desky jsou skvělé pro prototypování obvodů, ale nejsou tak dobré pro skutečné použití věci, kterou stavíte. V určitém okamžiku budete pravděpodobně chtít, aby byl projekt trvalejší. Nejlepší způsob, jak to udělat, je dát ji na PCB.
V tomto tutoriálu, budu vás provede procesem navrhování PCB layout a dostat ji vytisknout na vlastní PCB výrobce., Výkon vašeho obvodu bude velmi záviset na tom, jak je stanoven na PCB, takže vám dám spoustu tipů, jak optimalizovat váš design.
PCB můžete vždy leptat doma procesem, který je podobný vývoji tisků z fotografického filmu. Ale tato metoda je chaotický a používá mnoho chemikálií. Je to mnohem jednodušší (a levnější), aby si PCB od profesionálního výrobce. K prokázání procesu použiji online službu s názvem EasyEDA k návrhu rozvržení PCB pro audio zesilovač LM386, pak ji nechám vyrobit a ukážu vám výsledky., Jejich bezplatný online designový software je snadno použitelný a ceny jsou velmi cenově dostupné.
vše začíná schématem
než začnete navrhovat svůj PCB, je dobré vytvořit schéma vašeho obvodu. Schéma bude sloužit jako plán pro rozložení stop a umístění součástí na PCB. Navíc software pro editaci PCB může importovat všechny komponenty, stopy a dráty do souboru PCB, což usnadní proces návrhu (více o tom později).,
Začněte tím, že přihlášení do EasyEDA, a vytvoření nového projektu:
Jakmile jste na úvodní stránku, klikněte na „nové Schéma“ kartu:
Nyní uvidíte prázdné plátno, kde si můžete nakreslit schéma:
To je nejlepší, aby místo všechny své schematické symboly na plátně před kreslením žádné dráty. V EasyEDA jsou schematické symboly umístěny v „knihovnách“., Výchozí EasyEDA knihovna má většina společné symboly, ale tam jsou také „Uživateli Generovaný Knihovny“ se spoustou jiných symbolů:
Každý schematický symbol, který budete používat, musí mít PCB footprint s ním spojené. Plošná stopa bude definovat fyzické rozměry komponenty a umístění měděných podložek nebo průchozích otvorů. Nyní je vhodný čas rozhodnout, které komponenty budete používat.,
schematické symboly v EasyEDA knihovna již stopy spojené s nimi, ale oni mohou být změněny, pokud vaše používáte jinou velikost nebo styl:
změnit stopu spojené s schematický symbol, vyhledávání v „User Generated“ knihovny pro stopu, která odpovídá komponentu, který používáte., Jakmile ji najdete, klepněte na ikonu srdce „Oblíbené“:
zkopírujte název součásti:
Nyní klikněte na symbol ve schématu editor, a vložit název nové stopy do „balíčku“ pole v pravém postranním panelu menu (podívejte se na video níže pro ukázku):
Jakmile jsou všechny symboly jsou umístěny na schématu a jste přiřadili stopy pro každý symbol, je čas začít kreslení vodiče., Spíše než podrobně vysvětlit vše, co v tomto článku, udělal jsem video, takže můžete sledovat mě nakreslit schéma pro můj LM386 audio zesilovač:
Po všech zapojení je provedeno, je to dobrý nápad označit symboly. Štítky budou přeneseny do rozvržení PCB a nakonec budou vytištěny na hotovém PCB. Každý symbol má název (R1, R2, C1, C2 atd.) a hodnota (10 µF, 100 Ω atd.), které lze upravit kliknutím na štítek.,
dalším krokem je import schématu do editoru PCB, ale než to uděláme, promluvme si o některých věcech, které je třeba mít na paměti při navrhování PCB.
optimalizace návrhu PCB
zjistěte, co každá část vašeho obvodu dělá, a rozdělte obvod na sekce podle funkce. Například můj obvod audio zesilovače LM386 má čtyři hlavní části: napájecí zdroj, zvukový vstup, LM386 a zvukový výstup. To by mohlo pomoci nakreslit některé diagramy v tomto bodě, které vám pomohou vizualizovat design, než začnete, kterým se ven.,
udržujte komponenty v každé sekci seskupené ve stejné oblasti PCB, aby byly vodivé stopy krátké. Dlouhé stopy mohou zachytit elektromagnetické záření z jiných zdrojů, které mohou způsobit rušení a hluk.
různé části vašeho obvodu by měly být uspořádány tak, aby cesta elektrického proudu byla co lineární. Signály ve vašem obvodu by měly proudit přímou cestou z jedné části do druhé, což bude udržovat stopy kratší.
