Tee harrastajien piirilevyjä ammattimaisilla CAD -työkaluilla muuttamalla "suunnittelusääntöjä": 15 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

On mukavaa, että harrastajat voivat käyttää ammattimaisia piirilevytyökaluja. Seuraavassa on muutamia vinkkejä niiden käyttämiseen ito -suunnittelulevyillä, jotka eivät tarvitse ammattimaista valmistajaa niiden tekemiseen…

Vaihe 1: Johdanto, osa 1 - My Gripe

Netissä on lukuisia opetusohjelmia omien painettujen piirilevyjen (PCB) valmistamisesta. Väriaineen siirto, valoherkistetyt piirilevyt, terävät; kaikenlaista tietoa…

Samoin on olemassa useita tietokoneavusteisia suunnittelupaketteja (CAD), jotka on suunniteltu auttamaan PCB -mallien luomisessa, mahdollisesti mukana olevilla kaavioilla. Joillakin näistä on edullisia versioita, jotka on suunnattu opiskelijoille ja harrastajille. Mutta näen eri verkkosivuilla harrastajien luomia PCB -levyjä, jotka on luotu näillä CAD -paketeilla ja jotka eivät ole "ystävällisiä" harrastajien todellisuudessa valmistamille PCB -sivuilla kuvatuilla menetelmillä. Ihana julkaistu piirilevy ei ole läheskään niin hyödyllinen, jos se vaatii 50 dollarin+ tyypillisen vähimmäishinnan ammattimaiselta levynvalmistajalta. Minulla ei ole epäilystäkään siitä, että oikeilla laitteilla, tarvikkeilla ja harjoituksella voit saada tarpeeksi hyvää kotona PCB -valmistustekniikkaa (valitse omasi) tuottaaksesi laadukasta, monimutkaista levyä, jossa on hienoja jälkiä ja pieniä reikiä, ja niin edelleen. Mutta monet PCB: t eivät todellakaan tarvitse tätä monimutkaisuutta, ja olisi mukavaa, jos ne olisi suunniteltu siten, että et tarvitsisi paljon kokemusta PCB: n valmistamisesta saadaksesi toimivan PCB: n. Tämä asiakirja sisältää joitakin vihjeitä CAD -paketin määrittämisestä levyjen luomiseksi, jotka on helpompi valmistaa harrastajaympäristössä. Se perustuu Cadsoftin Eagle CAD -pakettiin, mutta periaatteet ovat suhteellisen yleisiä ja niiden pitäisi koskea myös muita CAD -paketteja.

Vaihe 2: Johdanto, osa 2 - Cadsoft EAGLE

Cadsoft EAGLE: https://www.cadsoftusa.com/ Cadsoft on saksalainen yritys, joka on todellinen ohjelmistojakelun valaistuksen mekka. Kohtuuhintaisten ammattimaisten piirilevyjen suunnittelupakettien (1200 dollaria) lisäksi niillä on ilmaisohjelmat, yksinkertaiset, voittoa tavoittelemattomat ja muut välilisenssit. Heidän ohjelmistonsa toimivat Windows-, Linux- ja MacOSX -käyttöjärjestelmissä. Se on hieman omituinen, ja käyttöliittymässä on jyrkkä (mutta ei liian korkea) oppimiskäyrä, mutta useimpien raporttien mukaan se ei ole sen enempää kuin muut ammattimaiset CAD -paketit. Heillä on online -tukifoorumeita, jotka ovat aktiivisia sekä yritykseltä että muilta käyttäjiltä, paketti on parhaillaan kehitteillä ja paranee jokaisen julkaisun myötä. Monet PCB -valmistajat hyväksyvät CAD -tiedostonsa suoraan. Se on hyvää tavaraa, käytä sitä. Levitä sitä. Osta se, kun "lähdet ammattilaiseksi". Tämä asiakirja ei ole opetusohjelma EAGLEn käytöstä, vaikka siitä on todennäköisesti jonkin verran hyötyä tässä roolissa. Kyse on enemmän Eagle-asennuksen määrittämisestä ja mukauttamisesta harrastajalle sopivammaksi.--Katso myös: Kaavamainen merkintä Luo piirilevy kaavamaisesta Kirjasto-osien luominen Suunnittele sääntömuutos Lähetä CAD-tiedostoja valmistajille

