Breadboards sunt excelente pentru circuitele de prototipare, dar nu sunt atât de bune pentru utilizarea efectivă a lucrului pe care îl construiți. La un moment dat, probabil că veți dori să faceți un proiect mai permanent. Cel mai bun mod de a face acest lucru este să-l puneți pe un PCB.
În acest tutorial, am sa te plimbi prin procesul de proiectare a unui PCB layout și tipărite de către un PCB producător., Performanța circuitului dvs. va depinde foarte mult de modul în care este prezentat pe PCB, așa că vă voi oferi o mulțime de sfaturi despre cum să vă optimizați designul.
puteți etch întotdeauna PCB-uri la domiciliu cu un proces care este similar cu dezvoltarea printuri din film fotografic. Dar această metodă este dezordonată și folosește o mulțime de substanțe chimice. Este mult mai ușor (și mai ieftin) să obțineți PCB-ul dvs. realizat de un producător profesionist. Pentru a demonstra procesul, voi folosi un serviciu online numit EasyEDA pentru a proiecta un aspect PCB pentru un amplificator audio LM386, apoi îl voi produce și vă voi arăta rezultatele., Software-ul lor gratuit de design online este ușor de utilizat, iar tarifele sunt foarte accesibile.
Totul Începe Cu o Schemă
Înainte de a începe proiectarea PCB, este o idee bună pentru a face o schema de circuit. Schema va servi drept plan pentru stabilirea urmelor și plasarea componentelor pe PCB. În plus, software-ul de editare PCB poate importa toate componentele, amprentele și firele în fișierul PCB, ceea ce va facilita procesul de proiectare (mai multe despre acest lucru mai târziu).,
Pornire prin conectarea la EasyEDA, și de a crea un nou proiect:
Odată ce sunteți pe pagina de Start, faceți clic pe „nou Schematică” tab-ul:
Acum, veți vedea o pânză albă în cazul în care puteți desena schema:
cel mai bine este de a plasa toate schematică simboluri pe panza înainte de a trage fire. În EasyEDA, simbolurile schematice sunt localizate în”biblioteci”., Implicit EasyEDA biblioteca are cele mai multe dintre simboluri comune, dar există, de asemenea, „Generat de Utilizator Biblioteci”, cu o mulțime de alte simboluri:
Fiecare schemă simbol utilizați trebuie să aibă un PCB footprint asociate cu acesta. Amprenta PCB va defini dimensiunile fizice ale componentei și plasarea plăcuțelor de cupru sau prin găuri. Acum este un moment bun pentru a decide ce componente veți folosi.,
schematică simboluri în EasyEDA bibliotecă au deja urme asociate cu ele, dar ele pot fi modificate dacă folosești o altă dimensiune sau stil:
Pentru a schimba amprenta asociat cu o schemă simbol, căutare în „Generat de Utilizator” biblioteci pentru o amprenta care se potrivește componenta pe care îl utilizați., Odată ce ați găsit, faceți clic pe pictograma de inima sa „Favorit”:
Apoi copiați numele componenta:
Acum, faceți clic pe simbolul în editorul schematic, și inserați numele noului amprenta în „pachet” câmpul din partea dreaptă a barei de meniu (vezi video de mai jos pentru o demonstrație):
după ce toate simbolurile sunt plasate pe schemă și ați atribuit urme pentru fiecare simbol, e timpul pentru a începe de desen fire., În loc să explic detaliile a tot ceea ce în acest articol, am făcut un videoclip, astfel încât să mă puteți urmări să desenez schema pentru amplificatorul meu audio LM386:
după ce toate cablajele sunt terminate, este o idee bună să etichetați simbolurile. Etichetele vor fi transferate pe aspectul PCB și în cele din urmă să fie imprimate pe PCB finit. Fiecare simbol are un nume (R1, R2, C1, C2 etc.) și valoarea (10 µF, 100 Ω, etc.) care pot fi editate făcând clic pe etichetă.,următorul pas este să importați schema în editorul PCB, dar înainte de a face acest lucru, să vorbim despre câteva lucruri de care trebuie să țineți cont atunci când proiectați PCB-ul.
