نحوه طراحی مدارها و ایجاد PCB با استفاده از Autodesk EAGLE: 9 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

انواع زیادی نرم افزار CAD (طراحی با کمک رایانه) وجود دارد که می تواند به شما در طراحی و ساخت PCB (چاپ مدارهای چاپی) کمک کند ، تنها مسئله این است که اکثر آنها نحوه استفاده از آنها و کارهایی که می توانند انجام دهند را توضیح نمی دهند. به

من در گذشته از انواع مختلفی از CAD استفاده کرده ام و باید اعتراف کنم که EAGLE تا به حال بهترین ، قوی ترین و آسان ترین استفاده است. من فقط این را نمی گویم زیرا متعلق به Autodesk است ، و همچنین Instructables. من واقعاً معتقدم که این بهترین گزینه برای افراد مبتدی و حرفه ای است. (بعلاوه ، اگر دانشجو هستید ، می توانید آن را به مدت سه سال رایگان دریافت کنید!)

در این دستورالعمل ، من قصد دارم مرحله به مرحله نحوه نصب EAGLE ، نحوه طراحی مدار و استفاده از لیست قطعات و سپس تبدیل آن به PCB را به شما آموزش دهم.

مرحله 1: نصب EAGLE

اولین قدم در ایجاد PCB شما… غافلگیری غافلگیرکننده ، بارگیری نرم افزار برای این کار است. EAGLE در اکثر سیستم عامل ها پشتیبانی می شود و به راحتی می توانید از وب سایت Autodesk دریافت کنید.

1. ابتدا ، به https://www.autodesk.com/products/eagle/overview بروید و روی دکمه "اشتراک" در وسط صفحه کلیک کنید ؛ سپس از شما می خواهد که برنامه مورد نظر خود را انتخاب کنید. 2. اکنون از شما خواسته می شود که وارد سیستم شوید یا یک حساب کاربری ایجاد کنید. 3. گزینه نحوه پرداخت ، انتخاب سیستم عامل مورد نظر و نسخه آن را خواهید داشت. سپس محصول بارگیری می شود. برای نصب ، دستورالعمل های جادوگر نصب را دنبال کنید.

مرحله 2: شروع به کار

لحظه آن فرا رسیده است ، اکنون می توانید آن را برای اولین بار باز کنید! پس از بازکردن و ورود به سیستم ، با کنترل پنل به استقبال شما می آید. اینجاست که می توانید طرح ها و مدل های خود را بیابید و اطلاعات به روزرسانی جدید را مشاهده کنید.

برای ایجاد یک طرحواره جدید:

1. روی "پرونده" در بالای صفحه کلیک کنید ، سپس به "جدید"> "شماتیک" بروید. این یک پنجره جدید را نشان می دهد که در آن می توانید شماتیک ما را شروع کنید.

2. با نصب کتابخانه هایی که می خواهید از آنها استفاده کنید ، شروع کنید. برای انجام این کار روی "افزودن قسمت" در نوار کناری کلیک کنید. این پنجره دیگری را نشان می دهد که در آن می توانید قسمت هایی را برای افزودن و استفاده انتخاب کنید. شما باید کتابخانه های قطعات را بارگیری کنید.

3. برای انجام این کار ، روی "Open Library Manager" در گوشه سمت چپ پایین کلیک کنید. پنجره دیگری را مشاهده خواهید کرد ؛ روی "Available" در وسط راست کلیک کنید. با این کار تمام کتابخانه های احتمالی که EAGLE ارائه می دهد به شما نشان داده می شود. می توانید هر کدام را که می خواهید بارگیری کنید انتخاب کنید ، اما من توصیه می کنم از همه آنها استفاده کنید.

4. پس از مشخص کردن موارد موردنظر خود ، روی "استفاده" در گوشه سمت راست پایین پنجره کلیک کنید. با این کار بارگیری تمام کتابخانه های قسمت هایی که انتخاب کرده اید شروع می شود. این کار ممکن است مدتی طول بکشد بنابراین زمان مناسبی برای تهیه یک میان وعده و آماده شدن برای شروع طرحواره و تخته خود است. پس از بارگیری همه کتابخانه ها ، می توانید پنجره "مدیریت کتابخانه" را ببندید.

