Umiemy już stworzyć własną bibliotekę, umiemy zrobić schemat, teraz czas na zaprojektowanie płytki. Moim celem jest pokazanie sposobu jak to zrobić, przekazanie wszelkich informacji na temat ekranowania, prowadzenia ścieżek, rozmieszczania elementów itp nie jest celem poniższego tutoriala.
W pierwszej kolejności otwieramy schemat i naciskamy przycisk wskazany poniżej. Zatwierdzamy stworzenie nowej płytki, to pozwoli nam przejść do modułu do edycji PCB.
Po lewej stronie mamy wszystkie elementy ze schematu, po prawej stronie jest nasz obszar roboczy. Jego wielkość jest zależna od licencji jaką posiadamy na Eagle'a.
W pierwszej kolejności dobrze jest ustawić parę parametrów. Przechodzimy do Options -> User interface i zaznaczamy opcję Always vector font.
Każdy napis na PCB zostanie przekonwertowany na zapis wektorowy. Dzięki temu będziemy widzieli dokładnie jak wyjdą napisy na płytce. Eagle dopuszcza trzy rodzaje czcionek, ale podczas generowania gerberów zostaną one przekonwertowane do typu wektorowego. Niestety przy konwersji zmienia się formatowanie i nasze napisy już nie wyglądają tak jakbyśmy chcieli. Z tego też powodu dobrze jest zmienić tę opcję i widzieć napisy w natywnej postaci.
Kolejna rzecz to zmiana siatki i jednostki. Naciskamy Grid, zmieniamy jednostkę na mm a raster na 0,5 mm (oczywiście można użyć innych wartości). Po tym kroku możemy przystąpić do układania elementów.
W pierwszej kolejności rozmieścimy otwory montażowe. Sugeruję trzymać się jakichś całkowitych wartości, ułatwi to dalszą pracę z płytką czy to pod kątem rozmieszczenia w obudowie czy wymiarowania np złącz.
Otwory montażowe już są, przy okazji nieco pomniejszyłem płytkę. Możemy rozmieścić elementy. Trzeba pamiętać, że na paru elementach mamy napięcie sieci i należy bezwzględnie zachować bezpieczną odległość od strony o obniżonym napięciu jak i odpowiednią odległość ścieżek od krawędzi PCB jak i punktów montażowych (poliamidowe dystanse jakoś nie przyjęły się na naszym forum
).
Pierwszy fragment gotowy (znaczy tak mi się wydaje). Sugeruję umieszczać elementy etapami, stopniowo rozbudowując cały układ.
Tak to wygląda u mnie. Po rozmieszczeniu elementów możemy przystąpić do prowadzenia ścieżek. W tym celu naciskamy przycisk Route, następnie z górnego menu wybieramy warstwę, na której chcemy prowadzić ścieżki oraz definiujemy szerokość ścieżki. Klikamy na danym połączeniu między elementami (w tym momencie mają żółty kolor) i prowadzimy ścieżkę. Jeśli dojdziemy do padu i klikniemy na nim, usłyszymy dźwięk potwierdzający zakończenie prowadzenia danej ścieżki. Zmianę warstwy, na której jest ścieżka można dokonać poprzez wciśnięcie kółka na myszce, lub jeśli nasza myszka nie ma takiej funkcji, w górnym menu programu. Można również zmienić warstwę narysowanej już ścieżki poprzez polecenie Change (menu po lewej stronie, symbol klucza) -> Layer...
Po drobnych poprawkach...
...zbliżenie na ciekawszą część
Jak już ten etap będzie gotowy możemy zrobić wylewkę pod układem LM317. W tym celu naciskamy przycisk Polygon, definiujemy na której warstwie chcemy umieścić polygon, wybieramy szerokość ścieżki oraz szerokość izolacji. Po wybraniu tych parametrów możemy narysować polygon.
Należy pamiętać o tym, że nasz polygon pełni dwie role. Po pierwsze doprowadza zasilanie do elementów elektronicznych, a po drugie działa jak radiator. Dobór odpowiedniej wielkości polygonu jest opisany w datasheetcie do danej kostki.
