Cómo diseñar circuitos y crear una PCB con Autodesk EAGLE: 9 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Hay muchos tipos de software CAD (diseño asistido por computadora) que pueden ayudarlo a diseñar y fabricar PCB (placas de circuito impreso), el único problema es que la mayoría de ellos realmente no explican cómo usarlos y qué pueden hacer..

He usado muchos tipos de CAD en el pasado y debo admitir que EAGLE es, con mucho, el mejor, el más poderoso y el más fácil de usar. No solo digo esto porque es propiedad de Autodesk, y también lo es Instructables. Realmente creo que es la mejor opción que existe tanto para principiantes como para profesionales. (Además, si eres estudiante, ¡puedes obtenerlo gratis durante tres años!)

En este Instructable, voy a enseñarle, paso a paso, cómo instalar EAGLE, cómo diseñar un circuito y usar la lista de piezas, y luego convertirlo en un PCB.

Paso 1: Instalar EAGLE

El primer paso para crear su PCB es … sorpresa sorpresa, descargar el software para hacerlo. EAGLE es compatible con la mayoría de los sistemas operativos y se puede obtener fácilmente en el sitio web de Autodesk.

1. Primero, vaya a https://www.autodesk.com/products/eagle/overview y haga clic en el botón "suscribirse" en el medio de la página; luego le pedirá que seleccione el plan que desea. 2. Ahora le pedirá que inicie sesión o cree una cuenta. 3. Tendrás la opción de cómo pagar, selecciona qué sistema operativo quieres y la versión. A continuación, se descargará el producto. Para instalar, siga las instrucciones del asistente de instalación.

Paso 2: Comenzando

Ha llegado el momento, ¡ya puedes abrirlo por primera vez! Una vez que lo haya abierto e iniciado sesión, será recibido con el panel de control. Aquí es donde puede encontrar sus diseños y modelos, y ver la nueva información de actualización.

Para crear un nuevo esquema:

1. Haga clic en "Archivo" en la parte superior de la página, luego vaya a "Nuevo"> "Esquema". Esto abrirá una nueva ventana en la que puede comenzar a hacer nuestro esquema.

2. Empiece por instalar las bibliotecas de las piezas que desee utilizar. Para hacer esto, haga clic en "Agregar pieza" en la barra lateral. Esto abrirá otra ventana en la que puede seleccionar partes para agregar y usar. Deberá descargar las bibliotecas de piezas.

3. Para hacer esto, haga clic en "Abrir Administrador de Bibliotecas" en la esquina inferior izquierda. Verá otra ventana; haga clic en "Disponible" en el centro a la derecha. Esto le mostrará todas las posibles bibliotecas de piezas que EAGLE tiene para ofrecer. Puedes elegir los que quieras descargar, pero te recomiendo usarlos todos.

4. Una vez que haya resaltado las que desee, haga clic en "Usar" en la esquina inferior derecha de la ventana. Esto comenzará a descargar todas las bibliotecas de piezas que seleccionó. Esto puede llevar un tiempo, por lo que ahora sería un buen momento para tomar un refrigerio y prepararse para comenzar a hacer su esquema y tablero. Una vez descargadas todas las bibliotecas, puede cerrar la ventana "Administrador de bibliotecas".

Paso 3: creación de su esquema

1. Comience su esquema buscando las partes que desee en la ventana "Agregar parte" que ya está abierta (o selecciónela en la barra lateral). Una vez que haya encontrado la pieza, haga doble clic en ella y volverá a su esquema.

2. Para colocar la pieza, haga clic en el lugar donde desea que vaya. Una vez que tenga todas las piezas dispuestas, seleccione "Red" en la barra lateral para dibujar las conexiones entre las piezas para que sepa dónde dibujar los trazos (los cables de cobre dentro de la PCB).

3. Para dibujar los trazos, seleccione "Red" y coloque el mouse sobre el pin de la parte que desea conectar. Cuando aparezca un círculo verde, haga clic en él y luego haga clic en el pin al que desea conectarlo.

Para eliminar una parte, seleccione "Eliminar" en la barra lateral y haga clic en el centro de la parte que desea eliminar.