مرحله 3: ایجاد طرحواره خود

1. شماتیک خود را با جستجوی قسمتهایی که می خواهید در پنجره "افزودن قسمت" باز است شروع کنید (یا آن را در نوار کناری انتخاب کنید). هنگامی که قسمت را پیدا کردید ، روی آن دوبار کلیک کنید و شما را به طرح کلی خود باز می گرداند.

2. برای قرار دادن قطعه ، روی جایی که می خواهید برود کلیک کنید. بعد از اینکه تمام قطعات خود را چیده اید ، "Net" را در نوار کناری انتخاب کنید تا اتصالات بین قطعات را ترسیم کنید تا بدانید آثار را از کجا بکشید (سیمهای مسی داخل PCB).

3. برای ترسیم آثار ، "Net" را انتخاب کرده و موس خود را بر روی پین قسمتی که می خواهید متصل کنید ، ببرید. وقتی یک دایره سبز ظاهر شد ، روی آن کلیک کنید و سپس روی پینی که می خواهید آن را به آن متصل کنید کلیک کنید.

برای حذف یک قسمت ، "Delete" را در نوار کناری انتخاب کرده و روی مرکز قسمتی که می خواهید حذف کنید کلیک کنید.

برای جابجایی یک قسمت ، "Move" را در نوار کناری انتخاب کرده و روی مرکز قسمتی که می خواهید جابجا شود کلیک کنید ، این امر باعث قرمز شدن آن می شود. آن را به جایی که می خواهید منتقل کنید و مجدداً روی آن کلیک کنید.

برای چرخاندن قطعه ، "Rotate" را در نوار کناری انتخاب کرده و روی مرکز قطعه کلیک کنید تا 90 درجه در جهت عقربه های ساعت بچرخد.

برای ایجاد اتصالات GND (Ground) یا VCC (Voltage at the Common Collector) ، به منوی "Add" رفته و VCC یا GND را جستجو کنید.

همچنین می توانید با کلیک بر روی ویژگی های موجود در نوار کناری ، حاشیه نویسی ، شکل و متن اضافه کنید.

روشهای بسیار دیگری برای دستکاری قطعات و طراحی شما وجود دارد که من حتی در این آموزش اصولی به آنها نمی پردازم. آنها را در بخش "ویرایش" در بالای صفحه خود بررسی کنید. من توصیه می کنم با آنها بازی کنید حتی اگر نمی دانید آنها چه کار می کنند.

از ایجاد طرحواره خود لذت ببرید و با ابزارهای مختلف EAGLE ارائه دهید.

مرحله 4: قطعات را برای PCB خود قرار دهید

زمان ایجاد تابلو شما فرا رسیده است!

1. هنگامی که شماتیک خود را با موفقیت ایجاد کردید ، آن را ذخیره کرده و سپس دکمه "Generate/switch to board" را در بالا سمت چپ رابط یا در قسمت "File" در بالای صفحه بزنید. با این کار پنجره جدیدی با زمینه مشکی ظاهر می شود و همه قسمت های شما در آن قرار می گیرند.

2. اگر می خواهید شکل تخته ای را که قطعات خود را روی آن قرار داده اید به طور پیش فرض تغییر دهید ، روی "Layer" در گوشه سمت چپ بالای رابط کلیک کرده و آن را به "Dimension" تغییر دهید. این بدان معناست که شما در حال ویرایش ابعاد خود برد هستید.

برای تغییر آنها یا روی یکی از گوشه های مستطیل از قبل موجود کلیک کرده و آن را به هر اندازه که می خواهید بکشید ، یا به "Draw" در بالای صفحه بروید و نوع تخته شکل مورد نظر خود را انتخاب کنید (مستطیل ، چند ضلعی ، دایره و غیره)

3. اکنون شما یک تخته مناسب ایجاد کرده اید ، وقت آن رسیده است که اجزای خود را تنظیم کنید. روی هر کدام از م componentلفه هایی که می خواهید قرار دهید کلیک کنید و آن را به نقطه دلخواه روی برد بکشید. برای تغییر طرفی از برد که یک جزء در آن قرار دارد ، روی گزینه "Mirror" در نوار کناری کلیک کنید و م (لفه (های) موردنظر برای تعویض طرف را انتخاب کنید.

برای چرخاندن یک جزء ، از عملکرد "چرخش" در نوار کناری استفاده کنید.

