventual cu schemele însoțitoare. Unele dintre acestea au versiuni low-cost destinate studenților și pasionaților. Dar văd pe diverse pagini web PCB-uri create cu aceste pachete CAD, de către pasionați, care nu sunt „prietenoase” pentru a fi fabricate de fapt de către pasionați folosind metodele descrise pe paginile PCB. Un PCB publicat minunat nu este aproape atât de util dacă necesită prețul minim tipic de 50 USD de la un producător de tablă profesionist. Nu am nicio îndoială că, cu echipamentele și consumabilele potrivite, și unele practici, puteți obține tehnici de fabricare a PCB-urilor suficient de bune la domiciliu (alegeți-vă) pentru a produce plăci de înaltă calitate, de complexitate semnificativă, cu urme fine, găuri mici, si asa mai departe. Dar o mulțime de PCB-uri nu prea au nevoie de această complexitate și ar fi frumos dacă ar fi PROIECTATE în așa fel încât să nu aveți nevoie de multă experiență în fabricarea PCB-urilor pentru a obține un PCB funcțional. Acest document conține câteva indicii despre configurarea unui pachet CAD pentru a crea plăci care sunt mai ușor de fabricat într-un mediu hobbyist. Se bazează pe pachetul CAD Eagle CAD al Cadsoft, dar principiile sunt relativ generale și ar trebui să fie aplicabile și altor pachete CAD.

Pasul 2: Introducere, Partea 2 - Cadsoft EAGLE

Cadsoft EAGLE: https://www.cadsoftusa.com/Cadsoft este o companie germană care este o adevărată mecă a iluminării distribuției software. În plus față de pachetele profesionale de proiectare PCB la prețuri rezonabile (1200 USD), acestea au licențe freeware, lite, non-profit și alte licențe intermediare. Software-ul lor rulează sub Windows, Linux și MacOSX. Este ușor ciudat, cu o curbă de învățare abruptă (dar nu prea mare) pe partea din față, dar din majoritatea rapoartelor nu este mai mult decât alte pachete CAD profesionale. Au forumuri de asistență online care sunt active atât de la companie, cât și de la alți utilizatori, pachetul este în curs de dezvoltare și se îmbunătățește cu fiecare lansare. Un număr de producători de PCB-uri își vor accepta direct fișierele CAD. Sunt lucruri bune. Folosește-l. Propagați-l. Cumpărați-l când „mergeți profesionist”. Acest document nu este un tutorial despre cum să utilizați EAGLE, deși probabil va fi oarecum util în rolul respectiv. Este mai mult despre cum să configurați și să personalizați o instalare Eagle pentru a se potrivi mai bine hobbyistului.--- Vedeți și: Intrare schematică Creați PCB din schematică Crearea pieselor bibliotecii Modificarea regulii de proiectare Trimiterea fișierelor CAD producătorilor

Pasul 3: Circuitul nostru de probă: clipiți câteva LED-uri

De exemplu, voi folosi un circuit simplu și destul de standard cu două tranzistori, cu două leduri „intermitent”. Arată așa.

(Dacă decideți să construiți efectiv acest lucru, tranzistoarele pot fi orice tip de siliciu NPN de uz general, cum ar fi 2n4401, 2n2222, 2n3904.) Timpul de pornire pentru fiecare LED este de aproximativ R * C (o secundă pentru valorile de aici.) să fie de 3V până la … orice, deși poate fi necesar să reglați rezistențele de limitare a curentului pentru tensiuni mai mari.) Capacele ar trebui să aibă o tensiune nominală puțin mai mare decât sursa de alimentare pe care intenționați să o utilizați. Pentru o baterie de 9V, am folosit capace de 16V. Rezistențele sunt de 1/4 wați.)

Pasul 4: Plasarea pieselor

Arată destul de simplu, așa că vom arunca componentele pe o placă aproape la fel cum arată în schemă:

Pasul 5: Autodirecționat folosind valorile implicite și ce nu este în regulă …

Apoi, jucăm puțin cu autorouterul, având grijă să setăm direcția superioară ulterioară la „N. A.” pentru a obține o placă unilaterală (dar folosind toate celelalte setări implicite.) Obținem ceva care arată astfel.