Para mover una parte, seleccione "Mover" en la barra lateral y haga clic en el centro de la parte que desea mover, esto hará que se vuelva rojo brillante. Muévelo a donde quieras y haz clic de nuevo para colocarlo.

Para rotar una pieza, seleccione "Rotar" en la barra lateral y haga clic en el centro de la pieza para rotarla 90º en el sentido de las agujas del reloj.

Para crear conexiones GND (tierra) o VCC (voltaje en el colector común), vaya al menú "Agregar" y busque VCC o GND.

También puede agregar anotaciones, formas y texto haciendo clic en esas características en la barra lateral.

Hay tantas otras formas de manipular sus piezas y diseño que ni siquiera entraré en ellas en este tutorial básico. Échales un vistazo en "editar" en la parte superior de la pantalla. Recomiendo jugar con ellos incluso si no sabes lo que hacen.

Diviértete creando tu esquema y juega con las diferentes herramientas que EAGLE tiene para ofrecer.

Paso 4: disposición de los componentes para su PCB

¡Ha llegado el momento de crear tu tablero!

1. Una vez que haya creado con éxito su esquema, guárdelo y luego presione el botón "Generar / cambiar a placa" en la parte superior izquierda de la interfaz o debajo de "Archivo" en la parte superior de la página. Esto abrirá una nueva ventana con un fondo negro y todas sus partes alineadas en ella.

2. Si desea cambiar la forma predeterminada del tablero en el que está colocando sus partes, haga clic en "Capa" en la esquina superior izquierda de la interfaz y cámbielo a "Dimensión". Esto significa que ahora está editando las dimensiones del propio tablero.

Para cambiarlos, haga clic en una de las esquinas del rectángulo preexistente y arrástrelo al tamaño que desee, o vaya a "Dibujar" en la parte superior de la página y seleccione el tipo de tablero de forma que desee (rectángulo, polígono, círculo, etc.).

3. Ahora que ha creado una placa adecuada, es hora de empezar a diseñar sus componentes. Haga clic en el componente que desee colocar y arrástrelo al lugar deseado en el tablero. Para cambiar de qué lado del tablero se encuentra un componente, haga clic en la opción "Espejo" en la barra lateral y seleccione los componentes que le gustaría cambiar de lado.

Para rotar un componente, use la función "Rotar" en la barra lateral.

4. Una vez que se hayan colocado todas las piezas, es hora de empezar a crear trazos. Estos son cables de cobre que crearán conexiones eléctricas entre sus componentes. Para agregarlos, tiene dos opciones: Utilice la función de enrutador automático de EAGLE para crear trazas automáticamente (si lo hace, salte al paso 7) o dibuje manualmente.

Paso 5: creación de sus propios rastros

1. Para crear sus trazas manualmente, primero calcule el grosor que desea que tengan utilizando una calculadora de ancho de trazas. Yo uso https://www.4pcb.com/trace-width-calculator.html (no patrocinado), sin embargo, puedes usar el que quieras.

2. Una vez que haya determinado qué trazo de grosor desea, haga clic en el menú desplegable "Capa" y seleccione la capa que desea crear primero. Seleccione la función "Ruta" en la barra lateral. Para hacer que el trazado tenga el grosor deseado, use la configuración "Ancho" en la parte superior izquierda del borde de la interfaz.

3. Cree la traza seleccionando el pin / pata / pad que desee como inicio de su traza. La traza debe aparecer como una línea roja que se extiende desde el inicio de la traza hasta el mouse. Además, también debería ver líneas amarillas que se extienden desde el final del trazo hasta un alfiler / pierna / almohadilla; estas son las conexiones eléctricas que diseñó en su esquema.

4. Para hacer una conexión, haga clic en el pin al que le gustaría adjuntar su trazo. Si desea que su trazo gire alrededor de algo o tenga una esquina, haga clic en el lugar donde desea que gire el trazo y luego mueva el mouse hacia donde desee que esté la siguiente esquina o conexión. Siga haciendo esto con todas sus conexiones hasta que no queden líneas amarillas. Trate de no crear ángulos de 90º porque son difíciles de fabricar; en su lugar, utilice dos ángulos de 45º para conectar las trazas.

