Com dissenyar circuits i crear un PCB amb Autodesk EAGLE: 9 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Hi ha molts tipus de programari CAD (Computer Aided Design) que us poden ajudar a dissenyar i fabricar PCBs (circuits impresos), l’únic problema és que la majoria no expliquen realment com utilitzar-los i què poden fer.

He utilitzat molts tipus de CAD en el passat i he d'admetre que EAGLE és, amb diferència, el millor, el més potent i el més fàcil d'utilitzar. No ho dic només perquè és propietat d'Autodesk, i també ho és Instructables. Crec sincerament que és la millor opció per a principiants i professionals. (A més, si sou estudiant, el podreu aconseguir gratuïtament durant tres anys!)

En aquest instructiu, us ensenyaré, pas a pas, com instal·lar EAGLE, com dissenyar un circuit i utilitzar la llista de peces, i després convertir-lo en un PCB.

Pas 1: instal·lar EAGLE

El primer pas per crear el vostre PCB és … sorpresa sorpresa, descarregar el programari per fer-ho. EAGLE és compatible amb la majoria de sistemes operatius i es pot obtenir fàcilment des del lloc web d’Autodesk.

1. Primer, aneu a https://www.autodesk.com/products/eagle/overview i feu clic al botó "subscriure" al centre de la pàgina; llavors us demanarà que seleccioneu quin pla voleu. 2. Ara us demanarà que inicieu la sessió o creeu un compte. 3. Tindreu l'opció de com pagar, seleccioneu quin sistema operatiu voleu i la versió. El producte es descarregarà. Per instal·lar-lo, seguiu les instruccions de l'assistent de l'instal·lador.

Pas 2: Introducció

Ha arribat el moment, ja el podeu obrir per primera vegada. Un cop l’heu obert i hi hàgiu iniciat la sessió, us rebrà el tauler de control. Aquí és on podeu trobar els vostres dissenys i models i veure nova informació sobre actualitzacions.

Per crear un esquema nou:

1. Feu clic a "Fitxer" a la part superior de la pàgina i aneu a "Nou"> "Esquema". Això obrirà una nova finestra en què podeu començar a fer el nostre esquema.

2. Comenceu instal·lant les biblioteques de les parts que voleu utilitzar. Per fer-ho, feu clic a "Afegeix part" a la barra lateral. Això obrirà una altra finestra en què podeu seleccionar les parts per afegir i utilitzar. Haureu de descarregar les biblioteques de peces.

3. Per fer-ho, feu clic a "Obre el gestor de biblioteques" a l'extrem inferior esquerre. Veureu una altra finestra; feu clic a "Disponible" a la part dreta dreta. Això us mostrarà totes les biblioteques de peces possibles que EAGLE pot oferir. Podeu triar els que vulgueu descarregar, però us recomano utilitzar-los tots.

4. Després de ressaltar els que vulgueu, feu clic a "Utilitza" a l'extrem inferior dret de la finestra. Això començarà a descarregar totes les biblioteques de peces que heu seleccionat. Això pot trigar una estona, de manera que ara seria un bon moment per berenar i preparar-vos per començar a fer el vostre esquema i tauler. Un cop descarregades totes les biblioteques, podeu tancar la finestra "Administrador de biblioteques".

Pas 3: creació del vostre esquema

1. Comenceu l'esquema cercant les parts que vulgueu a la finestra "Afegeix una peça" que ja està oberta (o seleccioneu-la a la barra lateral). Un cop trobada la peça, feu-hi doble clic i us tornarà al vostre esquema.

2. Per col·locar la peça, feu clic a on voleu que vagi. Després de disposar totes les peces, seleccioneu "Xarxa" a la barra lateral per dibuixar les connexions entre les parts i així saber on traçar les traces (els cables de coure a l'interior del PCB).

3. Per dibuixar les traces, seleccioneu "Net" i passeu el ratolí sobre el pin de la peça que vulgueu connectar. Quan aparegui un cercle verd, feu-hi clic i, a continuació, feu clic al pin al qual vulgueu connectar-lo.

Per suprimir una peça, seleccioneu "Suprimeix" a la barra lateral i feu clic al centre de la peça que vulgueu suprimir.