Vaihe 3: Näytepiirimme: Vilkkuu joitakin LED -valoja

Esimerkkinä aion käyttää yksinkertaista ja melko tavanomaista kaksitransistorista, kaksijohtavaa "blinky" -piiriä. Se näyttää tältä.

(Jos päätät itse rakentaa tämän, transistorit voivat olla mitä tahansa yleiskäyttöisiä piitä sisältäviä NPN -tyyppejä, kuten 2n4401, 2n2222, 2n3904.) Kunkin LEDin syttymisaika on noin R*C (yksi sekunti tässä oleville arvoille.) voi olla 3 V … mitä tahansa, vaikka joudut ehkä säätämään virranrajoitusvastuksia korkeammille jännitteille.) Korkien jännitteen on oltava hieman korkeampi kuin virtalähde, jota aiot käyttää. 9 V: n akussa käytin 16 V: n korkkeja. Vastukset ovat 1/4 wattia.)

Vaihe 4: Osien sijoittaminen

Se näyttää melko yksinkertaiselta, joten heitämme komponentit levylle lähes siltä, miltä ne näyttävät kaaviossa:

Vaihe 5: Automaattinen reititys oletusasetusten avulla ja mitä vikaa siinä on…

Sitten viipymme hieman autorouterin kanssa varovasti asettamalla yläosan myöhemmän suunnan "N. A." saadaksesi yksipuolisen levyn (mutta käyttämällä kaikkia muita oletusasetuksia.) Saamme jotain, joka näyttää tältä.

Se näyttää oikeastaan aika kivalta. Joten mikä on ongelma? Ongelmana on, että jos yrität tehdä tuon levyn keittiössäsi, olet todennäköisesti turhautunut. Pääongelmia on kaksi: 1) Jäljen leveys. Oletusjäljen leveys on 10mil (mil on 1/1000 tuumaa) tai noin 0,2mm. Se sopii useimmille ammattimaisille piirilevyvalmistajille; useimmat voivat rutiininomaisesti ja luotettavasti valmistaa levyt jopa 6 milliin. Mutta se on erittäin hienoa saavuttaa käyttämällä jotain väriaineen siirtoa (muista, että hienojakoinen mekaaninen lyijykynä on 0,5 mm - lähes 3 kertaa suurempi!) Samanlainen ongelma on reikien ympärille jääneen tyynyn määrässä; Vaikka se sopii hienolle CNC-porakoneelle, jos yrität porata reikiä tyypillisillä kodin laitteilla, poistat todennäköisesti koko tyynyn. 2) Selvitys. Tämä on raitojen väliin jäävä tila (tai raitojen ja tyynyjen välissä.) Kuten jäljen leveys, se on oletuksena pieni määrä: 8 milliä. se ei vain ole realistinen arvo harrastajalle …

Vaihe 6: Korjataan SUUNNITTELUSÄÄNNÖT

Yhdessä näitä parametreja (ja monia muita) kutsutaan hallituksen "suunnittelusäännöiksi". Onneksi ne on suunniteltu muutettaviksi vastaamaan eri PCB -valmistajien vaatimuksia, ja ne voidaan muuttaa vastaamaan paremmin myös harrastajan tarpeita. Pääset suunnittelusääntöjen tarkistukseen ja vaihtoehtoihin DRC -komennolla tai -painikkeella. Se näyttää tältä.

