Napravite hobističke PCB -e s profesionalnim CAD alatima mijenjanjem " pravila dizajna ": 15 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Lijepo je što hobistima stoji na raspolaganju nekoliko profesionalnih alata. Evo nekoliko savjeta za njihovu upotrebu u dizajnerskim pločama za koje nije potreban profesionalni proizvođač da biste ih doista napravili …

Korak 1: Uvod, 1. dio - Moja zamjerka

Na internetu postoje brojni vodiči o izradi vlastitih tiskanih ploča (PCB-ova). Prijenos tonera, PCB-i osjetljivi na fotografiju, oštrice; svakakve informacije …

Slično, postoji niz računalno potpomognutih paketa dizajna (CAD) dizajniranih za pomoć pri stvaranju dizajna PCB -a, po mogućnosti s pripadajućim shemama. Neki od njih imaju jeftine verzije namijenjene studentima i hobistima. Ali vidim na raznim web stranicama PCB -ove koje su hobisti stvorili s ovim CAD paketima, a koji nisu "prijateljski" za to da ih hobisti izradjuju metodama opisanim na stranicama PCB -a. Lijepo objavljeno PCB nije ni približno toliko korisno ako zahtijeva 50 USD+ tipičnu minimalnu cijenu od profesionalnog proizvođača ploča. Ne sumnjam da uz odgovarajuću opremu, zalihe i malo prakse možete kod kuće dobiti dovoljno dobre tehnike izrade PCB -a (odaberite po svom izboru) za proizvodnju visokokvalitetne ploče značajne složenosti, s finim tragovima, malim rupama, i tako dalje. No, puno PCB -a zapravo ne treba tu složenost, i bilo bi lijepo da su projektirani na takav način da vam ne treba puno iskustva u izradi PCB -a da biste dobili radnu PCB. Ovaj dokument sadrži neke savjete o konfiguriranju CAD paketa za stvaranje ploča koje je lakše proizvesti u hobističkom okruženju. Temelji se na Cadsoft CAD paketu Eagle, ali principi su relativno općeniti i trebali bi se primijeniti i na druge CAD pakete.

Korak 2: Uvod, dio 2 - Cadsoft EAGLE

Cadsoft EAGLE: https://www.cadsoftusa.com/Cadsoft je njemačka tvrtka koja je prava meka prosvjetljenja distribucije softvera. Uz povoljne cijene profesionalnih paketa za dizajn PCB-a (1200 USD), oni imaju besplatne, lite, neprofitne i druge posredničke licence. Njihov softver radi pod windows, linux i MacOSX. Pomalo je neobičan, sa strmom (ali ne previsokom) krivuljom učenja na prednjoj strani, ali iz većine izvještaja nije ništa više od ostalih profesionalnih CAD paketa. Imaju internetske forume za podršku koji su aktivni i od tvrtke i od drugih korisnika, paket se trenutno razvija i postaje sve bolji sa svakim izdanjem. Brojni proizvođači PCB -a izravno će prihvatiti svoje CAD datoteke. To je dobra stvar. Upotrijebite je. Propagirajte ga. Kupite ga kad postanete "profesionalni". Ovaj dokument nije vodič o tome kako koristiti EAGLE, iako će u toj ulozi vjerojatno biti donekle koristan. Više se radi o tome kako konfigurirati i prilagoditi Eagle instalaciju kako bi bolje odgovarala hobistima.--- Vidi također: Shematski unosIzrada PCB-a iz shematskeStvaranje dijelova knjižniceDisigniranje pravila izmjeneSlanje CAD datoteka proizvođačima

Korak 3: Naš ogledni krug: Trepćite neke LED diode

Kao primjer, poslužit ću se jednostavnim i prilično standardnim dvotranzistorskim, dvovodnim "blinky" krugom. Izgleda ovako.

(Ako se odlučite za ovo, tranzistori mogu biti bilo koji silikonski NPN opće namjene poput 2n4401, 2n2222, 2n3904.) Vrijeme uključivanja za svaku LED je oko R*C (jedna sekunda za ovdje navedene vrijednosti.) Baterija može biti 3V do … svejedno, iako ćete možda morati prilagoditi otpornike za ograničavanje struje za veće napone.) Kape bi trebale imati napon malo veći od izvora napajanja koji namjeravate koristiti. Za bateriju od 9V koristio sam kapice od 16V. Otpornici su 1/4 vata.)