Po narysowaniu polygona zobaczymy prostokąt, którego obrys jest zrobiony przerywaną linią. Musimy jeszcze zmienić nazwę polygona, na taką, jaką ma nazwa ścieżki, który w/w polygon zastępuje. W naszym przypadku jest to wyjście ze stabilizatora LM317. Zmianę nazwy możemy dokonać poleceniem Name.
Aby wypełnić wnętrze polygona używamy polecenie Ratsnest. Jeśli nie wprowadziliśmy nazwy, lub nazwa jest błędna (np. nie ma ścieżki o takiej samej nazwie jak polygon, lub polygon nie leży na ścieżce o tej samej nazwie), to nasz polygon nie zostanie wypełniony.
Po paru modyfikacjach położenia elementów tak to wygląda u mnie. Kształt polygonu można dowolnie zmienić, zarówno poprzez przesuwanie któregoś z boków (polecenie Move) jak i poprzez polecenie Split, które umożliwia stworzenie bardziej skomplikowanego wielokąta.
Pozostało nam zrobić jeszcze polygon od masy układu. Postępujemy identycznie jak poprzednio.
Po chwili otrzymujemy taki (lub podobny) obrazek. Pozostało dopracować szczegóły. W pierwszej kolejności zmienimy prowadzenie kilku ścieżek. Naciskamy przycisk Miter i mamy do wybory dwa rodzaje ścięć ostrych krawędzi, na półokrągło lub pod kątem 135 stopni. Opcja "na półokrągłą" jest lepsza, aczkolwiek opcja pod kątem 135 stopni wygląda lepiej. W przypadku powyższego PCB nie ma to wielkiego znaczenia. Opcja "na półokrągło" przydatna jest przy grubych GHz...
Chwila pracy i gotowe.
Teraz pora na ustawienie opisów. Naciskamy przycisk Group i zaznaczamy wszystkie komponenty. Następnie klikamy Smash i prawym klawiszem myszy klikamy na zaznaczonych komponentach, powinniśmy zobaczyć małe menu, w którym wybieramy Smash: Group. Po użyciu tego polecenia zobaczymy mały krzyżyk obok napisu. Dla wszystkich zaznaczonych komponentów będziemy mogli przenieść opisy. Kolejnym krokiem jest ujednolicenie wielkości opisów. Klikamy Change -> Size i wybieramy wysokość czcionki. Klikamy prawym klawiszem na komponentach i wybieramy Change: Group. Po tych dwóch krokach możemy przystąpić do rozmieszczenia opisów. Do tego celu wystarczy użyć polecenie Move.
Przy okazji dodałem opisy złącz, plusiki przy kondensatorach tantalowych oraz przy LEDach. Użyłem polecenia Text (lewe menu, literka T), tekst jest na warstwie tNames.
Pozostały nam dwie rzeczy do zrobienia. Prosta, dostosować wielkość PCB do naszego układu, w tym konkretnym przypadku nieco zmniejszymy PCB. Pamiętajcie o zachowaniu bezpiecznego dystansu od części gdzie jest 230VAC.
I gotowe.
Teraz trudniejszy krok, DRC. Obowiązkowo należy go przeprowadzić na każdym tworzonym PCB ! W przypadku bardziej skomplikowanych projektów można sprawdzać DRC po zbudowaniu każdego bloku funkcjonalnego. DRC sprawdza czy nie mamy błędów w postaci nałożonych na siebie ścieżek (zwarcie), czy czasem nie położyliśmy zbyt blisko siebie komponenty, czy nasze opisy nie są położone na padach, czy ścieżki są odpowiednio daleko od krawędzi PCB itd. Poprawne zdefiniowanie parametrów w tym module pozwoli uniknąć problemów w fazie produkcji, lutowania czy uruchamiania naszego PCB. Moduł DRC w Eagle'u ma już z góry zdefiniowane parametry. Jeśli chcemy je zmienić pamiętajmy żeby upewnić się czy nasz dostawca PCB jest w stanie sprostać naszym oczekiwaniom. Należy również upewnić się czy w przypadku montażu automatycznego nasz podwykonawca da radę obsadzić wszystkie elementy.
