A Breadboards nagyszerűek a prototípus áramkörökhöz, de nem annyira jók ahhoz, hogy ténylegesen használják azt, amit építesz. Egy bizonyos ponton, akkor valószínűleg szeretné, hogy egy projekt állandóbb. A legjobb módja ennek az, hogy PCB – re helyezzük.
ebben a bemutatóban végigvezetem a PCB-elrendezés tervezésének folyamatát, és egy egyedi PCB-gyártó nyomtatja ki., Az áramkör teljesítménye nagyban függ attól, hogy hogyan van elrendezve a PCB-n, ezért sok tippet adok neked a tervezés optimalizálásáról.
a PCB-ket mindig otthon lehet maratni egy olyan eljárással, amely hasonló a fényképészeti film nyomatainak fejlesztéséhez. De ez a módszer rendetlen, és sok vegyszert használ. Sokkal könnyebb (és olcsóbb), ha a PCB-t egy professzionális gyártó gyártja. A folyamat bemutatásához egy easyeda nevű online szolgáltatást fogok használni az LM386 audio erősítő PCB elrendezésének megtervezéséhez, majd elkészítem, és megmutatom az eredményeket., Az ingyenes online design szoftver könnyen használható, az árak nagyon megfizethető.
mindez egy vázlatos
mielőtt elkezdené megtervezni a PCB-t, jó ötlet az áramkör vázlatát készíteni. A vázlat tervrajzként szolgál a nyomok megállapításához, valamint az alkatrészek PCB-re történő elhelyezéséhez. Ráadásul a PCB szerkesztő szoftver képes importálni az összes komponenst, lábnyomokat, vezetékeket a PCB fájlba, ami megkönnyíti a tervezési folyamatot (erről később bővebben).,
a Start bejelentkezik EasyEDA, majd hozzon létre egy új projekt:
Ha a Start oldalon kattintson az “új Sematikus” lapon: 
Most megjelenik egy üres vászon, ahol a tervrajz:
Ez a legjobb hely, mind a rajzok szimbólumok a vászon előtt rajz drótokat. Easyedában a sematikus szimbólumok a “könyvtárakban”találhatók., Az alapértelmezett EasyEDA könyvtár a legtöbb közös szimbólummal rendelkezik, de vannak olyan “felhasználó által generált könyvtárak” is, amelyek sok más szimbólumot tartalmaznak:
minden használt sematikus szimbólumhoz PCB-lábnyomra van szükség. A PCB lábnyom meghatározza az alkatrész fizikai méreteit, valamint a rézbetétek elhelyezését vagy lyukakon keresztül. Most van egy jó ideje eldönteni, hogy mely összetevőket fogja használni.,
az EasyEDA könyvtár sematikus szimbólumainak már vannak lábnyomai, de megváltoztathatók, ha más méretet vagy stílust használ:
a sematikus szimbólumhoz társított lábnyom megváltoztatásához keressen a” felhasználó által generált ” könyvtárakban egy lábnyomra ez megegyezik a használt összetevővel., Ha megtalálta, kattintson a szív ikonra, hogy “Kedvenc” is:
Majd másolja a neve a komponens:
Most kattintson a szimbólum, a sematikus szerkesztőt, majd illessze be a nevét az új lábnyom a “csomag” mezőt a jobb oldalsáv menü (nézd meg az alábbi videót egy demonstráció):
Ha a szimbólumok kerülnek a rajzok pedig hozzárendelt lábnyomok, hogy minden szimbólum, itt az ideje, hogy elkezd a rajz a vezetékeket., Ahelyett, hogy elmagyaráznám a részleteket ebben a cikkben, készítettem egy videót, hogy megnézhesse, hogyan rajzolom az LM386 audio erősítőm vázlatát:
Miután az összes kábelezés megtörtént, jó ötlet a szimbólumok címkézése. A címkéket átvisszük a PCB elrendezésbe, majd végül kinyomtatjuk a kész PCB-re. Minden szimbólumnak van neve (R1, R2, C1, C2 stb.) és értéke (10 µF, 100 Ω stb.) a címkére kattintva szerkeszthető.,
a következő lépés a vázlat importálása a PCB-szerkesztőbe, de mielőtt ezt megtesszük, beszéljünk néhány dologról, amelyet szem előtt kell tartani a PCB tervezésekor.