Per moure una peça, seleccioneu "Mou" a la barra lateral i feu clic al centre de la peça que voleu moure. Això farà que es posi de color vermell brillant. Moveu-lo on vulgueu i torneu a fer clic per col·locar-lo.

Per girar una peça, seleccioneu "Gira" a la barra lateral i feu clic al centre de la peça per girar-la 90º en sentit horari.

Per crear connexions GND (Ground) o VCC (Voltage at the Common Collector), aneu al menú "Afegeix" i cerqueu VCC o GND.

També podeu afegir anotacions, formes i text fent clic a aquestes funcions a la barra lateral.

Hi ha tantes altres maneres de manipular i dissenyar les vostres peces que ni tan sols hi entraré en aquest tutorial bàsic. Consulteu-los a "edita" a la part superior de la pantalla. Us recomano jugar amb ells fins i tot si no sabeu què fan.

Diverteix-te creant el teu esquema i juga amb les diferents eines que EAGLE ofereix.

Pas 4: Disposició dels components del vostre PCB

Ha arribat el moment de crear el vostre tauler!

1. Un cop hàgiu creat el vostre esquema, deseu-lo i, a continuació, premeu el botó "Generar / canviar a tauler" a la part superior esquerra de la interfície o a "Fitxer" a la part superior de la pàgina. Apareixerà una finestra nova amb un fons negre i totes les parts alineades.

2. Si voleu canviar la forma del tauler sobre el qual esteu col·locant les vostres parts des del valor predeterminat, feu clic a "Capa" a l'extrem superior esquerre de la interfície i canvieu-lo a "Dimensió". Això vol dir que ara esteu editant les dimensions del propi tauler.

Per canviar-los, feu clic a una de les cantonades del rectangle preexistent i arrossegueu-lo a la mida que vulgueu, o aneu a "Dibuixa" a la part superior de la pàgina i seleccioneu quin tipus de tauler de formes voleu (rectangle, polígon, cercle, etc).

3. Ara heu creat una placa adequada, és hora de començar a dissenyar els components. Feu clic al component que vulgueu col·locar i arrossegueu-lo al lloc desitjat al tauler. Per canviar a quin costat del tauler es troba un component, feu clic a l'opció "Mirall" de la barra lateral i seleccioneu els components que voleu canviar de costat.

Per girar un component, utilitzeu la funció "Gira" de la barra lateral.

4. Un cop col·locades totes les peces, és hora de començar a crear traces. Es tracta de cables de coure que crearan connexions elèctriques entre els components. Per afegir-los, teniu dues opcions: Utilitzeu la funció d’encaminament automàtic d’EAGLE per crear traços automàticament (si feu això, passeu al pas 7) o bé dibuixeu-los manualment.

Pas 5: crear els vostres propis rastres

1. Per crear les traces manualment, primer calculeu quin gruix voleu que faci servir mitjançant una calculadora d'amplada de traça. Utilitzo https://www.4pcb.com/trace-width-calculator.html (no patrocinat), però podeu fer servir qualsevol que vulgueu.

2. Un cop hàgiu determinat el traçat de gruix que voleu, feu clic al menú desplegable "Capa" i seleccioneu quina capa voleu crear primer. Seleccioneu la funció "Ruta" a la barra lateral. Per fer la traça el gruix desitjat, utilitzeu el paràmetre "Amplada" a la part superior esquerra de la vora de la interfície.

3. Creeu la traça seleccionant el pin / pota / coixinet que vulgueu com a inici de la traça. La traça hauria d'aparèixer com una línia vermella que s'estén des del començament de la traça fins al ratolí. A més, també hauríeu de veure línies grogues que s’estenen des del final de la traça fins a un passador / pota / coixinet; aquestes són les connexions elèctriques que heu dissenyat al vostre esquema.

4. Per establir una connexió, feu clic a qualsevol pin al qual vulgueu adjuntar la traça. Si voleu que la vostra traça vagi per alguna cosa o tingueu una cantonada, feu clic a on voleu que giri la traça i, a continuació, moveu el ratolí cap allà on vulgueu que hi hagi la següent cantonada o connexió. Continueu fent això amb totes les vostres connexions fins que no quedi cap línia groga. Intenteu no crear angles de 90º perquè són difícils de fabricar; en lloc d’això, utilitzeu dos angles de 45º per connectar traces.

