Convierta su esquema EAGLE en una PCB: 22 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

En un Instructable anterior, proporcioné una introducción a la entrada esquemática utilizando el editor EAGLE de CadSoft. En este instructable, haremos una placa de circuito impreso a partir de ese esquema. Supongo que debería decir que haremos un DISEÑO de PCB; Hacer el tablero físico es una tarea diferente, y hay muchos tutoriales en la red (e incluso algunos instructivos) sobre cómo hacer el tablero después de tener el diseño.

Información genérica de Cadsoft EAGLE:

Cadsoft EAGLE está disponible en https://www.cadsoftusa.com/ Cadsoft es una empresa alemana que es una verdadera meca de la iluminación en la distribución de software. Además de los paquetes de diseño de PCB profesionales a un precio razonable ($ 1200), tienen licencias gratuitas, lite, sin fines de lucro y otras licencias intermedias. Su software se ejecuta en Windows, Linux y MacOSX. Es un poco peculiar, con una curva de aprendizaje empinada (pero no demasiado alta) en la interfaz, pero según la mayoría de los informes no lo es más que otros paquetes CAD profesionales. Tienen foros de soporte en línea que están activos tanto de la empresa como de otros usuarios, el paquete está en desarrollo actual y mejora con cada lanzamiento. Varios fabricantes de PCB aceptarán sus archivos CAD directamente. Es algo bueno. Úselo. Propagarlo. Cómpralo cuando "te conviertas en profesional". Consulte también: Entrada esquemática Creación de piezas de biblioteca Modificación de reglas de diseño Enviar archivos CAD a los fabricantes

Paso 1: Comenzando desde el esquema…

Así que este es el esquema que tenemos del Schematic Instructable. Arriba en el menú de archivo, hay una selección de "Cambiar a tablero". Si hacemos eso desde un esquema simple, nos ofrecerá crear el tablero a partir del esquema (diga "sí"), y luego nos dejará sentados en el Editor del tablero.

Paso 2: Comandos de menú utilizados

El editor de tablero se parece mucho al editor de esquemas, con algunos comandos diferentes. Aquí hay un resumen de los comandos icónicos que utilizo en este instructivo, y algunos resúmenes breves: INFO Muestra información sobre un objeto (componente, señal, traza, etc.) MOVE Permite que los componentes se muevan (igual que el esquema). GRUPOS Grupos a colección de objetos en un "grupo" que se puede manipular simultáneamente. ELIMINAR Eliminar un objeto. Los elementos creados en los esquemas deben eliminarse allí. SMASH Separe las etiquetas de texto de una parte de la parte en sí, para que se puedan mover de forma independiente. BREAK Agregue una esquina a una línea (o trazo). líneas (generalmente en capas que no son de cobre. ROUTE es para dibujar cobre). VIA crea un orificio y una almohadilla asociados con alguna señal. (en realidad, usaremos un comando de texto.) HOLE un agujero que no está asociado con una señal, es decir, para el montaje. RATSNEST vuelve a calcular los cables de aire y los polígonos, por ejemplo, después de que los componentes se han movido. CHANGE cambia las propiedades de un objeto. RIPUP cambia un enrutado rastro de regreso a un airwire. Ordenar un equivalente a "eliminar" para trazas. TEXTO agregar texto POLÍGONO crear un polígono (en realidad, usaremos un comando de texto). AUTOROUTE invoca el autorouter. DRC invoca la verificación de reglas de diseño y la configuración del parámetro. Describiré los íconos restantes hacia el final y les asignaré "útiles" o "inútiles".

Paso 3: El diseño de PCB intacto

Así es como se verá el diseño de la placa recién creada. Todos sus componentes estarán agrupados a la izquierda del origen, y habrá un marco que marca el tamaño permitido de una placa cuando se utiliza el software gratuito o las versiones "Lite" de EAGLE (80x100 mm). Todos los pads de componentes deberán estar dentro de ese contorno cuando los mueva, aunque puede hacer un poco de trampa y tener trazos o contornos de tablero que excedan el límite de tamaño del tablero. Esto tiene el efecto secundario molesto de que si toma un componente de su ubicación original, no puede volver a colocarlo fuera del esquema (sin embargo, puede usar ESC para cancelar el movimiento y el componente volverá a su estado original localización.)