PCB tervezési optimalizálás
határozza meg, hogy az áramkör minden egyes része mit csinál, majd az áramkört funkció szerinti szakaszokra osztja. Például az LM386 audio erősítő áramkör négy fő részből áll: egy tápegység, egy audio bemenet, az LM386, valamint egy audio kimenet. Ez segíthet, hogy dolgozzon néhány diagramok ezen a ponton, hogy segítsen elképzelni a design, mielőtt elkezdené szóló ki.,
tartsa az alkatrészeket az egyes szakaszokban a PCB ugyanazon területén csoportosítva, hogy a vezető nyomok rövidek maradjanak. A hosszú nyomok felvehetik az elektromágneses sugárzást más forrásokból, ami interferenciát és zajt okozhat.
az áramkör különböző szakaszait úgy kell elrendezni, hogy az elektromos áram útja a lehető legegyenletesebb legyen. Az áramkörben lévő jeleknek közvetlen úton kell áramolniuk az egyik szakaszról a másikra, ami rövidebbé teszi a nyomokat.
az áramkör minden egyes szakaszát egyenlő hosszúságú nyomokkal kell ellátni., Ezt csillagkonfigurációnak nevezik, amely biztosítja, hogy minden szakasz egyenlő tápfeszültséget kapjon. Ha a szakaszok csatlakoznak a daisy-chain konfiguráció, a jelenlegi levonni szakaszok közelebb a kínálat megteremti a feszültségesés miatt a kisebb feszültségek, a további szakaszok a kínálat:
PCB Méretét, Alakját
Ez nem szokatlan látni, kör, háromszög, vagy más érdekes PCB formák. A legtöbb PCB-t úgy tervezték, hogy a lehető legkisebb legyen, de ez nem szükséges, ha az alkalmazás nem igényli.,
Ha a PCB-t egy házba kívánja helyezni,a méretek korlátozhatók a ház méretével. Ebben az esetben ismernie kell a burkolat méreteit, mielőtt a PCB-t lefektetné, hogy minden beleférjen.
az Ön által használt összetevők hatással lesznek a kész PCB méretére is. Például a felületre szerelt alkatrészek kicsiek, alacsony profilúak, így a PCB kisebb lesz. A furatelemek nagyobbak, de gyakran könnyebben megtalálhatóak és könnyebben forraszthatók.,
felhasználói felületek
az alkatrészek, például a tápcsatlakozások, a potenciométerek, a LED-ek és a hangcsatlakozók elhelyezkedése a kész projektben befolyásolja a PCB elrendezését. Szüksége van egy LED-re egy főkapcsoló közelében, hogy jelezze, hogy be van kapcsolva? Vagy egy térfogat potenciométert kell elhelyeznie egy erősítés potenciométer mellett? A legjobb felhasználói élmény érdekében kompromisszumokat kell kötnie, a többi PCB-t pedig ezeknek az alkatrészeknek a helyén kell megterveznie.,
PCB Rétegek
a nagyobb áramköröket nehéz lehet egyrétegű PCB-n megtervezni, mert nehéz a nyomokat egymás metszése nélkül irányítani. Lehet, hogy két rézréteget kell használnia, nyomokkal a PCB mindkét oldalán.