De fapt, arată destul de frumos. Deci care este problema? Problema este că, dacă încercați să faceți acea placă în bucătăria dvs., probabil că veți avea multă frustrare. Există două probleme principale: 1) Lățimea urmelor. Lățimea de urmărire implicită este de 10 mil (un mil este 1/1000 de inch) sau aproximativ 0,2 mm. majoritatea pot realiza în mod obișnuit și fiabil plăci de până la 6 mile. Dar este FOARTE bine să realizezi folosind ceva de genul transferului de toner (amintește-ți că un creion mecanic cu plumb fin este de 0,5 mm - de aproape 3 ori mai mare!) Există o problemă similară cu cantitatea de tampon rămasă în jurul găurilor; în timp ce este bine pentru o mașină de găurit CNC de lux, dacă încercați să găuriți găurile cu echipamente tipice de casă, probabil că veți sfârși prin a scoate întregul tampon. 2) Clearance. Acesta este spațiul lăsat între piese (sau între piese și tampoane.) La fel ca lățimea urmelor, este implicit un număr mic: 8 mil. asta nu este doar o valoare realistă pentru un hobby …

Pasul 6: Să reparăm REGULILE DE PROIECTARE

În mod colectiv, acești parametri (și mulți alții) sunt numiți „reguli de proiectare” pentru tablă. Din fericire, acestea sunt concepute pentru a putea fi schimbate pentru a îndeplini cerințele pentru diferiți fabricanți de PCB și pot fi schimbate pentru a se potrivi mai bine și nevoilor hobbyistului. Puteți accesa verificarea și opțiunile regulii de proiectare cu comanda sau butonul DRC. Arată așa.

Panoul DRC este de obicei folosit pentru a face o regulă de proiectare VERIFICARE. După ce o placă este așezată (de obicei cu direcționare manuală semnificativă), dați clic pe butonul „VERIFICĂ” și Eagle se duce și se asigură că ceea ce ați făcut este în conformitate cu regulile de proiectare pe care le-ați specificat. Cu toate acestea, autorouterul acordă atenție și regulilor de proiectare pe care le-ați stabilit; nu ar fi o caracteristică foarte utilă dacă autorouter-ul ar crea plăci care erau „ilegale”. După cum puteți vedea, există o mulțime de parametri pe care îi puteți modifica. Ne interesează doar câteva dintre ele. (parametrii individuali sunt de obicei ilustrați cu o imagine frumoasă care arată obiectul pe care îl schimbați de fapt. O caracteristică de ajutor frumoasă …)

Pasul 7: Modificarea regulilor de CLEARANCE

În panoul CLEARANCE, putem controla jocul dorit între mai multe tipuri diferite de obiecte. Clearance-ul implicit este de 8 mile pentru orice …

La un moment dat trebuie să decideți ce doriți să fie valorile. Acesta este doar un exemplu, așa că am de ales. Îmi place 0,8 mm, care este foarte aproape de 1/32 inch. Deci, putem seta o grămadă de valori ale clearance-ului la 0,8 mm: Jocurile de „același semnal” pot rămâne la un număr mic; nu ne pasă mult de asta. Distanța dintre PAD și PAD trebuie să fie de 0,5 mm semnificativ mai mică; mai multe despre asta mai târziu …

Pasul 8: Modificarea regulilor SIZES

Panoul MĂRIMI are următorul set de parametri de modificat.

Nu trebuie să ne facem griji cu privire la viale micro sau blind, deoarece acestea nu sunt adecvate pentru pasionați în primul rând și nu sunt susținute de freeware Eagle, în al doilea rând. Putem seta lățimea minimă și burghiul minim la (din nou) 0,8 mm (de altfel, 0,8 mm este de aproximativ un burghiu numărul 68).

Pasul 9: Schimbarea dimensiunilor tamponului cu regulile RESTRING

Panoul RESTRING controlează dimensiunea tampoanelor. Ar fi frumos dacă am putea face ca inelul să aibă și o grosime de 0,8 mm, dar până când aveți 0,8 mm de gaură și 0,8 mm de inel pe fiecare parte, aveți tampoane cu diametrul de 2,4 mm. Deoarece multe părți au tampoane pe centrele de 0,1 inch (2,54 mm), acest lucru nu lasă suficient spațiu ÎNTRE