Ok, algunas definiciones están en orden

Todas las señales que creó en el esquema son actualmente AIR WIRES; líneas amarillas delgadas que se dibujan de la manera más corta posible, cruzando entre sí según sea necesario. Permanecen conectados a los pines de los componentes incluso cuando mueve el componente. El comando RATSNEST vuelve a calcular y vuelve a dibujar estos después de mover las cosas (y, digamos, hacer dos pines conectados más juntos de lo que solían estar). ENRUTAR una señal consiste en convertir un cable de aire en un rastro de cobre real en algunas capas de el tablero y posicionar ese rastro para que no se quede corto contra otros rastros en la misma capa del tablero. La versión Freeware de Eagle solo admite una capa SUPERIOR e INFERIOR y, como aficionados, tenemos la motivación de intentar usar solo UNA capa. Una señal puede pasar de una capa a otra usando una vía, que es un orificio conductor, algo así como un puente (y usaremos puentes para implementar el nivel superior de la placa si podemos hacer que la placa sea mayoritariamente de un solo lado). La creación del diseño de la PCB consiste en colocar todos los componentes en lugares lógicos y enrutar todos los cables de aire de una manera que permita que el diseño funcione.

Paso 4: Acerca de las "capas" de la placa

El editor de Eagle Board tiene MUCHAS más capas que el editor de esquemas. Una confusa multitud de capas. La mayoría de los comandos de dibujo tienen un menú desplegable de selección de capas que puede usar para especificar en qué capa desea dibujar (las excepciones incluyen objetos como vías que abarcan varias capas). Estas son algunas de las capas más importantes:

Paso 5: Mueva los componentes al área legal

Lo primero que queremos hacer es mover al menos algunos componentes al área del tablero legal donde podemos trabajar con ellos. Si tiene una placa particularmente grande con muchos componentes, es posible que desee hacer esto una sección a la vez. Para este tablero de muestra, tenemos mucho espacio y podemos moverlos todos a la vez, usando la función de movimiento de grupo. Seleccione el ícono de GRUPO, luego haga clic y arrastre para hacer un rectángulo que recorra todos los componentes. Luego seleccione el ícono MOVER y haga clic DERECHO (al hacer clic con el botón derecho se selecciona el grupo en lugar de un solo componente) y arrastre el conjunto al contorno del tablero. Utilice el botón ZOOM para estrechar la vista.

Paso 6: encoge un poco el contorno de Boad

El lado legal completo de la junta es más grande de lo que necesitamos. Reduzca el contorno con la herramienta MOVE. Haga clic en el centro de la línea horizontal superior (que selecciona la línea completa en lugar de un punto final) y muévala hacia abajo, luego haga clic en el centro de la línea vertical más a la derecha y muévala hacia la izquierda. línea. Al hacer clic cerca de un vértice, solo se mueve el punto. No tiene que ser perfecto en este punto; principalmente buscamos una mejor vista para los próximos pasos. (Oh, sí, haga clic en el botón de zoom para volver a hacer zoom en la ventana en el contorno más pequeño).

Paso 7: comience a colocar los componentes

Ahora necesitamos mover los componentes a (cerca) donde los queremos en el tablero final. O queremos moverlos a lugares sensibles que faciliten la colocación de trazos. Gran parte del "ARTE" de hacer PCB (y especialmente placas de una cara) radica en encontrar lugares "buenos" para los componentes. En general, puede comenzar colocando los componentes de manera similar a como aparecen en el esquema. (Esto se rompe cuando un chip tiene múltiples puertas, o el diagrama en el símbolo esquemático tiene una ubicación de pines muy diferente a la del chip real, pero es un buen lugar para comenzar para los componentes discretos y simples. Lo peor que sucederá es que usted ' tendré un diseño que tenga sentido, incluso si no se encamina bien …) En este caso, coloqué los transistotrs de salida de potencia cerca de las lámparas con las que están asociados, y busqué en la web un diseño 555 que funcionaría bueno (durante mucho tiempo, traté de hacer tablas con la tapa de sincronización colocada cerca de las resistencias de sincronización, y siempre necesité un puente. Suspiro) ("No dejes que el trabajo de nadie más se escape de tus ojos").