5. Si desea conectarse entre capas, use la función "Vía" en la barra lateral. Esto crea una conexión entre las capas superior e inferior en forma de un pequeño punto.

6. Si desea crear agujeros para el montaje, use la función "Agujero" en la barra lateral. Para cambiar el tamaño del agujero, haga clic derecho sobre él y seleccione "Propiedades" y cambie la configuración de "Taladro" en consecuencia.

Paso 6: creación de un plano de tierra y serigrafía

Hay muchos estilos / diseños diferentes de PCB para principiantes. Recomiendo uno de dos: conecte todos sus componentes directamente con los rastros. Alternativamente, cree todas sus conexiones excepto las que se conectan a tierra y luego tenga el resto de la capa en su totalidad, o en su mayoría, un plano de tierra de cobre sólido (esto crea todas las conexiones a tierra sin tener múltiples rastros). En el diagrama de arriba, las líneas azules son los trazos en una capa y el rojo es la capa de cobre sólido (el plano de tierra). Los trazos azules están conectando todas las conexiones que no son a tierra y la capa roja conecta todas las conexiones a tierra.

1. Seleccione en qué capa le gustaría trabajar usando la configuración "Capa" en la esquina superior izquierda. Una vez que haya seleccionado la capa, use la función "Polígono" en la barra lateral y dibuje el contorno para cualquier forma de plano de tierra que desee.

2. Convierta este en el plano de tierra, después de haber realizado todas las demás trazas que desee, haciendo clic en "Ratsnest" en la barra lateral. El resto de la placa se convertirá en la región de cobre sólido. Para cambiar el espacio entre el plano de tierra y las trazas del valor predeterminado, ajuste la configuración de "Espaciado" en la parte superior derecha de la interfaz.

3. Para terminar su tabla, puede agregar una serigrafía. Esta es una capa delgada de tinta impresa en la superficie de la PCB para mostrar las orientaciones, posiciones y componentes (estos se hacen automáticamente a menos que se deshabiliten / eliminen). También se puede utilizar con fines decorativos.

4. Si desea agregar texto o formas a la serigrafía, cambie la capa que está editando usando la configuración "Capa" en la esquina superior izquierda a "tPlace" o "bPlace". Esto cambiará la serigrafía en las capas superior o inferior respectivamente. Utilice una de las funciones "Dibujar" en la barra lateral para crear cualquier patrón / diseño que desee.

Si ha seguido los dos últimos pasos, no dude en omitir el paso 7.

Paso 7: uso del enrutador automático

En lugar de dibujar manualmente todos los trazos, puede utilizar el enrutador automático. Esta función utiliza un algoritmo para dibujar los rastros por usted. Esto es muy útil si no tiene mucho tiempo o no puede molestarse en hacerlo manualmente. Sin embargo, será necesario jugar un poco con la configuración para que funcione bien. Y, a pesar de lo bueno que es el enrutador automático de EAGLE, todavía no es perfecto y aún tendrá que revisar y ajustar su trabajo.

1. Para utilizar el enrutador automático, primero deberá informar al software qué ancho desea que tengan los diferentes trazos. Para hacer esto, vuelva a la Vista esquemática y seleccione "Editar"> "Clases de red". Esto abrirá una nueva ventana con muchas filas diferentes en ella.

En el primero, cambie la configuración de "Ancho" al ancho deseado de una traza estándar; este es el valor predeterminado y establecerá automáticamente todos los trazos en este ancho (puede cambiarlos más tarde).

2. Si desea que algunos trazos sean más anchos, vaya a la fila debajo de la primera y cámbiele el nombre (por ejemplo: Suelo). Luego, puede cambiar el ancho y otras configuraciones como desee. Repita estos pasos para cada trazo de tamaño diferente que desee en su tablero. Una vez que esté satisfecho con los cambios, presione "Aceptar" en la parte inferior izquierda.