Naciskamy DRC i w oknie DRC w zakładce File naciskamy Check. Po chwili dostaniemy listę błędów (jeśli takowe występują). Po kliknięciu na dany błąd program powinien wskazać nam gdzie leży problem. Eagle sam nie naprawi błędów, musimy sami to zrobić.
Błędy typu Clearence biorą się z powodu zbyt ciasnego rozmieszczenia ścieżek lub padów względem siebie. Domyślne ustawienie Eagle'a jest dość "zachowawcze". Możemy zmniejszyć odległość Pad <-> Pad do 7 milsów (1 mils = 1/1000 cala = 0,0254 mm). Kolejna rzecz to minimalna średnica przelotek, spokojnie można ją zmniejszyć do 18 milsów.
Błędy typu Keepout biorą się z powodu nakładania się dwóch elementów na siebie. W zasadzie to nakładają się same obrysy tych elementów, ale trzeba wziąć pod uwagę tolerancje pozycjonowania przy nakładaniu elementów przy pomocy robota, oraz to, że głowica, która trzyma element też ma swój fizyczny rozmiar. Rozwiązanie jest proste, wystarczy przesunąć, któryś komponent i problem rozwiązany.
Pozostał nam bardzo ciekawy przypadek do rozwiązania Błąd typu Clearence (polygon with same rank) bierze się stąd, że mamy dwa polygony o tym samym rankingu, które nakładają się na siebie. Ranking określa nam priorytet z jakim rysowany jest dany polygon. Im wyższa wartość rankingu tym niższy priorytet. Jeśli nałożymy dwa różne polygony na siebie to polygon o niższym rankingu zostanie narysowany w całości, natomiast polygon o wyższym rankingu będzie miał zrobione wycięcie. Rozwiązanie powyższego błędu można przeprowadzić na dwa sposoby, albo przesuwamy jeden z polygonów albo zmieniamy ranking. Ja zmieniłem ranking polygonu wylewki masy.
Błędów brak, po naciśnięciu przycisku Ratsnest widzimy w lewym dolnym rogu Nothing to do! Gratulacje
W pierwszej kolejności otwieramy schemat i naciskamy przycisk wskazany poniżej. Zatwierdzamy stworzenie nowej płytki, to pozwoli nam przejść do modułu do edycji PCB.
Po lewej stronie mamy wszystkie elementy ze schematu, po prawej stronie jest nasz obszar roboczy. Jego wielkość jest zależna od licencji jaką posiadamy na Eagle'a.
W pierwszej kolejności dobrze jest ustawić parę parametrów. Przechodzimy do Options -> User interface i zaznaczamy opcję Always vector font.
Każdy napis na PCB zostanie przekonwertowany na zapis wektorowy. Dzięki temu będziemy widzieli dokładnie jak wyjdą napisy na płytce. Eagle dopuszcza trzy rodzaje czcionek, ale podczas generowania gerberów zostaną one przekonwertowane do typu wektorowego. Niestety przy konwersji zmienia się formatowanie i nasze napisy już nie wyglądają tak jakbyśmy chcieli. Z tego też powodu dobrze jest zmienić tę opcję i widzieć napisy w natywnej postaci.
Kolejna rzecz to zmiana siatki i jednostki. Naciskamy Grid, zmieniamy jednostkę na mm a raster na 0,5 mm (oczywiście można użyć innych wartości). Po tym kroku możemy przystąpić do układania elementów.
W pierwszej kolejności rozmieścimy otwory montażowe. Sugeruję trzymać się jakichś całkowitych wartości, ułatwi to dalszą pracę z płytką czy to pod kątem rozmieszczenia w obudowie czy wymiarowania np złącz.
Otwory montażowe już są, przy okazji nieco pomniejszyłem płytkę. Możemy rozmieścić elementy. Trzeba pamiętać, że na paru elementach mamy napięcie sieci i należy bezwzględnie zachować bezpieczną odległość od strony o obniżonym napięciu jak i odpowiednią odległość ścieżek od krawędzi PCB jak i punktów montażowych (poliamidowe dystanse jakoś nie przyjęły się na naszym forum
).