DRC -paneelia käytetään yleensä suunnittelusäännön TARKISTUS tekemiseen. Kun lauta on asetettu (yleensä merkittävällä reitityksellä), napsautat "TARKISTA" -painiketta ja Eagle menisi ja varmistaisi, että tekemäsi vastaavat määrittämiäsi suunnittelusääntöjä. Autorouter kiinnittää kuitenkin huomiota myös asettamiisi suunnittelusääntöihin; se ei olisi kovin hyödyllinen ominaisuus, jos autorouter loisi "laittomia" tauluja. Kuten huomaat, on paljon parametreja, joita voit muuttaa. Meitä kiinnostaa vain muutama niistä. (yksittäiset parametrit on yleensä kuvattu kauniilla kuvalla, joka osoittaa kohteen, jota muutat. Hieno ohjeominaisuus …)

Vaihe 7: CLEARANCE -sääntöjen muuttaminen

CLEARANCE -paneelissa voimme ohjata haluttua etäisyyttä useiden erilaisten kohteiden välillä. Oletusvaraus on 8 milliä kaikelle…

Jossain vaiheessa sinun on päätettävä, mitä haluat arvojen olevan. Tämä on vain esimerkki, joten voin valita. Pidän 0,8 mm: stä, joka on hyvin lähellä 1/32 tuumaa. Joten voimme asettaa joukon välysarvoja arvoon 0,8 mm: "Saman signaalin" välykset voivat pysyä pieninä; emme välitä siitä paljon. PAD -PAD -välyksen on oltava huomattavasti pienempi 0,5 mm; siitä lisää myöhemmin…

Vaihe 8: KOKO -sääntöjen muuttaminen

KOKO -paneelissa on seuraava muutettava parametrijoukko.

Meidän ei tarvitse huolehtia mikro- tai sokeista läpivienneistä, koska ne eivät ole sopivia harrastajille ensinnäkään, eikä Eagle -ohjelmisto tue niitä toiseksi. Voimme asettaa vähimmäisleveyden ja vähimmäisporan arvoksi (jälleen) 0,8 mm (muuten.8 mm on noin numero 68 pora.)

Vaihe 9: Tyynykoon muuttaminen RESTRING -sääntöjen mukaisesti

RESTRING -paneeli ohjaa tyynyjen kokoa. Olisi hienoa, jos saisimme renkaan olemaan myös 0,8 mm paksu, mutta kun sinulla on.8 mm reikä ja.8 mm rengas kummallakin puolella, sinulla on 2,4 mm halkaisijaltaan tyynyt. Koska monissa osissa on tyynyt 0,1 tuuman (2,54 mm) keskuksissa, tämä ei jätä tarpeeksi tilaa VÄLILLÄ

tyynyt. Joten käytän tässä 0,6 mm ja joudun edelleen käyttämään edellä mainittuja pienempiä välyksiä tyynyjen välillä. Minulla on edelleen ongelmia PAD-levyjen kanssa, jotka ovat paljon suurempia kuin 0,8 mm (se kestää noin 1 mm: n reikän.025 tuuman neliönmuotoisen pylvään pitämiseen, kuten monissa liittimissä.) uudelleenasetukset sen mukaan, missä sinulla on enemmän ongelmia käyttämäsi PCB -tekniikan kanssa. Yksi suuren tyynyn eduista on se, että se tekee sinusta vähemmän herkän käyttämääsi poraan; vaikka kirjasto on asetettu 0,6 mm: n poraa varten ja käytät.8 mm: n poraa, sinulla pitäisi olla tarpeeksi kuparia jäljellä, jotta sinulla ei ole suuria ongelmia. Sinun ei tarvitse asettaa sisäkerroksen tai mikro-via-arvoja:

Vaihe 10: Valinnainen: Säädä Pad SHAPES

SHAPES -paneelissa haluan pakottaa tyynyn muodon pyöreäksi, koska olen jo tehnyt tyynyt erittäin suuriksi RESTRING -paneelissa. Soikeat tyynyt muuttuvat ERITTÄIN suuriksi, kun käytät suuria kiristysarvoja … Tämä on kuitenkin valinnaista:

Vaihe 11: Tallenna valitsemasi säännöt ja autoreitti uudelleen

Kun olemme muuttaneet kaikki nämä parametrit, meidän on sovellettava niitä, ja sitten voimme palata TIEDOSTO -paneeliin ja tallentaa ne johonkin sopivaan paikkaan:

Tulevia tauluja luodessasi voit lukea Kongon demokraattisen tasavallan ikkunan TIEDOSTO-paneelista harrastajaystävällisten parametrien lukemisen sen sijaan, että sinun tarvitsee kirjoittaa kaikki uudelleen. (Tai hanki honny.dru -tiedosto ylhäältä.) Voit jopa imeä ne sinussa init -tiedostoosi. Palatessani takaisin piiriin, jos suoritan autorouterin NYT, saan paljon järkevämmän näköisen tuloksen …

Vaihe 12: Mutta miksi pysähtyä siellä?

Voisimme pysähtyä tähän, mutta meidän ei tarvitse. Autorouter toimii ruudukolla (oletusarvo on 50 milliä), joten se on asetettu raitoja ruudukkoa pitkin paikkoihin, jotka eivät riko suunnittelusääntöjä. Tämä tarkoittaa todennäköisesti sitä, että vielä laajemmille raiteille tai välyksille on huomattavasti enemmän tilaa. Jos RYHMITÄMME koko levyn, voimme "muuttaa leveyttä 1,0 mm" tai vastaavan ja käyttää DRC: n "check" -vaihtoehtoa nähdäksemme, välittävätkö tiedot edelleen. Tai olisimme voineet

toinen DRC -tiedosto, jolla on eri parametrit. Itse asiassa tämän levyn jälkileveys voidaan nostaa 1,4 mm: iin rikkomatta puhdistussääntöjämme:

Vaihe 13: Piirilevyn suunnittelun viimeistely

Tässä vaiheessa on joitakin jälkiä, jotka ovat kohtuullisen lähellä toisiaan, ja saattaa olla järkevää siirtää ne manuaalisesti hieman kauemmas toisistaan ja siivota joitain vieraita asioita, jotka autorouter on tehnyt. Ja voin päättää, että haluan, että tämä on yksi niistä reunan varoitusvaloista, joka seisoo itsestään 9 V: n akun ansiosta, mikä tarkoittaa, että minun pitäisi sijoittaa joitain komponentteja hieman. Voin liikkua silkkipainoon, jotta voin käyttää myös väriaineen siirtoa siihen. Päätän tähän:

Vaihe 14: Mutta toimiiko se?

Katsotaan. Voin olla tahallisesti huolimaton täällä, jotta voisin paremmin jäljitellä jotakuta ilman paljon kokemusta, eikö? (Toki. Se on hyvä tekosyy. Yleensä juoksen levyiltäni LPKF -piirilevyn "plotterilla", joten olen todella imeläinen tekemään tämän vaikealla tavalla.)

Levypala, aikakauslehtipaperin/väriaineen siirto; ei näytä kovin upealta tässä vaiheessa. Korjaa terävällä terällä.. etsaus, pora, puhdas… Lisää väriaineen siirtoa "silkkipainoon", lisää komponentteja ja käynnistä se …

Vaihe 15: Yhteenveto

Tämä on vain esimerkki, joka perustuu joihinkin henkilökohtaisiin mielipiteisiin. Keskeinen ajatus on

että mitä leveämmät jälkesi ja mitä enemmän tilaa niiden välissä on, sitä helpompaa harrastajien on valmistaa taulusi. Ja useimmissa piirilevypaketeissa on asetuksia, joita voidaan muuttaa niin, että ne tekevät suurimman osan työstä puolestasi …