az egyik réteg nyomai egy via-Val csatlakoztathatók a másik réteghez. A via egy rézbevonatú lyuk a PCB-ben, amely elektromosan összeköti a felső réteget az alsó réteggel., Is csatlakoztathatja felső, illetve alsó nyomok egy alkatrész keresztül lyuk:
Földön Rétegek
kettős réteg Pcb egy föld réteg, ahol az egész alsó réteg borított réz gép csatlakozik földre. A pozitív nyomok a tetejére kerülnek, a talajhoz való csatlakozások pedig lyukakon vagy viákon keresztül készülnek. A talajrétegek jó hatással vannak az interferenciára hajlamos áramkörökre, mivel a réz nagy területe pajzsként működik az elektromágneses mezők ellen. Segítenek az alkatrészek által generált hő eloszlatásában is.,
rétegvastagság
a legtöbb PCB-gyártó lehetővé teszi, hogy különböző rétegvastagságokat rendeljen. A réz súlya a gyártók által használt kifejezés a rétegvastagság leírására, unciában mérve. A réteg vastagsága befolyásolja, hogy mennyi áram áramlik át az áramkörön anélkül, hogy károsítaná a nyomokat. A nyomszélesség egy másik tényező, amely befolyásolja, hogy mennyi áram biztonságosan áramolhat az áramkörön keresztül (az alábbiakban tárgyaljuk). A szélesség és vastagság biztonságos értékeinek meghatározásához ismernie kell a kérdéses nyomvonalon átáramló áramerősséget., Egy online nyomkövetési szélesség számológép segítségével meghatározhatja az adott áramerősség ideális nyomvastagságát és szélességét.
PCB nyomok
Ha egy professzionálisan tervezett PCB-t néz, akkor valószínűleg észreveszi, hogy a réznyomok többsége 45° – os szögben hajlik. Ennek egyik oka az, hogy a 45° – os szögek lerövidítik az alkatrészek közötti elektromos utat a 90° – os szögekhez képest., Egy másik ok az, hogy a nagy sebességű logikai jelek tükröződhetnek a szög hátulján, interferenciát okozva:
Ha a projekt digitális logikát vagy 200 MHz feletti nagysebességű kommunikációs protokollokat használ, akkor valószínűleg kerülje a 90° – os szögeket és a vias-t a nyomokban. A lassabb sebességű áramkörök esetében a 90° – os nyomoknak nincs sok hatása az áramkör teljesítményére.
Nyomszélesség
mint a rétegvastagság, a nyomok szélessége befolyásolja, hogy mennyi áram áramlik át az áramkörön anélkül, hogy károsítaná az áramkört.,
a nyomok közelsége az összetevőkhöz és a szomszédos nyomokhoz azt is meghatározza, hogy a nyomok milyen szélesek lehetnek. Ha egy kis PCB-t tervez, sok nyomokkal és alkatrészekkel, akkor lehet, hogy a nyomokat szűkíteni kell ahhoz, hogy minden illeszkedjen.
létrehozása PCB elrendezés
most, hogy már tárgyalt néhány le a módon lehet optimalizálni a PCB design, lássuk, hogyan kell elrendezni a PCB EasyEDA.,
Nyissa meg a rajzok, a sematikus szerkesztőt, majd kattintson a “Convert Projekt PCB -” gomb:
A lábnyomok kapcsolódó minden sematikus szimbólum automatikusan átkerül a PCB editor: 
Észre a vékony kék vonal az alkatrészeket összekötő. Ezek az úgynevezett ratsnest vonalak. A Ratsnest vonalak virtuális vezetékek, amelyek az alkatrészek közötti kapcsolatokat képviselik., Megmutatják, hogy hol kell a nyomokat a kapcsolási rajzban létrehozott vezetékkapcsolatok szerint irányítani:
most elkezdheti az alkatrészek elrendezését, szem előtt tartva a fent említett tervezési tippeket. Érdemes lehet némi kutatást végezni, hogy megtudja, vannak-e különleges tervezési követelmények az áramkörre. Egyes áramkörök jobban teljesítenek bizonyos alkatrészekkel bizonyos helyeken. Például egy LM386 erősítő áramkörben a tápegységet leválasztó kondenzátorokat a chip közelében kell elhelyezni a zaj csökkentése érdekében.,
miután elrendezte az összes komponenst, itt az ideje elkezdeni a nyomok rajzolását. Használja a ratsnest vezetékek, mint egy durva útmutató routing minden nyoma. Azonban nem mindig mutatják meg a nyomok útvonalának legjobb módját, ezért jó ötlet, hogy visszatérjen a vázlathoz a helyes kapcsolatok ellenőrzéséhez.