optimizarea designului PCB
identificați ce face fiecare parte a circuitului dvs. și împărțiți circuitul în secțiuni în funcție de funcție. De exemplu, circuitul meu amplificator audio LM386 are patru secțiuni principale: o sursă de alimentare, o intrare audio, LM386 și o ieșire audio. S-ar putea să vă ajute să desenați câteva diagrame în acest moment pentru a vă ajuta să vizualizați designul înainte de a începe să-l stabiliți.,păstrați componentele din fiecare secțiune grupate împreună în aceeași zonă a PCB pentru a menține urmele conductive scurte. Urmele lungi pot ridica radiații electromagnetice din alte surse, ceea ce poate provoca interferențe și zgomot.diferitele secțiuni ale circuitului dvs. trebuie aranjate astfel încât calea curentului electric să fie cât mai liniară posibil. Semnalele din circuitul dvs. ar trebui să curgă într-o cale directă de la o secțiune la alta, ceea ce va menține urmele mai scurte.fiecare secțiune a circuitului trebuie să fie alimentată cu urme separate de lungime egală., Aceasta se numește o configurație stea, și se asigură că fiecare secțiune devine o tensiune de alimentare egală. Dacă secțiunile sunt conectate într-o daisy-chain, curentul absorbit de la secțiuni mai aproape de aprovizionare va crea o cădere de tensiune și duce la scăderea tensiuni în secțiuni mai departe de alimentare:
PCB Forma și Mărimea
nu este mai puțin frecvente pentru a vedea rotunde, triunghiulare, sau alte interesante PCB forme. Majoritatea PCB-urilor sunt proiectate să fie cât mai mici posibil, dar acest lucru nu este necesar dacă aplicația dvs. nu o necesită.,dacă intenționați să puneți PCB-ul într-o incintă, dimensiunile pot fi limitate de dimensiunea carcasei. În acest caz, va trebui să cunoașteți dimensiunile incintei înainte de a pune PCB-ul, astfel încât totul să se potrivească în interior.componentele pe care le utilizați vor avea, de asemenea, un efect asupra dimensiunii PCB-ului finit. De exemplu, componentele montate pe suprafață sunt mici și au un profil scăzut, astfel încât veți putea face PCB-ul mai mic. Prin gaura componente sunt mai mari, dar ele sunt adesea mai ușor de găsit și mai ușor de lipit.,
interfețe utilizator
locația componentelor precum conexiunile de alimentare, potențiometrele, LED-urile și mufele audio din proiectul dvs. finalizat va afecta modul în care este prevăzut PCB-ul. Aveți nevoie de un LED lângă un comutator de alimentare pentru a indica faptul că este pornit? Sau trebuie să puneți un potențiometru de volum lângă un potențiometru de câștig? Pentru cea mai bună experiență a utilizatorului, este posibil să fiți nevoit să faceți unele compromisuri și să proiectați restul PCB-ului în jurul locațiilor acestor componente.,
PCB Layers
circuitele mai mari pot fi dificil de proiectat pe un PCB cu un singur strat, deoarece este greu să rutezi urmele fără să te intersectezi. Este posibil să fie necesar să utilizați două straturi de cupru, cu urme rutate pe ambele părți ale PCB-ului.
urmele de pe un strat pot fi conectate la celălalt strat cu un via. A via este o gaură placată cu cupru în PCB care conectează electric stratul superior la stratul inferior., Vă puteți conecta, de asemenea, de sus și de jos urme de la o componentă lui prin gaura:
Straturi de Sol
Un strat dublu Pcb-urile au un strat sol, în cazul în care întregul strat inferior este acoperit cu cupru avion conectat la masă. Urmele pozitive sunt dirijate pe partea de sus și conexiuni la sol sunt realizate cu prin găuri sau vias. Straturile de sol sunt bune pentru circuitele care sunt predispuse la interferențe, deoarece suprafața mare de cupru acționează ca un scut împotriva câmpurilor electromagnetice. De asemenea, ele ajută la disiparea căldurii generate de componente.,
grosimea stratului
majoritatea producătorilor de PCB vă vor permite să comandați diferite grosimi ale stratului. Greutatea cuprului este termenul pe care producătorii îl folosesc pentru a descrie grosimea stratului și se măsoară în uncii. Grosimea unui strat va afecta cât de mult curent poate curge prin circuit fără a deteriora urmele. Trace lățime este un alt factor care afectează cât de mult curent poate curge în condiții de siguranță prin circuit (discutat mai jos). Pentru a determina valori sigure pentru lățime și grosime, trebuie să cunoașteți amperajul care va curge prin urma în cauză., Utilizați un calculator online trace width pentru a determina grosimea și lățimea ideală a urmelor pentru un anumit amperaj.dacă vă uitați la un PCB proiectat profesional, veți observa probabil că majoritatea urmelor de cupru se îndoaie la unghiuri de 45°. Un motiv pentru aceasta este că unghiurile de 45° scurtează calea electrică între componente în comparație cu unghiurile de 90°., Un alt motiv este faptul că de mare viteză logica semnale pot fi reflectate de unghi, care provoacă interferențe:
Dacă proiectul dumneavoastră utilizează digitală logica sau de mare viteză protocoale de comunicare mai sus de 200 MHz, probabil, ar trebui să evitați unghiuri de 90° și vias în urme. Pentru circuitele cu viteză mai mică, urmele de 90° nu vor avea prea mult efect asupra performanței circuitului.la fel ca grosimea stratului, lățimea urmelor dvs. va afecta cât de mult curent poate curge prin circuitul dvs. fără a deteriora circuitul.,apropierea urmelor de componente și de urmele adiacente va determina, de asemenea, cât de largi pot fi urmele tale. Dacă proiectați un PCB mic cu o mulțime de urme și componente, este posibil să fie necesar să faceți urmele înguste pentru ca totul să se potrivească.