Korak 4: Postavljanje dijelova

Izgleda prilično jednostavno, pa ćemo komponente baciti na ploču otprilike onako kako izgledaju na shemi:

Korak 5: Automatsko preusmjeravanje pomoću zadanih postavki i što s tim nije u redu …

Zatim smo se malo poigrali s autorouterom, pazeći da gornji smjer kasnije postavimo na "N. A." da bismo dobili jednostranu ploču (ali koristeći sve ostale zadane postavke.) Dobivamo nešto što izgleda ovako.

To zapravo izgleda prilično lijepo. Pa u čemu je problem? Problem je u tome što ako pokušate napraviti tu ploču u svojoj kuhinji, vjerojatno ćete biti jako razočarani. Postoje dva glavna problema: 1) Širina traga. Zadana širina traga je 10mil (mil je 1/1000 inča) ili oko 0,2mm To je u redu za većinu profesionalnih proizvođača PCB -a; većina rutinski i pouzdano može izraditi ploče do 6mils. No, vrlo je dobro postići nešto poput prijenosa tonera (sjetite se da je fino olovna mehanička olovka 0,5 mm - gotovo 3 puta veća!) Sličan je problem s količinom jastučića preostalog oko rupa; iako je to u redu za modernu CNC bušilicu, ako pokušate izbušiti rupe tipičnom kućnom opremom, vjerojatno ćete na kraju ukloniti cijeli jastučić. 2) Odobrenje. Ovo je prostor koji ostaje između pjesama (ili između pjesama i jastučića.) Kao i širina traga, zadana vrijednost je mali broj: 8 milja. to jednostavno nije realna vrijednost za hobiste …

Korak 6: Popravimo PRAVILA DIZAJNA

Zajedno, ti se parametri (i mnogi drugi) nazivaju "Pravila projektiranja" ploče. Na sreću, dizajnirani su tako da budu promjenjivi kako bi zadovoljili zahtjeve za različite proizvođače PCB -a, a mogu se promijeniti i tako da bolje odgovaraju potrebama hobista. Do provjere pravila dizajna i opcija možete doći pomoću DRC naredbe ili gumba. Izgleda ovako.

Panel DRC obično se koristi za provjeru pravila projektiranja. Nakon što postavite ploču (obično sa značajnim ručnim usmjeravanjem), kliknite gumb "PROVJERI" i Eagle će otići i pobrinuti se da ono što ste učinili bude u skladu s pravilima dizajna koja ste naveli. Međutim, autorouter također obraća pozornost na pravila dizajna koja ste postavili; ne bi bila jako korisna značajka da je autorouter stvorio ploče koje su "nezakonite". Kao što vidite, postoji mnogo parametara koje možete promijeniti. Zanima nas samo nekoliko njih. (pojedinačni parametri obično su ilustrirani lijepom slikom koja prikazuje objekt koji zapravo mijenjate. Lijepa značajka pomoći …)

Korak 7: Izmjena pravila CLEARANCE

Na ploči CLEARANCE možemo kontrolirati željeni razmak između nekoliko različitih vrsta objekata. Zadani razmak iznosi 8mils za sve …

U nekom trenutku morate odlučiti kakve želite vrijednosti. Ovo je samo primjer pa mogu izabrati. Sviđa mi se 0,8 mm, što je vrlo blizu 1/32 inča. Dakle, možemo postaviti hrpu vrijednosti zazora na 0,8 mm: Zazori "istog signala" mogu ostati pri malim brojevima; ne brinemo puno o tome. Zazor PAD -a prema PAD -u mora biti znatno manji 0,5 mm; više o tome kasnije …

Korak 8: Izmjena pravila VELIČINA

Ploča SIZES ima sljedeći skup parametara za promjenu.

Ne moramo se brinuti o mikro ili slijepim vizama jer one nisu prikladne za hobiste, a ne podržavaju ih besplatni Eagle. Možemo postaviti minimalnu širinu i minimalnu bušilicu na (opet) 0,8 mm (usput,.8 mm je oko svrdla broj 68).