4. هنگامی که همه قسمتهای شما قرار گرفتند ، زمان شروع ایجاد آثار است. این سیم های مسی هستند که اتصالات الکتریکی بین اجزای شما ایجاد می کنند. برای افزودن این موارد ، دو گزینه دارید: یا از ویژگی مسیریاب خودکار EAGLE برای ایجاد خودکار ردپاها استفاده کنید (در صورت انجام این کار به مرحله 7 بروید) ، یا آنها را به صورت دستی ترسیم کنید.

مرحله 5: ایجاد آثار خود

1. برای ایجاد آثار خود به صورت دستی ، ابتدا ضخامت مورد نظر خود را با استفاده از ماشین حساب عرض ردیابی محاسبه کنید. من از https://www.4pcb.com/trace-width-calculator.html استفاده می کنم (حمایت نمی شود) ، اما می توانید از هر کدام که دوست دارید استفاده کنید.

2. پس از تعیین میزان ضخامت موردنظر ، روی منوی کشویی "Layer" کلیک کرده و لایه ای را که می خواهید ابتدا ایجاد کنید انتخاب کنید. عملکرد "Route" را در نوار کناری انتخاب کنید. برای ایجاد ضخامت مورد نظر ، از تنظیمات "عرض" در بالا و سمت چپ لبه رابط استفاده کنید.

3. با انتخاب هر پین/پا/پدی که می خواهید به عنوان شروع ردپای خود انتخاب کنید ، ردیابی ایجاد کنید. این ردیف باید به صورت یک خط قرمز ظاهر شود که از شروع ردیابی تا ماوس شما ادامه دارد. علاوه بر این ، شما همچنین باید خطوط زرد رنگ را ببینید که از انتهای ردیابی تا پین/پا/پد امتداد می یابد. اینها اتصالات الکتریکی هستند که در شماتیک خود طراحی کرده اید.

4. برای ایجاد اتصال ، روی هر پینی که می خواهید رد پای خود را به آن وصل کنید ، کلیک کنید. اگر می خواهید ردپای خود را دور چیزی بچرخانید یا گوشه ای داشته باشید ، روی جایی که می خواهید این اثر بچرخد کلیک کنید و سپس موس خود را به هرجایی که می خواهید گوشه یا اتصال بعدی باشد ، منتقل کنید. این کار را با تمام اتصالات خود ادامه دهید تا هیچ خط زردی باقی نماند. سعی کنید زاویه 90 درجه ایجاد نکنید زیرا ساخت آنها بسیار سخت است. در عوض از دو زاویه 45 درجه برای اتصال ردپاها استفاده کنید.

5. اگر می خواهید بین لایه ها متصل شوید ، از عملکرد "Via" در نوار کناری استفاده کنید. این باعث ایجاد ارتباط بین لایه های بالا و پایین به شکل یک نقطه کوچک می شود.

6. اگر می خواهید سوراخ هایی برای نصب ایجاد کنید ، از عملکرد "Hole" در نوار کناری استفاده کنید. برای تغییر اندازه سوراخ ، روی آن راست کلیک کرده و "Properties" را انتخاب کنید و بر این اساس تنظیمات "Drill" را تغییر دهید.

مرحله 6: ایجاد هواپیمای زمینی و صفحه ابریشم

برای مبتدیان انواع/طرح های مختلف PCB وجود دارد. من یکی از دو مورد را توصیه می کنم: یا همه اجزای خود را مستقیماً با آثار به هم متصل کنید. متناوباً ، همه اتصالات خود را به جز اتصالات متصل به زمین ایجاد کنید و سپس بقیه لایه را به طور کامل یا عمدتا یک سطح مس جامد (این باعث ایجاد همه اتصالات زمین بدون داشتن آثار متعدد می شود) باشید. در نمودار بالا ، خطوط آبی آثار روی یک لایه و قرمز لایه مسی جامد (سطح زمین) است. آثار آبی تمام اتصالات غیر زمینی را اتصال می دهد و لایه قرمز تمام اتصالات زمین را متصل می کند.

1. با استفاده از تنظیمات "Layer" در گوشه بالا سمت چپ ، روی کدام لایه کار کنید. پس از انتخاب لایه ، از تابع "Polygon" در نوار کناری استفاده کنید و طرح کلی را برای هر سطح زمینی که می خواهید ترسیم کنید.