Paso 8: Verifique las señales para ver cómo se enrutarán

Una forma de obtener pistas sobre la ubicación de las piezas es observar algunas señales importantes para ver si tienen buenas trayectorias rectas o si se desplazan en zigzag por todo el tablero. Primero use el icono / comando RATSNEST para que EAGLE vuelva a calcular los cables de aire. Como están las cosas ahora, tengo buenas conexiones directas desde los transistores a las lámparas, pero si escribo "show gnd" en la línea de comandos, veo que esto es a expensas de hacer que la señal de tierra esté en zigzag. Así que cambio los transistores porque es más importante tener GND recto. (En mi humilde opinión, YMMV, etc.) (Esto termina poniendo los transistores cerca de los suministros que cambian, en lugar de cerca de las lámparas a las que cambian, por lo que todavía tiene sentido desde el punto de vista del circuito también). los componentes se colocan en ubicaciones relativas que se ven bien, puedo volver a juntarlos (manualmente, moviéndolos uno a la vez; ¡no hay comando mágico para esto!) y encoger el contorno de la placa un poco más.

Paso 9: Cargar reglas de diseño

Como somos aficionados, queremos hacer nuestro tablero con trazos anchos y grandes espacios (consulte https://www.instructables.com/id/EZVIGHUBGCEP287BJB/)Así que cargaremos ese conjunto de reglas de diseño para aficionados antes de comenzar. Haga clic en el ícono Design Rule Check y use el botón LOAD para cargar hobby.dru desde mi otro instructable. O puede modificar los valores de forma manual e individual, por supuesto. O déjalos como están …

Paso 10: arregla el paquete incorrecto

Puedes ver cómo el cambio de la regla de diseño ya ha modificado el tablero. Las almohadillas son más grandes y todas redondas. También notará que una de las resistencias está configurada como un paquete no vertical, a diferencia del resto. Probablemente se trataba de un error en la entrada del esquema, y no importaba cuando todo lo que teníamos era el esquema. Ahora que estamos haciendo el tablero, queremos cambiar el paquete según corresponda. Cuando seleccione la herramienta cambiar-> paquete y haga clic en la parte a cambiar, se le mostrará una lista de todos los paquetes legales para esa parte (estos deben ser los mismos que aparecieron en el cuadro de diálogo "agregar" esquemático) Hay otras formas de ingresar un comando de "cambio" en el área de entrada de comandos de texto que querrá ver si necesita cambiar muchos dispositivos a un paquete en particular, por lo que puede omitir la lista de cada uno. Algo como "cambie el paquete 'R-US / 0207 / 2V', y luego haga clic en cada componente.

Paso 11: prueba el enrutador automático

Ahora veremos si el enrutador automático puede hacer parte del trabajo por nosotros. El enrutador automático EAGLE no es el mejor del mundo, pero incluso cuando hace un "mal" trabajo, nos dará algunas pistas generales sobre cómo deben verse las cosas o dónde están los puntos problemáticos.

Haga clic en el icono AUTOROUTE y aparecerá un cuadro de diálogo. Los parámetros predeterminados producirán un tablero de doble cara, y queremos al menos INTENTAR hacer un tablero de un solo lado, por lo que lo primero que debe hacer es establecer la dirección preferida para la capa SUPERIOR en NA (no aplicable). La otra cosa es posible que deba cambiar la cuadrícula de enrutamiento. Este valor predeterminado es la misma cuadrícula predeterminada que el editor de diseño de placa en general: 0,05 pulgadas (1,27 mm, ya que tengo mi editor configurado en métricas). Dado que esta placa en particular tiene partes grandes, y no hemos movido ninguna fuera de la predeterminada. grid, estamos de acuerdo con ese valor. Si tiene componentes SMT o ha movido cosas en una cuadrícula más fina, es posible que tenga pads que no están en la cuadrícula de gira, que al enrutador automático no le gustan mucho ("pad inalcanzable", etc.) Puede hacer que la cuadrícula sea muy pequeña, pero tardará más. En mi opinión, es mejor comenzar con una cuadrícula gruesa y dividirla a la mitad cada vez que parezca que las rutas fallan porque la cuadrícula es demasiado grande. También tenga en cuenta que el enrutador automático obedece a las líneas de dimensión de la placa, por lo que si no las ha movido cerca de sus componentes, es posible que tenga rastros que viajen por toda la placa. O si ha movido el contorno demasiado cerca de las almohadillas, es posible que haya evitado que los trazos vayan a los lugares a los que deben ir.