každá část obvodu by měla být napájena samostatnými stopami stejné délky., Toto se nazývá konfigurace hvězdy a zajišťuje, že každá sekce získá stejné napájecí napětí. Pokud části jsou spojeny v daisy-chain konfigurace, současná vyvodit z oddílů blíže k zásobování vytvoří úbytek napětí a vyústit v nižší napětí v částech dále od dodávky:
PCB Tvar a Velikost
To není neobvyklé vidět, kulaté, trojúhelníkové, nebo jiné zajímavé PCB tvary. Většina PCB je navržena tak, aby byla co nejmenší, ale to není nutné, pokud to vaše aplikace nevyžaduje.,
Pokud plánujete umístit desku plošných spojů do krytu, mohou být rozměry omezeny velikostí pouzdra. V takovém případě budete muset znát rozměry skříně před položením desky plošných spojů tak, aby vše zapadalo dovnitř.
komponenty, které používáte, budou mít také vliv na velikost hotového PCB. Například, povrchová montáž komponenty jsou malé a mají nízký profil, takže budete moci, aby se PCB menší. Dírkové komponenty jsou větší, ale často je snazší je najít a snadněji pájet.,
uživatelské rozhraní
umístění součástí, jako jsou napájecí připojení, potenciometry, LED diody a zvukové konektory, ve vašem hotovém projektu ovlivní, jak je vaše PCB rozložena. Potřebujete LED poblíž vypínače napájení, abyste uvedli, že je zapnutý? Nebo potřebujete umístit potenciometr hlasitosti vedle potenciometru zesílení? Pro nejlepší uživatelský zážitek budete muset udělat nějaké kompromisy a navrhnout zbytek vašeho PCB kolem umístění těchto komponent.,
PCB Vrstev
Větší obvody může být obtížné navrhnout na jedné vrstvě PCB, protože je těžké trasy stopy bez protínajících se navzájem. Možná budete muset použít dvě měděné vrstvy, se stopami směrovanými na obou stranách PCB.
stopy na jedné vrstvě mohou být připojeny k druhé vrstvě pomocí via. Via je měděný pokovený otvor v desce plošných spojů, který elektricky spojuje horní vrstvu se spodní vrstvou., Můžete se také připojit horní a dolní stopy na komponenty přes otvor:
Pozemní Vrstvy
Některé double layer Pcb mají přízemní vrstvě, kde celá spodní vrstva je pokryta měděným letadle připojeno k uzemnění. Pozitivní stopy jsou směrovány nahoře a spoje k zemi jsou vytvořeny průchozími otvory nebo průchody. Zem vrstvy jsou dobré pro obvody, které jsou náchylné k rušení, protože velká plocha mědi působí jako štít proti elektromagnetickému poli. Pomáhají také rozptýlit teplo generované součástmi.,
tloušťka vrstvy
většina výrobců PCB vám umožní objednat různé tloušťky vrstvy. Hmotnost mědi je termín, který výrobci používají k popisu tloušťky vrstvy a měří se v uncích. Tloušťka vrstvy ovlivní, kolik proudu může protékat obvodem bez poškození Stop. Šířka stopy je dalším faktorem, který ovlivňuje, kolik proudu může bezpečně protékat obvodem (diskutováno níže). Chcete-li určit bezpečné hodnoty šířky a tloušťky, musíte znát proud, který bude protékat danou stopou., K určení ideální tloušťky a šířky stopy pro danou intenzitu proudu použijte online kalkulačku šířky stopy.
PCB Stopy
Pokud se podíváte na profesionálně navržené PCB, budete pravděpodobně zjistíte, že většina z mědi stopy ohýbat pod úhlem 45°. Jedním z důvodů je, že úhly 45° zkracují elektrickou dráhu mezi součástmi ve srovnání s úhly 90°., Dalším důvodem je, že vysoká rychlost logické signály mohou se odráží od zadní úhlu, což způsobuje rušení:
Pokud váš projekt používá digitální logiky nebo vysokorychlostní komunikační protokoly nad 200 MHz, měli byste pravděpodobně vyhnout úhlů 90° a průchody ve své stopy. U pomalejších rychlostních obvodů nebude mít 90° stopy velký vliv na výkon vašeho obvodu.