2. بعد از اینکه سایر آثار موردنظر خود را ایجاد کردید ، با کلیک روی "Ratsnest" در نوار کناری ، سطح زمین را ایجاد کنید. بقیه تخته سپس به منطقه مس جامد تبدیل می شود. برای تغییر فاصله بین سطح زمین و آثار به طور پیش فرض ، تنظیم "فاصله" را در بالا سمت راست رابط تنظیم کنید.

3. برای پایان بردن برد خود ، می توانید یک صفحه ابریشم اضافه کنید. این یک لایه نازک از جوهر است که بر روی سطح PCB چاپ می شود تا جهت ها ، موقعیت ها و اجزای آن را نشان دهد (این کارها به طور خودکار برای شما انجام می شود مگر اینکه غیرفعال یا حذف شود.) همچنین می تواند برای اهداف تزئینی استفاده شود.

4. اگر می خواهید متن یا اشکال را به صفحه ابریشم اضافه کنید ، لایه ای را که ویرایش می کنید با استفاده از تنظیمات "Layer" در گوشه بالا سمت چپ به "tPlace" یا "bPlace" تغییر دهید. با این کار صفحه ابریشم به ترتیب در لایه های بالا یا پایین تغییر می کند. از یکی از توابع "Draw" در نوار کناری برای ایجاد هر الگو/طرحی که می خواهید استفاده کنید.

اگر دو مرحله آخر را دنبال کرده اید ، با خیال راحت مرحله 7 را رد کنید.

مرحله 7: استفاده از Autorouter

به جای کشیدن دستی همه آثار ، می توانید از autorouter استفاده کنید. این تابع از الگوریتمی برای ترسیم آثار برای شما استفاده می کند. اگر زمان زیادی ندارید یا نمی توانید برای انجام این کار به صورت دستی مزاحم شوید ، این بسیار مفید است. با این حال ، کمی کار با تنظیمات لازم است تا به خوبی کار کند. و به همان اندازه که مسیریاب EAGLE خوب است ، هنوز کامل نیست و هنوز باید به آن نگاه کرده و کار آن را تنظیم کنید.

1. برای استفاده از مسیریاب ، ابتدا باید به نرم افزار اطلاع دهید که می خواهید آثار مختلف چه عرض داشته باشد. برای انجام این کار ، به Schematic View بازگردید و "Edit"> "Net Classes" را انتخاب کنید. با این کار پنجره جدیدی ظاهر می شود که دارای ردیف های مختلف در آن است.

در حالت اول ، تنظیم "Width" را به عرض دلخواه یک ردیف استاندارد تغییر دهید. این پیش فرض است و به طور خودکار همه ردها را در این عرض تنظیم می کند (بعداً می توانید آنها را تغییر دهید).

2. اگر می خواهید برخی از آثار گسترده تر باشند ، به ردیف زیر اول بروید و نام آن را تغییر دهید (به عنوان مثال: Ground). سپس می توانید عرض و سایر تنظیمات را هرطور که می خواهید تغییر دهید. این مراحل را برای هر اثری با اندازه متفاوت که می خواهید روی برد خود تکرار کنید. هنگامی که از تغییرات خود راضی هستید ، "OK" را در پایین سمت چپ بزنید.

3. برای تغییر آثار مختلف در تنظیمات اندازه های مختلف ، عملکرد "Info" را در نوار کناری انتخاب کرده و روی ردیابی که می خواهید تغییر دهید کلیک کنید. حالا روی منوی کشویی "Net Class" در پایین پایین کلیک کنید و کدام گزینه را می خواهید انتخاب کنید. وقتی راضی هستید روی "OK" ضربه بزنید.

4. اکنون آماده اجرای مسیریاب خود هستید: به PCB View بازگردید و عملکرد "autorouter" را در نوار کناری بزنید. پنجره جدیدی ظاهر می شود که همه تنظیمات مربوط به آن نشان داده می شود. برای آموزش اصول ، هیچ یک از این موارد مهم نیستند ، بنابراین دکمه "ادامه" را در پایین بزنید و سپس "شروع" را کلیک کنید. سپس نرم افزار کار خود را انجام می دهد. این ممکن است مدتی طول بکشد بنابراین بنشینید و کمی استراحت کنید.