crearea Layout-ului PCB
acum că am discutat câteva modalități prin care vă puteți optimiza designul PCB, să vedem cum să aranjați un PCB în EasyEDA.,
Deschide-ti schematic în editorul schematic, și faceți clic pe „Converti Proiect Pentru PCB” buton:
urmele asociate cu fiecare schemă simbol va fi transferat automat la PCB editor:
Observați linii subțiri albastre conectarea componentelor. Acestea se numesc linii ratsnest. Liniile Ratsnest sunt fire virtuale care reprezintă conexiunile dintre componente., Ei vă arată în cazul în care aveți nevoie pentru a traseului de urme în funcție de conexiunile de cabluri ați creat în contul dvs. schematică:
Acum puteți începe aranjarea componente, ținând cont de sfaturi de design menționate mai sus. S-ar putea să doriți să faceți unele cercetări pentru a afla dacă există cerințe speciale de proiectare pentru circuitul dvs. Unele circuite funcționează mai bine cu anumite componente în locații specifice. De exemplu, într-un circuit amplificator LM386, condensatoarele de decuplare a sursei de alimentare trebuie amplasate aproape de cip pentru a reduce zgomotul.,după ce ați aranjat toate componentele, este timpul să începeți să desenați urmele. Utilizați firele ratsnest ca un ghid dur pentru rutarea fiecărei urme. Cu toate acestea, nu vă vor arăta întotdeauna cea mai bună modalitate de a direcționa urmele, așa că este o idee bună să vă referiți la schema dvs. pentru a verifica conexiunile corecte.
urmele pot fi, de asemenea, rutate automat folosind routerul automat al software-ului. Pentru circuite complicate, este, în general, mai bine să trasați manual urmele, dar încercați routerul automat pe modele mai simple și vedeți cu ce vine. Puteți ajusta întotdeauna urme individuale mai târziu.,
Acest videoclip va arăta cum să atragă urme în EasyEDA e PCB editor:
Acum e timpul pentru a defini dimensiunea și forma de PCB contur. Faceți clic pe contur bord și glisați fiecare parte, până când toate componentele sunt în interiorul:
ultimul lucru de făcut înainte de plasarea comenzii este de a rula un design rule check. O verificare a regulilor de proiectare vă va spune dacă componentele se suprapun sau dacă urmele sunt direcționate prea aproape., Design rule check pot fi găsite făcând clic pe „Design Manager” buton în partea dreaptă a ferestrei:
Elemente care reușesc design rule check vor fi enumerate mai jos „RDC Erori” folder.,CB vedere:
puteți specifica propriile setări pentru design rule check făcând clic pe drop jos meniu în colțul din dreapta sus și o să-Diverse > Design Rule Setări:
Acest lucru va aduce o fereastră în care puteți seta reguli de proiectare pentru urme lățime, distanța între urme, și alți parametri utile:
În acest punct, e o idee bună să verificați dvs. de PCB layout împotriva schema pentru a vă asigura că totul este conectat corect., Dacă sunteți mulțumit de rezultat, următorul pas este să comandați PCB-ul. EasyEDA face această parte foarte ușor…
Comanda PCB
Start, făcând clic pe „Fabricarea de Ieșire” buton în meniul de sus al PCB editor:
Acest lucru va duce la un alt ecran unde se pot alege opțiuni pentru comanda PCB:
puteți selecta numărul de Pcb-uri în care doriți să comandați, numărul de straturi de cupru, PCB grosime, cupru greutate, și chiar și PCB de culoare., După ce ați făcut selecțiile, faceți clic pe” Salvați în coș ” și veți fi direcționat către o pagină unde puteți introduce adresa de expediere și informațiile de facturare.de asemenea, puteți descărca fișierele Gerber ale PCB-ului dvs. dacă doriți să le trimiteți unui alt producător:
fișierele Gerber sunt un set de fișiere imagine care conțin modelele utilizate pentru fabricarea PCB-ului. Toate fișierele sunt comprimate într-un singur.fișier zip., Există un fișier separat pentru urme de cupru, ecran de mătase, și locații de găuri și vias:
am comandat 15 Pcb pentru LM386 circuitului amplificator audio și costul venit la aproximativ 15 dolari USD. Producția și transportul au durat aproximativ două săptămâni. PCB-urile erau bine făcute și nu am putut găsi defecte. După ce am lipit componentele și am testat amplificatorul, a funcționat excelent. Puteți clona amplificatorul meu LM386 schematic și PCB aici, dacă doriți.realizarea propriului PCB personalizat este foarte distractivă, iar rezultatele pot fi foarte satisfăcătoare., Sperăm că acest articol vă va ajuta să obțineți circuitul prototipului pe un PCB. Spuneți-ne în comentarii dacă aveți întrebări și spuneți-ne ce proiecte de proiectare PCB ați planificat. Dacă v-a plăcut acest tutorial și doriți să obțineți mai mult, asigurați-vă că vă abonați!