3. Para cambiar diferentes trazos a diferentes configuraciones de tamaño, seleccione la función "Información" en la barra lateral y haga clic en el trazo que le gustaría cambiar. Ahora haga clic en el menú desplegable "Net Class" cerca de la parte inferior y seleccione la opción que le gustaría. Pulse "Aceptar" cuando esté satisfecho.

4. Ahora está listo para ejecutar el enrutador automático: vuelva a la Vista de PCB y presione la función "enrutador automático" en la barra lateral. Aparecerá una nueva ventana con todas las configuraciones para el enrutador automático. Para un tutorial básico, ninguno de estos es importante, así que simplemente presione el botón "Continuar" en la parte inferior y luego haga clic en "Iniciar". El software hará lo suyo. Esto puede llevar un tiempo, así que siéntese y relájese un poco.

Una vez que haya dejado de hacer cambios, haga clic en "Finalizar trabajo" y revise la PCB para corregir cualquier error que pudiera haber cometido.

Paso 8: Exportación de Gerbers y BOM para fabricación

¡Finalmente ha terminado de diseñar su PCB! Date una palmadita en la espalda por todo el trabajo que dedicaste. Te lo mereces.

Aunque acaba de terminar de hacer nuestro diseño esquemático y de tablero, la diversión no ha hecho más que empezar. Este paso le muestra cómo tomar su idea y diseño y convertirlos en realidad (es decir, crear una PCB física).

1. Si desea solicitar el diseño de su PCB a un servicio profesional, puede utilizar la función "Cotización de PCB" en la parte superior derecha de la interfaz. Esto lo llevará al servicio de fabricación de PCB de Element14. Siga las instrucciones en su sitio web.

2. Si desea que lo fabrique algún otro fabricante, tendrá que exportar los archivos Gerber (archivos que contienen la información del diseño de su PCB). Haga esto usando la función "Procesador CAM" en la parte superior izquierda de la interfaz.

Aparecerá una nueva ventana: haga clic en "Cargar archivo de trabajo"> "Trabajos CAM locales"> "gerb274x-mill-drill.cam" en la esquina superior izquierda de la ventana. Marque la casilla junto al menú desplegable con la etiqueta "Exportar como ZIP".

Haga clic en cada capa en la barra lateral una a la vez y asegúrese de que "Espejo" debajo de "Estilo" NO esté seleccionado, es decir, deseleccione.

3. Una vez que haya terminado, puede presionar "Procesar trabajo" en la esquina inferior izquierda de la ventana. Se abrirá otra ventana donde podrás guardar tu trabajo donde quieras.

¡Ahora puede enviarlo a cualquier servicio de fabricación que desee, pedir las piezas y empezar a soldar!

4. Alternativamente, puede grabar el PCB usted mismo. Para hacer esto, recomiendo el artículo de Yeo Kheng Meng sobre cómo exportar una imagen para hacer esto: "https://yeokhengmeng.com/2016/03/eagle-file-to-diy-pcb-etching/" (no patrocinado).

5. Para crear un B. O. M. (Lista de materiales) para pedir las piezas, vaya a Vista esquemática y use la función "Ejecutar ULP" en la parte superior izquierda de la interfaz. Esto abrirá una nueva ventana, seleccione "BOM" y presione Enter. Ajuste la configuración a sus preferencias y luego guarde su trabajo.

Paso 9: Conclusión

¡Felicitaciones, has llegado al final del Instructable! Te mereces una medalla. Sé que fue largo, pero es tan difícil encajar tanto contenido en un solo instructivo.

Espero que ahora tenga los conocimientos y las habilidades para instalar EAGLE, diseñar un esquema y convertirlo en una PCB. Aunque este Instuctable puede parecer largo y complejo, en realidad no es tan difícil si lo desglosas en pasos simples.

Si tiene algún consejo, sugerencia o pregunta, déjelo en la sección de comentarios. Estos son invaluables para mí porque me ayudarán a mejorar mis Instructables posteriores.

Si cree que merezco su voto en el Concurso de PCB, hágalo a continuación.

Les deseo la mejor de las suertes haciendo y, como siempre, ¡que se diviertan!