Paso 12: Enrutar las pistas restantes manualmente

El enrutador automático hizo un buen trabajo aquí. Solo queda un rastro.

Hay un par de formas en las que podemos enrutar esta señal manualmente, incluidas algunas rutas serpenteantes entre los pines del transistor que el enrutador automático no usó debido a las reglas de diseño que especificamos. Este es un rastro de corriente relativamente alto, y decidí que tampoco violaré manualmente las reglas de diseño. En su lugar, usaré un cable de puente en el lado del componente, que puedo modelar en EAGLE como un trazo del lado superior. Seleccione la herramienta RUTA y haga clic en un punto final de un cable de aire sin enrutar (amarillo), y puede colocar una traza prácticamente en cualquier lugar que desee, seleccionando el ancho, la capa y el tipo de curva en la barra de menú a medida que avanza. Esto se muestra en la sucesión de imágenes en este paso.

Paso 13: agregar polígonos de plano de potencia

Los "planos de potencia" son grandes áreas de cobre que transportan una señal real, generalmente potencia y tierra. En tableros multicapa, es común tener capas enteras dedicadas principalmente a un plano de potencia de este tipo. Incluso en una placa de una sola capa hay algunas ventajas de hacer algo similar: 1) Usar menos grabador2) lleva una corriente más pesada, por si acaso3) facilita la conexión de cables de prueba4) actúa como una especie de "barrera estática" para los dedos en EAGLE. áreas de señal tan grandes se dibujan con el comando "polígono". Hay un icono en la barra de herramientas para dibujar polígonos, pero creará polígonos asociados con una nueva señal, y encuentro que al crear un polígono para una señal existente, es más fácil escribir la forma de texto del comando en el área de comando de texto.. Para crear un polígono adjunto a una señal llamada 'gnd', escriba "poly gnd". Al darle un nombre de señal en el comando, el polígono se conectará automáticamente a esa señal. (Si dibuja un polígono con el ícono, puede conectarlo a una señal más tarde usando el comando "nombre" para cambiar el nombre del polígono. (Sin embargo, después de esto, no puede cambiar el nombre del polígono nuevamente sin cambiar el nombre de la señal también..))

Paso 14: Agregar V + Polígono

Ahora repetiremos el proceso para el voltaje positivo. Sin embargo, nunca nombramos esa señal cuando dibujamos el esquema, por lo que tendrá un nombre aleatorio como "N $ 23"; Podemos usar el comando "INFO" para encontrar el nombre de la señal a usar cuando dibujamos el polígono, después de lo cual es lo mismo que dibujar el polígono GND. En este caso, la señal V + se llama n $ 1, entonces escribimos "poly n $ 1"

Paso 15: Arreglar: Smash Package Text

Si queremos que los nombres de los componentes sean legibles en la parte superior del tablero (transferidos mediante transferencia de tóner), o simplemente que se vean bien en las impresiones, es probable que los nombres y valores deban moverse de sus ubicaciones predeterminadas. Para mover el texto por separado del propio dispositivo, usamos el comando "SMASH". (¿Por qué se llama "smash"? ¡No lo sé!)

Seleccione el ícono SMASH del menú, luego haga clic en cada componente cuyo texto desee mover. Si estos son TODOS los componentes, hay un ULP que aplastará todo (pero los ULP son un tema para posibles instructables futuros. O los manuales EAGLE).

Paso 16: Asear; Mover rastros

Podemos mover algunas de las trazas para que se vean más ordenadas, ofrezcan un mejor espacio libre, etc.

Además, encogemos la placa a su tamaño final y juntamos un poco más los componentes.

