Pcb ‘ er er ikke så svært at lave og behøver ikke at bryde banken
Breadboarding et nyt kredsløb er en vigtig færdighed, og et vigtigt skridt i mange projekter—især tidligt på, når du har brug for at flytte ledninger rundt og erstatte komponenter. Men den meget fleksibilitet gør det også nemt at slå ledninger ud., Til sidst, hvis dit projekt er en keeper, vil du have noget med lidt mere varighed.
trykte kredsløb (PCB ‘ er) løser alle disse mangler. Men de fleste mennesker overvejer ikke engang at oversætte et engangsprojekt til et PCB-design. For ,n ting, PCB fabrikation har traditionelt været dyrt, levedygtige kun i kommercielle mængder. (Et alternativ er at gøre det selv med ætsninger og silkeskærme, en rodet og tidskrævende proces.) Der er også tekniske begrænsninger involveret i PCB-design, der er skræmmende for den afslappede hobbyist., Men det viser sig, at du i dag kan producere en professionel PCB meget billigt.
jeg først for nylig dykkede ned i mysterier PCB fabrikation, for en kommende IEEE Spectrum artikel om opbygning af en robot digitalt mikroskop. En del af projektet er et variabelt LED-belysningssystem, og for at dæmpe lysdioder skal du designe et pulsbredmodulationskredsløb., Med lidt forskning fandt jeg et design baseret på en 555 timerchip, en strømtransistor, et par dioder, to modstande og tre kondensatorer. Ikke et stort antal komponenter, men nok, at jeg frygtede at få dem alle tilsluttet et brødbræt. Da jeg allerede havde designet i hånden, var jeg temmelig sikker på, at det ville fungere ud af kassen. Det gjorde det til en perfekt kandidat til at gøre det som et PCB.
Jeg havde kigget på brugerdefinerede PCB ‘ er et stykke tid tilbage. Jeg havde endda do .nloadet Eagle, et PCB-designprogram fra CadSoft Computer., Jeg kunne godt lide Eagle (og til sidst vendte tilbage til det til dette projekt), men dengang stoppede prisen på et enkelt bord—US $75 og up—mig. Denne gang opdagede jeg BatchPCB.BatchPCB konsoliderer en masse individuelle projekter på et enkelt stort bord og skærer dem derefter fra hinanden, når de kommer tilbage fra fabrikken. Små brædder kan fremstilles til under $20 på denne måde. Der er en tre ugers vending, men jeg havde ikke travlt. Jeg dykke ind designe min LED lysdæmper bord.
en grundlæggende gennemgang af PCB ‘ er er i orden her., En PCB består af et tykt, stift isolerende lag med ledende spor på toppen og bunden. Fordi midten isolerer, kan sporene på toppen og bunden løbe over hinanden. For at få et signal fra den ene side til den anden, borer du et hul kaldet en via, som er som et spor, der løber gennem brættet lodret. Du borer også huller til ICs, modstande, dioder og andre diskrete stykker. Sporene fører til hullerne, og komponenterne har loddepuder, så de kan loddes på plads.,nogle komponenter kan være stik for at bringe signaler til brættet, og du kan også efterlade større huller med loddepuderinge omkring dem for at lodde eksterne ledninger direkte. Du kan endda tilføje lag med spor i mellem toppen og bunden, selv om dette kan få pebret. På BatchPCB, en to-lags bord omkostninger $ 2,50 per kvadrat tomme (om $0,40 per kvadratcentimeter), mens en fire-lags bord omkostninger $8 for det samme område (om $1,24/cm2).
det første trin i at oprette en brugerdefineret PCB er at lægge den skematiske visning ud., Placer dine komponenter (som normalt kommer fra et komponentbibliotek, der følger med din designsoft .are) på et lærred, og tilslut derefter stifterne med linjer, der repræsenterer elektriske forbindelser. Du kan finde dig selv konfronteret med flere valg for det samme varenummer. Det er fordi mange komponenter kommer i forskellige pakker, såsom en DIP (dual In-line pakke) chip eller en overflade-mount chip., For hobby-PCB vil du næsten altid gå med de store, klodsede DIPs og SIPs (system-in-packages), fordi de let findes på hobbysteder og er lettere at lodde end overflademonterede enheder, som er beregnet til kommercielle applikationer. Selvom de forskellige emballeringsmuligheder kan se ens ud i skematisk visning, vises de meget forskellige, når du går ind i layoutvisningen for faktisk at designe brættet.
ud over dine komponenter og sammenkoblinger skal du også placere de nødvendige strøm-eller jordsignaler. Eagle biblioteket indeholder sådanne komponenter som VCC, VDD og GND, til netop dette formål. Du skal også huske at placere stik på tavlen for at få strøm og jord, samt at forbinde kortet til udvendige enheder som led ‘ er eller et potentiometer.
når du har alt, hvor det skal være, kan du køre en elektrisk regelkontrol eller ERC for at sikre, at der ikke er nogen klare fejl., Almindelige problemer inkluderer ledninger, der ser ud som om de er tilsluttet, men ikke er (i Eagle har tilsluttede ledninger små prikker i krydsene) og strøm-eller jordforbindelser, du har glemt tilslut dig. Husk, at ERC validerer kun designets elektriske egenskaber, ikke at bestyrelsen rent faktisk vil gøre, hvad du vil!
Når du er tilfreds med den skematiske, kan du skifte over til bestyrelsen layout visning. Når du først gør dette i Eagle, er komponenterne spredt tilfældigt, med ledningerne direkte forbundet mellem stifterne., Du bør flytte rundt komponenter på en måde, der giver mening (stik i kanterne, for eksempel). Du vil dog stadig være tilbage med en rotterede. For at producere brættet skal du tildele signaler til et lag, og forskellige signaler på det samme lag kan ikke røre ved.med Eagle skal du gøre dette manuelt, medmindre du betaler for den professionelle version, som har auto-layoutfunktioner, der dirigerer dine signaler med et tryk på en knap. Nogle PCB-leverandører tilbyder deres egne designværktøjer, der også kan gøre dette for dig.,
med signalerne lagt ud, kan du endelig køre et design regel check, eller DRC. Dette sikrer, at du ikke har borehuller for tæt på signallinjer eller spor for tæt på hinanden eller slutningen af brættet. Reglerne kan tilpasses, og BatchPCB tilbyder en fil, der vil oprette Eagle med sine foretrukne DRC-værdier. Hvis dit design passerer DRC, er du klar til at uploade designfilerne.
Du kan (og bør) også tilføje silke-screen bogstaver på toppen ved hjælp af et specielt lag., Denne udskrivning angiver, hvor komponenter skal gå med konturer og varenumre, så du vil ikke sætte den 100K modstand, hvor 1K man skal gå.lingua franca fra PCB-fabrikation er Gerber-filen, der er opkaldt efter Gerber Systems, de oprindelige skabere af formatet. Hvert bord vil have flere filer. Der er en for hvert lag og placeringen af loddepuder. En separat” borefil ” definerer, hvor hullerne skal bores i brættet.,
Når du uploade disse filer til BatchPCB (efter nogle temmelig komplet walkthroughs til rådighed på webstedet), BatchPCB kører sin egen demokratiske republik CONGO og producerer også billedfiler, der viser, hvad det færdige lag vil se ud. Du kan udskrive disse og sørge for, at dine komponenter passer ind i hullerne. Endelig, bare give BatchPCB din betaling info og læne sig tilbage i et par uger.
da mine brædder ankom, kunne jeg ikke have været mere tilfreds. De så så professionelle ud, ned til de silke-screenede komponentsymboler. Endnu bedre, de fungerede perfekt., Jeg havde bestilt to brædder og betalt $ 20 (hvoraf $ 14 gik mod opsætning og forsendelse). Så jeg fik mine brædder for effektivt $ 10 stykket. Ved højere mængder fungerer prisfastsættelsen endnu bedre.
Hvis du aldrig har designet et PCB, opfordrer jeg det stærkt. For $ 20 risikerer du en masse tid, men næppe nogen penge. Og den stolthed, du vil føle, at du holder et bræt af kommerciel kvalitet, som du selv har lavet? Uvurderlig.
Denne artikel blev oprindeligt trykt som “Board Certified.”
Leave a Reply