5. Si voleu connectar-vos entre capes, utilitzeu la funció "Via" a la barra lateral. Això crea una connexió entre les capes superior i inferior en forma de petit punt.

6. Si voleu crear forats per al muntatge, utilitzeu la funció "Forat" de la barra lateral. Per canviar la mida del forat, feu-hi clic amb el botó dret i seleccioneu "Propietats" i canvieu la configuració de "Trepant" en conseqüència.

Pas 6: Creació d'un pla de terra i de serigrafia

Hi ha molts estils / dissenys diferents de PCB, per a principiants. Us recomano un de dos: connecteu tots els components directament amb traces. Com a alternativa, creeu totes les vostres connexions, excepte les que es connecten a terra i, a continuació, tingueu la resta de la capa totalment, o sobretot, un pla de terra de coure sòlid (això crea totes les connexions de terra sense tenir traces múltiples). Al diagrama anterior, les línies blaves són les traces d’una capa i el vermell és la capa de coure massís (el pla del sòl). Les traces blaves connecten totes les connexions no terra i la capa vermella connecta totes les connexions de terra.

1. Seleccioneu quina capa voleu treballar amb la configuració "Capa" a l'extrem superior esquerre. Quan hàgiu seleccionat la capa, utilitzeu la funció "Polígon" a la barra lateral i dibuixeu el contorn per a la forma del pla de terra que vulgueu.

2. Feu que sigui el pla de terra, després d’haver fet totes les altres traces que vulgueu, fent clic a "Ratsnest" a la barra lateral. La resta del tauler es convertirà llavors en la regió de coure sòlid. Per canviar l'espai lliure entre el pla de terra i les traces del valor predeterminat, ajusteu el paràmetre "Espai" a la part superior dreta de la interfície.

3. Per acabar el tauler, podeu afegir una serigrafia. Es tracta d’una fina capa de tinta impresa a la superfície del PCB per mostrar les orientacions, les posicions i els components (es fan automàticament si no es desactiven o s’eliminen). També es pot utilitzar amb finalitats decoratives.

4. Si voleu afegir text o formes a la serigrafia, canvieu la capa que esteu editant mitjançant el paràmetre "Capa" a l'extrem superior esquerre a "tPlace" o "bPlace". Això canviarà la serigrafia de les capes superior o inferior respectivament. Utilitzeu una de les funcions "Dibuixa" de la barra lateral per crear el patró / disseny que vulgueu.

Si heu seguit els dos darrers passos, ometeu el pas 7.

Pas 7: utilitzar l’autorouter

En lloc de dibuixar manualment totes les traces, podeu utilitzar l’autorouter. Aquesta funció utilitza un algorisme per dibuixar-ne les traces. Això és molt útil si no disposeu de molt de temps o no us molesteu a fer-ho manualment. Tanmateix, caldrà jugar amb la configuració perquè funcioni bé. I, per molt bo que sigui l’autorouter d’EAGLE, encara no és perfecte i haurà de mirar i ajustar el seu treball.

1. Per utilitzar l’autorouter, primer haureu de fer saber al programari quina amplada voleu que siguin les traces diferents. Per fer-ho, torneu a Visualització esquemàtica i seleccioneu "Edita"> "Classes netes". Això obrirà una nova finestra amb moltes files diferents.

Al primer, canvieu el paràmetre "Amplada" a l'amplada desitjada d'una traça estàndard; aquest és el valor per defecte i establirà automàticament totes les traces a aquesta amplada (les podeu canviar més endavant).

2. Si voleu que algunes traces siguin més amples, aneu a la fila que hi ha a sota de la primera i canvieu-la amb el nom (per exemple: Terra). A continuació, podeu canviar l'amplada i altres paràmetres com vulgueu. Repetiu aquests passos per a cada traça de mida diferent que vulgueu al tauler. Quan estigueu satisfet amb els vostres canvis, feu clic a "D'acord" a la part inferior esquerra.