Paso 17: ¡Arreglando un OOPS

¿Recuerdas en el esquema que mencioné que había un par de cosas que se habían omitido? Debería estar notándolos ahora … Conexiones de ENERGÍA; no hay forma de conectar una batería o fuente de alimentación a esta placa de circuito. Oh, claro, puedes clavar algunos cables en los polígonos de suministro, ¡pero qué elegante es eso! Podríamos volver al esquema y agregar algunos conectores de alimentación o soportes de batería reales, pero son un poco rígidos para un circuito que probablemente se conectará a un paquete de baterías con algunos cables de todos modos. En su lugar, agreguemos algunas Vias para que actúen como puntos de conexión para los cables de alimentación. Al agregar Vias de esta manera, es conveniente usar el área de entrada de comandos de texto para que podamos nombrar la señal al mismo tiempo que agregamos la vía. Escriba "vía 'gnd'" (sí, necesita las comillas aquí, a diferencia de los polígonos). Puede ajustar el tamaño de perforación y la forma de la vía, y colocar la vía en el polígono de suministro apropiado. Me gusta usar dos vías como una especie de alivio de tensión (una se hace más grande para que pueda pasar cable + aislamiento a través de ella, la otra tiene el tamaño solo para el cable). Un clic en el icono RATSNEST se asegurará de que las vías estén conectadas al polígono. Luego haga lo mismo para la señal V + (llamada N $ 1, recuerda).

Paso 18: Ordenado: Permita paquetes y opciones alternativos

Podemos dejar algunos agujeros adicionales para montar diferentes paquetes. Los transistores utilizados en el esquema publicado que ingresamos aparentemente vienen en una especie de paquete de lata de metal que ha perdido popularidad. Si organizamos tres orificios de montaje en línea, podemos sustituir una gran cantidad de transistores diferentes cuyos cables de paquete vienen de esa manera (TO92 o TO220, por mencionar dos paquetes modernos populares). Utilice el comando info para averiguar los nombres de las señales, y luego "via 'n $ X'" en la línea de comando para crear la vía, seguida de una ruta manual a la vía si es necesario. En este caso, una de las vías colocadas choca con un rastro de señal oculto por el polígono GND, por lo que tenemos que eliminar ese rastro con el comando "ripup" (el polígono aún se conectará a la plataforma).. Agregaré algo de texto a la serigrafía para mostrar dónde debe ir el cable emisor de los transistores. Utilice el botón del icono "texto" y cambie la capa a tPlace.

Paso 19: Verificación de las reglas de diseño

Queremos ejecutar una verificación de reglas de diseño para asegurarnos de que ninguna de las ediciones manuales que hemos realizado viola las reglas …

Paso 20: Salida usando imágenes exportadas

Guarde su trabajo a menudo. Has estado haciendo eso, ¿verdad? Ahora básicamente hemos terminado, y deberíamos averiguar cómo vamos a generar nuestra placa para la admiración en páginas web, la revisión por parte de los compañeros, la transferencia a material de PCB físico, etc. La forma de generar la placa es "exportar" una imagen.

Paso 21: Otros iconos de menú útiles

Aquí hay algunos otros comandos útiles accesibles desde los íconos del menú LAYERS Ajusta qué capas se muestran. ¡Las placas tienen muchas más capas que esquemas! ESPEJO Mueve un componente de estar montado en la parte superior de la placa a estar montado en la parte inferior de la placa. CORTE COPIA una selección, a pesar del nombre. NOMBRE Cambia el nombre de un objeto. CÍRCULO Dibujar un círculo RECTÁNGULO Dibuja un rectángulo MARCA Coloca una marca de medición. Su área de información comenzará a mostrar distancias relativas a la marca, así como al origen. ROTAR rotar un objeto. Esto puede rotar ángulos distintos a 90 grados. PASTE Pega algunos objetos que fueron copiados previamente con CUT. VALUE Cambia el valor de un objeto. MITER hace que las esquinas de la señal se redondeen. ARC Dibuja un arco.

Paso 22: comandos inútiles

Estos son íconos de menú que no encuentro en absoluto útiles para crear tableros, al menos no a partir de esquemas (y creo que siempre debes hacer esquemas que vayan con tus tableros; borh para la auto-documentación y las capacidades de verificación de errores que se agregan.) MOSTRAR MOSTRAR es más útil desde el área de comandos de texto. Creo DUPLICAR Duplicar un objeto. Normalmente se hace en el esquema. AÑADIR Añadir un componente. Normalmente se hace en el esquema. REPLACEJOIN Ocurre automáticamente, normalmente? POLYGON es más útil desde el área de comando de texto. SEÑAL Crea una señal. Generalmente se hace en el esquema.