هنگامی که تغییرات را متوقف کرد ، روی "پایان کار" کلیک کنید و PCB را بررسی کنید تا خطاهایی را که ممکن است مرتکب شود برطرف کنید.

مرحله 8: صادرات Gerbers و BOM برای ساخت

بالاخره طراحی PCB خود را به پایان رساندید! برای تمام کارهایی که انجام داده اید به خودتان ضربه بزنید. شما سزاوار آن هستید.

اگرچه شما به تازگی طراحی شماتیک و تخته ما را به پایان رسانده اید ، اما سرگرمی تازه شروع شده است. این مرحله به شما نشان می دهد که چگونه ایده و طرح خود را برآورده کرده و آن را به واقعیت تبدیل کنید (یعنی: ایجاد PCB فیزیکی).

1. اگر می خواهید طرح مدار چاپی خود را از یک سرویس حرفه ای سفارش دهید ، می توانید از عملکرد "نقل قول PCB" در بالا سمت راست رابط استفاده کنید. این شما را به سرویس ساخت PCB Element14 می برد. دستورالعمل های موجود در وب سایت آنها را دنبال کنید.

2. اگر می خواهید آن را توسط سازنده دیگری بسازید ، باید فایل های Gerber (فایل های حاوی اطلاعات طرح PCB خود) را صادر کنید. این کار را با استفاده از عملکرد "CAM Processor" در سمت چپ بالای رابط انجام دهید.

پنجره جدیدی ظاهر می شود: روی "Load Job File"> "Local CAM Jobs"> "gerb274x-mill-drill.cam" در گوشه سمت چپ بالای پنجره کلیک کنید. کادر کنار منوی کشویی با برچسب "Export as ZIP" را علامت بزنید.

روی لایه های نوار کناری تک تک کلیک کنید و مطمئن شوید که "Mirror" زیر "Style" انتخاب نشده است ، یعنی: آن را از حالت انتخاب خارج کنید.

3. پس از اتمام کار ، می توانید "Process Job" را در گوشه سمت چپ پایین پنجره بزنید. پنجره دیگری باز می شود که می توانید هر کجا که می خواهید کار خود را ذخیره کنید.

اکنون می توانید آن را به هر سرویس ساختی که دوست دارید ارسال کنید ، قطعات را سفارش دهید و لحیم کاری کنید!

4. روش دیگر ، می توانید خودتان PCB را قلم بزنید. برای انجام این کار ، مقاله یئو یانگ منگ در مورد نحوه صادر کردن تصویر برای این کار را توصیه می کنم: "https://yeokhengmeng.com/2016/03/eagle-file-to-diy-pcb-etching/" (حمایت نمی شود) به

5. برای ایجاد B. O. M. (Bill Of Materials) برای سفارش قطعات ، به Schematic View رفته و از عملکرد "Run ULP" در سمت چپ بالای رابط استفاده کنید. با این کار پنجره جدیدی ظاهر می شود ، "BOM" را انتخاب کرده و Enter را بزنید. تنظیمات را به دلخواه تنظیم کنید و سپس کار خود را ذخیره کنید.

مرحله 9: نتیجه گیری

تبریک می گویم ، شما تا انتهای دستورالعمل رسیدید! شما شایسته مدال هستید. می دانم طولانی بود ، اما خیلی سخت است که بتوان اینقدر محتوا را در یک دستورالعمل واحد قرار داد.

امیدوارم اکنون دانش و مهارت لازم را برای نصب EAGLE ، طراحی شماتیک و تبدیل آن به PCB داشته باشید. اگرچه این Instuctable ممکن است طولانی و پیچیده به نظر برسد ، اما اگر آن را به مراحل ساده تقسیم کنید ، چندان هم سخت نیست.

اگر توصیه ، پیشنهاد یا س questionsالی دارید ، لطفاً آنها را در قسمت نظرات بنویسید. اینها برای من ارزشمند هستند زیرا به من در بهبود دستورالعمل های بعدی کمک می کند.

اگر فکر می کنید من شایسته رای شما در مسابقه PCB بودم ، لطفاً این کار را در زیر انجام دهید.

برای شما آرزوی موفقیت می کنم و مثل همیشه ، از آن لذت ببرید!