3. Per canviar diferents traces a diferents paràmetres de mida, seleccioneu la funció "Informació" a la barra lateral i feu clic a la traça que vulgueu canviar. Ara feu clic al menú desplegable "Net Class", situat a prop de la part inferior, i seleccioneu quina opció voleu. Feu clic a "D'acord" quan esteu satisfet.

4. Ja esteu llest per executar el router automàtic: torneu a PCB View i premeu la funció "autorouter" a la barra lateral. Apareixerà una finestra nova amb tots els paràmetres per a l’autorouter. Per a un tutorial bàsic, cap d'aquestes funcions és important, per tant, només cal que premeu el botó "Continua" a la part inferior i feu clic a "Inici". El programari farà el que pot. Això pot trigar una estona, així que seieu i relaxeu-vos una mica.

Un cop hagi deixat de fer canvis, feu clic a "Finalitza la feina" i mireu sobre el PCB per solucionar els errors que puguin haver comès.

Pas 8: exportació de Gerbers i BOM per a la fabricació

Ja heu acabat de dissenyar el vostre PCB. Doneu-vos un copet a l'esquena per tota la feina que feu. Ho mereixeu.

Tot i que acabeu de fer el disseny esquemàtic i del tauler, la diversió no fa més que començar. Aquest pas us mostra com prendre la vostra idea i disseny i convertir-la en realitat (és a dir: crear un PCB físic).

1. Si voleu demanar el vostre disseny de PCB a un servei professional, podeu utilitzar la funció "PCB Quote" a la part superior dreta de la interfície. Això us portarà al servei de fabricació de PCB Element14. Seguiu les instruccions del seu lloc web.

2. Si voleu fabricar-lo per algun altre fabricant, haureu d'exportar els fitxers Gerber (fitxers que contenen la informació del vostre disseny de PCB). Feu-ho mitjançant la funció "Processador CAM" a la part superior esquerra de la interfície.

Apareixerà una nova finestra: feu clic a "Carrega el fitxer de treballs"> "Treballs de CAM locals"> "gerb274x-mill-drill.cam" a l'extrem superior esquerre de la finestra. Marqueu la casella situada al costat del menú desplegable anomenat "Exporta com a ZIP".

Feu clic a cada capa de la barra lateral d'una en una i assegureu-vos que "Mirall" a "Estil" NO està seleccionat, és a dir: desseleccioneu-lo.

3. Un cop hàgiu acabat, podeu prémer "Procés de treball" a l'extrem inferior esquerre de la finestra. S'obrirà una altra finestra on podreu desar la feina on vulgueu.

Ara podeu enviar-lo al servei de fabricació que vulgueu, demanar les peces i soldar-vos.

4. Com a alternativa, podeu gravar el PCB vosaltres mateixos. Per fer-ho, recomano l'article de Yeo Kheng Meng sobre com exportar una imatge per fer-ho: "https://yeokhengmeng.com/2016/03/eagle-file-to-diy-pcb-etching/" (no patrocinat).

5. Per crear un B. O. M. (Nombre de materials) per ordenar les peces, aneu a Visualització esquemàtica i utilitzeu la funció "Executa ULP" a la part superior esquerra de la interfície. Això obrirà una finestra nova, seleccioneu "BOM" i premeu Retorn. Ajusteu la configuració a les vostres preferències i deseu la feina.

Pas 9: Conclusió

Enhorabona, heu arribat al final de l'Instruible. Es mereix una medalla. Sé que va ser llarg, però és tan difícil encabir tant contingut en una sola instrucció.

Espero que ara tingueu coneixements i habilitats per instal·lar EAGLE, dissenyar un esquema i convertir-lo en un PCB. Tot i que aquest Instuctable pot semblar llarg i complex, en realitat no és tan difícil si es divideix en simples passos.

Si teniu algun consell, suggeriment o pregunta, deixeu-los a la secció de comentaris. Aquests són molt valuosos per a mi, ja que m’ajudaran a millorar els meus instruccions posteriors.

Si creieu que mereixia el vostre vot al Concurs de PCB, feu-ho a continuació.

Us desitjo molta sort i, com sempre, divertiu-vos!