A Traces automatikusan továbbítható a szoftver automatikus útválasztójával. A bonyolult áramkörök esetében általában jobb, ha a nyomokat manuálisan irányítjuk, de egyszerűbb mintákon próbáljuk meg az automatikus útválasztót, hogy lássuk, mi jön létre. Az egyes nyomokat később mindig beállíthatja.,
Ez a videó megmutatja, hogyan lehet nyomokat rajzolni az EasyEDA PCB szerkesztőjében:
most itt az ideje meghatározni a PCB vázlat méretét és alakját. Kattintson a tábla vázlatára, és húzza mindkét oldalt addig, amíg az összes komponens be nem kerül:
az utolsó dolog, amit a megrendelés előtt meg kell tennie, hogy futtasson egy tervezési szabályellenőrzést. A tervezési szabály ellenőrzése megmondja, hogy az alkatrészek átfedik-e egymást, vagy ha a nyomok túl közel vannak egymáshoz., A tervezési szabály ellenőrzése a jobb oldali ablak “Design Manager” gombjára kattintva található:
a tervezési szabályellenőrzés sikertelen elemei a “DRC hibák” mappa alatt kerülnek felsorolásra.,CB nézet:
megadhatja a saját beállítások a tervezési szabály ellenőrzés kattintva a legördülő menüben a jobb felső sarokban, illetve, hogy Egyéb > Design Rule Beállítások: 
ekkor megjelenik egy ablak, ahol megadhatja a tervezési szabályokat nyom szélesség, távolság a nyomokat, valamint az egyéb hasznos paraméterek: 
ezen A ponton ez egy jó ötlet, hogy ellenőrizze a PCB-elrendezés ellen, a sematikus, hogy győződjön meg arról, hogy minden megfelelően van-e csatlakoztatva., Ha elégedett az eredménnyel, a következő lépés a PCB megrendelése. EasyEDA teszi ez a rész nagyon könnyű…
Rendelni a PCB
a Start gombra kattintva a “Gyártás Kimenet” gombra a felső menüben a PCB editor:
Ez egy másik képernyő, ahol ki lehet választani a lehetőségek a NYÁK rendelés: 
válassza ki a számot a Pcb-k szeretné megrendelni a száma, réz réteg, a PCB-vastagság, réz tömeg, még a NYÁK színe., Miután kiválasztotta, kattintson a “Mentés a kosárba” gombra, majd egy olyan oldalra kerül, ahol megadhatja szállítási címét és számlázási adatait.
letöltheti a PCB Gerber fájljait is, ha más gyártóhoz szeretné küldeni őket:
A Gerber fájlok olyan képfájlok halmaza, amelyek tartalmazzák a PCB gyártásához használt mintákat. Az összes fájl tömörítve egyetlen .zip fájl., Van egy külön fájl a réz nyomok, selyem képernyő, és helyeken fúrólyukak és vias:
rendeltem 15 db Az én LM386 audio erősítő áramkör és a költség jött ki, hogy körülbelül $15 USD. A gyártás és a szállítás körülbelül két hétig tartott. A PCB-k jól készültek, és nem találtam semmilyen hibát. Miután forrasztottam az alkatrészeket, teszteltem az erősítőt, nagyszerűen működött. Itt klónozhatja az LM386 erősítő vázlatát és PCB-jét, ha akarja.
a saját egyedi PCB készítése nagyon szórakoztató, az eredmények nagyon kifizetődőek lehetnek., Remélhetőleg ez a cikk segít abban, hogy a prototípus áramkörét PCB-re helyezze. Tudassa velünk a megjegyzéseket, ha bármilyen kérdése van, és tudassa velünk, hogy milyen PCB tervezési projekteket tervezett. Ha tetszett ez a bemutató, és szeretné, hogy több, mint ez, győződjön meg róla, hogy iratkozzon fel!