tampoane. Așa că voi folosi aici 0,6 mm și va trebui să folosesc în continuare valorile mai mici ale jocului dintre tampoane pe care le-am menționat mai sus. Voi avea în continuare probleme cu PAD-urile care sunt mult mai mari de.8mm (este nevoie de o gaură de aproximativ 1mm pentru a ține un stâlp pătrat de.025 inch, așa cum se găsește pe mulți conectori.) setările de restringere, în funcție de locul în care aveți mai multe probleme cu orice tehnică PCB utilizați. Un avantaj al unui tampon mare este că te face mai puțin sensibil la burghiul pe care îl folosești de fapt; chiar dacă biblioteca este configurată pentru un burghiu de.6mm și utilizați un burghiu de.8mm, ar trebui să vă rămână suficient cupru, astfel încât să nu aveți o problemă mare. Nu trebuie să setați valorile stratului interior sau micro-via:

Pasul 10: Opțional: Reglați FORMATURILE tamponului

În panoul SHAPES, îmi place să forțez forma pad-ului să se rotundă, deoarece am făcut deja tampoanele foarte mari în panoul RESTRING. Tampoanele ovale devin FOARTE mari atunci când utilizați valori mari de restringere … Acest lucru este opțional, totuși:

Pasul 11: Salvați-vă regulile alese, și Autoroute din nou

După ce am modificat toți acei parametri, ar trebui să le APLICĂM, apoi putem să ne întoarcem la panoul FILE și să le salvăm undeva adecvat:

Când creați viitoare plăci, puteți utiliza panoul FILE al ferestrei DRC pentru a citi parametrii prietenoși cu hobby-ul în loc să trebuiască să le redactați pe toate. (Sau pur și simplu obțineți fișierul honny.dru din pagina de sus.) Puteți chiar să le aspirați în fișierul inițial. Revenind la circuit, dacă rulez autorouter-ul ACUM, obțin un rezultat mult mai rezonabil …

Pasul 12: Dar de ce să ne oprim acolo?

Ne-am putea opri aici, dar nu trebuie. Autorouterul funcționează pe o rețea (implicit la 50 de mile), așa că ceea ce se face este să puneți piese de-a lungul rețelei în locuri care nu încalcă regulile de proiectare. Asta înseamnă, probabil, că există în mod semnificativ MAI MULTE spații pentru piste sau distanțe mai largi. Dacă grupăm întreaga placă, putem „schimba lățimea 1,0 mm” sau echiv și putem folosi opțiunea „verificare” DRC pentru a vedea dacă ÎNCĂ trecem specificațiile noastre. Sau am putea avea

un alt fișier DRC cu parametri diferiți. De fapt, această placă poate avea lățimea de urmărire mărită la 1,4 mm fără a încălca regulile noastre de autorizare:

Pasul 13: Finalizarea proiectării PCB

În acest moment, există câteva urme care sunt destul de apropiate și ar putea avea sens să le îndepărtați manual și să curățați unele lucruri mai ciudate pe care le-a făcut autorouterul. Și pot decide că vreau ca aceasta să fie una dintre luminile de avertizare de la marginea etapei care stau singure în virtutea bateriei de 9V, ceea ce înseamnă că ar trebui să repoziționez puțin unele componente. Pot să mă deplasez în jurul serigrafiei, astfel încât să pot folosi și transferul de toner. Închei cu asta:

Pasul 14: Dar A FUNCȚIONAT?

Să vedem. Aș putea fi intenționat neglijent aici, pentru a imita mai bine pe cineva fără multă experiență, nu? (Sigur. Aceasta este o scuză bună. În mod normal, îmi scot plăcile pe un „plotter” de LPKF PCB, așa că mă descurc cu adevărat în a face acest lucru în mod greu.)

Resturi de carton, hârtie de revistă / transfer de toner; nu pare atât de minunat în acest moment. Atingeți cu o tăietură … gravați, găuriți, curățați … Mai mult transfer de toner pentru "serigrafie", adăugați componente și porniți-l …

Pasul 15: Rezumat

Acesta este doar un exemplu, bazat pe unele opinii personale. Gândul cheie este

că cu cât urmele tale sunt mai largi și cu cât este mai mult spațiu între ele, cu atât va fi mai ușor de fabricat placa ta de către pasionați. Și majoritatea pachetelor PCB au setări care pot fi modificate astfel încât să facă cea mai mare parte a lucrului pentru dvs. …