Pierwszy fragment gotowy (znaczy tak mi się wydaje
). Sugeruję umieszczać elementy etapami, stopniowo rozbudowując cały układ.
Tak to wygląda u mnie. Po rozmieszczeniu elementów możemy przystąpić do prowadzenia ścieżek. W tym celu naciskamy przycisk Route, następnie z górnego menu wybieramy warstwę, na której chcemy prowadzić ścieżki oraz definiujemy szerokość ścieżki. Klikamy na danym połączeniu między elementami (w tym momencie mają żółty kolor) i prowadzimy ścieżkę. Jeśli dojdziemy do padu i klikniemy na nim, usłyszymy dźwięk potwierdzający zakończenie prowadzenia danej ścieżki. Zmianę warstwy, na której jest ścieżka można dokonać poprzez wciśnięcie kółka na myszce, lub jeśli nasza myszka nie ma takiej funkcji, w górnym menu programu. Można również zmienić warstwę narysowanej już ścieżki poprzez polecenie Change (menu po lewej stronie, symbol klucza) -> Layer...
Po drobnych poprawkach...
...zbliżenie na ciekawszą część
Jak już ten etap będzie gotowy możemy zrobić wylewkę pod układem LM317. W tym celu naciskamy przycisk Polygon, definiujemy na której warstwie chcemy umieścić polygon, wybieramy szerokość ścieżki oraz szerokość izolacji. Po wybraniu tych parametrów możemy narysować polygon.
Należy pamiętać o tym, że nasz polygon pełni dwie role. Po pierwsze doprowadza zasilanie do elementów elektronicznych, a po drugie działa jak radiator. Dobór odpowiedniej wielkości polygonu jest opisany w datasheetcie do danej kostki.
Po narysowaniu polygona zobaczymy prostokąt, którego obrys jest zrobiony przerywaną linią. Musimy jeszcze zmienić nazwę polygona, na taką, jaką ma nazwa ścieżki, który w/w polygon zastępuje. W naszym przypadku jest to wyjście ze stabilizatora LM317. Zmianę nazwy możemy dokonać poleceniem Name.
Aby wypełnić wnętrze polygona używamy polecenie Ratsnest. Jeśli nie wprowadziliśmy nazwy, lub nazwa jest błędna (np. nie ma ścieżki o takiej samej nazwie jak polygon, lub polygon nie leży na ścieżce o tej samej nazwie), to nasz polygon nie zostanie wypełniony.
Po paru modyfikacjach położenia elementów tak to wygląda u mnie. Kształt polygonu można dowolnie zmienić, zarówno poprzez przesuwanie któregoś z boków (polecenie Move) jak i poprzez polecenie Split, które umożliwia stworzenie bardziej skomplikowanego wielokąta.
Pozostało nam zrobić jeszcze polygon od masy układu. Postępujemy identycznie jak poprzednio.
Po chwili otrzymujemy taki (lub podobny
) obrazek. Pozostało dopracować szczegóły. W pierwszej kolejności zmienimy prowadzenie kilku ścieżek. Naciskamy przycisk Miter i mamy do wybory dwa rodzaje ścięć ostrych krawędzi, na półokrągło lub pod kątem 135 stopni. Opcja "na półokrągłą" jest lepsza, aczkolwiek opcja pod kątem 135 stopni wygląda lepiej. W przypadku powyższego PCB nie ma to wielkiego znaczenia. Opcja "na półokrągło" przydatna jest przy grubych GHz...
Chwila pracy i gotowe.
Teraz pora na ustawienie opisów. Naciskamy przycisk Group i zaznaczamy wszystkie komponenty. Następnie klikamy Smash i prawym klawiszem myszy klikamy na zaznaczonych komponentach, powinniśmy zobaczyć małe menu, w którym wybieramy Smash: Group. Po użyciu tego polecenia zobaczymy mały krzyżyk obok napisu. Dla wszystkich zaznaczonych komponentów będziemy mogli przenieść opisy. Kolejnym krokiem jest ujednolicenie wielkości opisów. Klikamy Change -> Size i wybieramy wysokość czcionki. Klikamy prawym klawiszem na komponentach i wybieramy Change: Group. Po tych dwóch krokach możemy przystąpić do rozmieszczenia opisów. Do tego celu wystarczy użyć polecenie Move.