Korak 9: Promjena veličina jastučića s pravilima RESTRING

Ploča RESTRING kontrolira veličinu jastučića. Bilo bi lijepo kada bismo i prsten mogli učiniti debljinom 0,8 mm, ali dok već imate rupu od 8 mm i prsten od 0,8 mm sa svake strane, već imate jastučiće promjera 2,4 mm. Budući da mnogi dijelovi imaju jastučiće na centrima od 0,14 inča (2,54 mm), to ne ostavlja dovoljno prostora IZMEĐU

jastučići. Tako da ću ovdje koristiti 0,6 mm, a i dalje ću morati koristiti manje vrijednosti razmaka između jastučića koje sam gore spomenuo. I dalje ću imati problema s PAD-ovima koji su mnogo veći od 0,8 mm (potrebno je oko 1 mm rupe za držanje kvadratnog stupa od 0,025 inča kao što se nalazi na mnogim konektorima.) Možete zamijeniti zazor jastučića od promjera jastučića koji su prisiljeni ostale postavke, ovisno o tome gdje imate više problema s bilo kojom tehnikom PCB -a koju koristite. Jedna od prednosti velikog jastučića je to što vas čini manje osjetljivim na bušilicu koju zapravo koristite; čak i ako je knjižnica postavljena za svrdlo od 6 mm, a vi koristite svrdlo od 8 mm, trebali biste imati dovoljno bakra da ne biste imali velikih problema. Ne morate postavljati vrijednosti unutarnjeg sloja ili mikroprelaza:

Korak 10: Izborno: Prilagodite OBLIKE jastučića

Na ploči SHAPES volim forsirati oblik jastučića na ROUND, budući da sam jastučiće već učinio jako velikim na ploči RESTRING. Ovalni jastučići postaju vrlo veliki kada koristite velike vrijednosti odmora … Ovo je izborno, međutim:

11. korak: spremite odabrana pravila i ponovno automatsko usmjeravanje

Nakon što smo promijenili sve te parametre, trebali bismo ih primijeniti, a zatim se možemo vratiti na ploču FILE i spremiti ih na odgovarajuće mjesto:

Prilikom stvaranja budućih ploča možete koristiti ploču DATOTEKA prozora DRC-a za čitanje parametara prilagođenih hobistima umjesto da ih morate sve ponovno upisivati. (Ili jednostavno preuzmite datoteku honny.dru s gornje stranice.) Možete ih čak i usisati u svoju init datoteku. Vraćajući se na krug, ako sada pokrenem autorouter, dobivam mnogo razumniji rezultat …

Korak 12: Ali zašto tu stati?

Tu bismo mogli stati, ali ne moramo. Automatski usmjerivač radi na mreži (zadana vrijednost je 50 milja), pa je ono što se radi postavljanje tragova uz rešetku na mjesta koja ne krše pravila dizajna. To vjerojatno znači da postoji znatno VIŠE prostora za još šire staze ili razmake. Ako GRUPIRAMO cijelu ploču, možemo "promijeniti širinu 1,0 mm" ili ekvivalentno, te upotrijebiti opciju "provjeri" DRC -a da vidimo jesmo li još uvijek prošli naše specifikacije. Ili smo mogli

druga DRC datoteka s različitim parametrima. U stvari, ovoj ploči se može povećati širina traga na 1,4 mm bez kršenja naših pravila čišćenja:

Korak 13: Dovršavanje dizajna PCB -a

U ovom trenutku postoje neki tragovi koji su razumno bliski, pa bi moglo imati smisla ručno ih još malo odmaknuti i očistiti neke čudne stvari koje je autorouter učinio. Mogu odlučiti da želim da ovo bude jedno od onih svjetla upozorenja na rubu pozornice koje samostalno stoje zahvaljujući 9V bateriji, što znači da bih trebao malo promijeniti neke komponente. Mogu se kretati po sitotisku kako bih i za to mogao koristiti prijenos tonera. Završavam s ovim:

Korak 14: Ali je li uspjelo?

Da vidimo. Ovdje mogu biti namjerno šlampav, kako bih bolje oponašao nekoga bez mnogo iskustva, zar ne? (Naravno. To je dobar izgovor. Obično trčim s ploča na LPCF PCB "ploteru", pa sam iskreno loš što to radim na teži način.)

Ostaci kartona, prijenos papira iz časopisa/tonera; u ovom trenutku ne izgleda tako divno. Dodirnite oštricom.. jetkajte, bušite, čistite … Više prijenosa tonera za "sitotisak", dodajte komponente i uključite ga …

Korak 15: Sažetak

Ovo je samo primjer, temeljen na nekim osobnim mišljenjima. Ključna misao je

da što su vam tragovi širi i što je više prostora između njih, hobisti će lakše izraditi vašu ploču. Većina PCB paketa ima postavke koje se mogu mijenjati tako da će umjesto vas obaviti veći dio posla …