šířka stopy
jako tloušťka vrstvy, šířka vašich stop ovlivní, kolik proudu může protékat vaším obvodem bez poškození obvodu.,
blízkost Stop ke komponentám a přilehlým stopám také určí, jak široké mohou být vaše stopy. Pokud navrhujete malý PCB se spoustou stop a komponent, možná budete muset stopy zúžit, aby se vše vešlo.
vytvoření rozvržení PCB
Nyní, když jsme diskutovali o některých způsobech, jak optimalizovat návrh PCB, uvidíme, jak rozložit PCB v EasyEDA.,
Otevřít schéma v schématu editor, a klikněte na tlačítko „Převést Projekt Do PCB“ tlačítko:
stopy spojené s každou schematický symbol bude automaticky převedena na PCB editoru:
Všimněte si, tenká modrá linie spojující komponenty. Ty se nazývají ratsnest linky. Ratsnest linky jsou virtuální dráty, které představují spojení mezi komponenty., Oni vám ukázat, kde budete muset trasu stopy podle zapojení připojení, které jste vytvořili ve vašem schématu:
Nyní můžete začít uspořádání komponent, aby se nezapomínalo na design tipy uvedené výše. Možná budete chtít udělat nějaký výzkum, abyste zjistili, zda existují nějaké speciální konstrukční požadavky pro váš obvod. Některé obvody fungují lépe s určitými součástmi na konkrétních místech. Například v obvodu zesilovače LM386 musí být odpojovací kondenzátory napájecího zdroje umístěny v blízkosti čipu, aby se snížil šum.,
poté, co jste uspořádali všechny komponenty, je čas začít kreslit stopy. Použijte ratsnest dráty jako hrubý vodítko pro směrování každou stopu. Nebudou vám však vždy ukazovat nejlepší způsob, jak trasovat stopy, takže je dobré odkazovat zpět na vaše schéma pro ověření správných připojení.
stopy mohou být také směrovány automaticky pomocí automatického směrovače softwaru. U komplikovaných obvodů je obecně lepší směrovat stopy ručně, ale zkuste auto-router na jednodušších provedeních a zjistěte, s čím přichází. Jednotlivé stopy můžete vždy upravit později.,
Toto video vám ukáže, jak kreslit stopy v EasyEDA je PCB editoru:
Nyní je čas definovat velikost a tvar obrysu DPS. Klikněte na obrys desky a přetáhněte každé straně, dokud všechny komponenty jsou uvnitř:
poslední věc, kterou musíte udělat před uvedením pořadí je run design rule check. Kontrola pravidel návrhu vám řekne, zda se některé komponenty překrývají nebo zda jsou stopy směrovány příliš blízko sebe., Design rule check, lze nalézt kliknutím na „Design Manager“ tlačítko na pravé straně okna:
Položky, které se nepodaří design rule check, budou uvedeny níže na „DRC Chyby“ složky.,CB zobrazení:
můžete zadat své vlastní nastavení pro design rule check kliknutím na rozbalovací menu v pravém horním rohu a chystá Různé > Design Rule Nastavení:
To přinese až okno, kde můžete nastavit pravidla návrhu pro šířka stopy vzdálenost mezi stopami, a další užitečné parametry:
V tomto okamžiku je to dobrý nápad, aby zkontrolovat svůj PCB layout proti své schéma, aby se ujistil, že vše je správně připojen., Pokud jste s výsledkem spokojeni, dalším krokem je objednání PCB. EasyEDA je tato část opravdu snadné…
Objednání PCB
Začněte kliknutím na „Zhotovení Výstup“ tlačítko v horním menu PCB editoru:
tím se dostanete na další obrazovku, kde si můžete vybrat možnosti pro vaše PCB pořadí:
můžete Si vybrat počet Dps, které chcete objednat, počet měděných vrstev, tloušťka PCB, měď hmotnost, a dokonce i PCB barva., Poté, co jste provedli výběr, klikněte na „Uložit do košíku“ a budete přesměrováni na stránku, kde můžete zadat svou dodací adresu a fakturační údaje.
můžete Si také stáhnout své PCB Gerber soubory, pokud chcete poslat na jinou výrobce:
Gerber soubory jsou obrazové soubory, které obsahují vzory používané k výrobě DPS. Všechny soubory jsou komprimovány do jednoho .zip soubor., K dispozici je samostatný soubor pro měděné stopy, hedvábí obrazovce, a místech vyvrtejte otvory a průchody:
jsem si objednal 15 Efektem pro můj LM386 audio zesilovač obvod a stát přišel o $15 USD. Výroba a lodní doprava trvala asi dva týdny. PCB byly dobře vyrobeny a nemohl jsem najít žádné vady. Poté, co jsem připájel komponenty a testoval zesilovač, fungovalo to skvěle. Můžete klonovat můj LM386 zesilovač schéma a PCB zde, pokud chcete.
vytvoření vlastního PCB je spousta zábavy a výsledky mohou být velmi obohacující., Doufejme, že tento článek vám pomůže dostat svůj prototyp obvod na PCB. Dejte nám vědět v komentářích, pokud máte nějaké dotazy, a dejte nám vědět, co PCB design projekty, které jste naplánovali. Pokud se vám tento tutoriál líbil a chcete se mu více líbit, nezapomeňte se přihlásit k odběru!