Przy okazji dodałem opisy złącz, plusiki przy kondensatorach tantalowych oraz przy LEDach. Użyłem polecenia Text (lewe menu, literka T), tekst jest na warstwie tNames.
Pozostały nam dwie rzeczy do zrobienia. Prosta, dostosować wielkość PCB do naszego układu, w tym konkretnym przypadku nieco zmniejszymy PCB. Pamiętajcie o zachowaniu bezpiecznego dystansu od części gdzie jest 230VAC.
I gotowe.
Teraz trudniejszy krok, DRC. Obowiązkowo należy go przeprowadzić na każdym tworzonym PCB ! W przypadku bardziej skomplikowanych projektów można sprawdzać DRC po zbudowaniu każdego bloku funkcjonalnego. DRC sprawdza czy nie mamy błędów w postaci nałożonych na siebie ścieżek (zwarcie), czy czasem nie położyliśmy zbyt blisko siebie komponenty, czy nasze opisy nie są położone na padach, czy ścieżki są odpowiednio daleko od krawędzi PCB itd. Poprawne zdefiniowanie parametrów w tym module pozwoli uniknąć problemów w fazie produkcji, lutowania czy uruchamiania naszego PCB. Moduł DRC w Eagle'u ma już z góry zdefiniowane parametry. Jeśli chcemy je zmienić pamiętajmy żeby upewnić się czy nasz dostawca PCB jest w stanie sprostać naszym oczekiwaniom. Należy również upewnić się czy w przypadku montażu automatycznego nasz podwykonawca da radę obsadzić wszystkie elementy.
Naciskamy DRC i w oknie DRC w zakładce File naciskamy Check. Po chwili dostaniemy listę błędów (jeśli takowe występują). Po kliknięciu na dany błąd program powinien wskazać nam gdzie leży problem. Eagle sam nie naprawi błędów, musimy sami to zrobić.
Błędy typu Clearence biorą się z powodu zbyt ciasnego rozmieszczenia ścieżek lub padów względem siebie. Domyślne ustawienie Eagle'a jest dość "zachowawcze". Możemy zmniejszyć odległość Pad <-> Pad do 7 milsów (1 mils = 1/1000 cala = 0,0254 mm). Kolejna rzecz to minimalna średnica przelotek, spokojnie można ją zmniejszyć do 18 milsów.
Błędy typu Keepout biorą się z powodu nakładania się dwóch elementów na siebie. W zasadzie to nakładają się same obrysy tych elementów, ale trzeba wziąć pod uwagę tolerancje pozycjonowania przy nakładaniu elementów przy pomocy robota, oraz to, że głowica, która trzyma element też ma swój fizyczny rozmiar. Rozwiązanie jest proste, wystarczy przesunąć, któryś komponent i problem rozwiązany.
Pozostał nam bardzo ciekawy przypadek do rozwiązania
Błąd typu Clearence (polygon with same rank) bierze się stąd, że mamy dwa polygony o tym samym rankingu, które nakładają się na siebie. Ranking określa nam priorytet z jakim rysowany jest dany polygon. Im wyższa wartość rankingu tym niższy priorytet. Jeśli nałożymy dwa różne polygony na siebie to polygon o niższym rankingu zostanie narysowany w całości, natomiast polygon o wyższym rankingu będzie miał zrobione wycięcie. Rozwiązanie powyższego błędu można przeprowadzić na dwa sposoby, albo przesuwamy jeden z polygonów albo zmieniamy ranking. Ja zmieniłem ranking polygonu wylewki masy.
Błędów brak, po naciśnięciu przycisku Ratsnest widzimy w lewym dolnym rogu Nothing to do! Gratulacje
Ostatnią edycję dokonał moderator:
