los PCB no son tan difíciles de hacer y no necesitan romper el banco
breadboarding un nuevo circuito es una habilidad clave y un paso importante en muchos proyectos, especialmente al principio, cuando necesita mover cables y sustituir componentes. Pero esa misma flexibilidad también hace que sea fácil golpear los cables., Eventualmente, si tu proyecto es un guardián, vas a querer algo con un poco más de permanencia.
Las placas de circuito impreso (PCB) resuelven todas esas deficiencias. Pero la mayoría de la gente ni siquiera considera traducir un proyecto único en un diseño de PCB. Por un lado, la fabricación de PCB ha sido tradicionalmente costosa, viable solo en cantidades comerciales. (Una alternativa es hacerlo usted mismo con aguafuertes y serigrafías, un proceso desordenado y que consume mucho tiempo.) Además, hay limitaciones técnicas involucradas con los diseños de PCB que son desalentadoras para el aficionado casual., Pero resulta que hoy en día se puede producir un PCB profesional muy barato.
recientemente profundicé en los misterios de la fabricación de PCB, para un próximo artículo de IEEE Spectrum sobre la construcción de un microscopio digital robótico. Parte del proyecto es un sistema de iluminación LED variable, y para atenuar los LED necesita diseñar un circuito de modulación de pulso ancho., Con un poco de investigación, encontré un diseño basado en un chip temporizador 555, un transistor de potencia, un par de diodos, dos resistencias y tres condensadores. No un gran número de componentes, pero lo suficiente como para que yo estaba temiendo conseguir que todos ellos conectados en una tabla de cortar el pan. Dado que ya tenía el diseño en la mano, estaba bastante seguro de que funcionaría fuera de la caja. Eso lo convirtió en un candidato perfecto para hacerlo como PCB.
había mirado en custom Pcb de un tiempo atrás. Incluso había descargado Eagle, un programa de diseño de PCB de CadSoft Computer., Me gustó Eagle (y finalmente volví a él para este proyecto), pero en ese entonces el costo de una sola placa—US 7 75 y más—me detuvo. Esta vez descubrí BatchPCB.
BatchPCB consolida un montón de proyectos individuales en una sola placa grande y luego los separa cuando regresan de la fábrica. Las tablas pequeñas se pueden fabricar por menos de 2 20 de esta manera. Hay un cambio de tres semanas, pero no tenía prisa. Me sumergí en el diseño de mi tablero dimmer LED.
Una revisión básica de los Pcb está en orden aquí., Una PCB consiste en una capa aislante gruesa y rígida con trazas conductoras en la parte superior e inferior. Debido a que el medio aísla, los rastros en la parte superior e inferior pueden correr uno sobre el otro. Para obtener una señal de un lado al otro, perforas un agujero llamado vía, que es como un rastro que corre a través del tablero verticalmente. También perfora agujeros para circuitos integrados, resistencias, diodos y otras piezas discretas. Los rastros conducen a los agujeros, y los componentes tienen almohadillas de soldadura, lo que les permite soldarse en su lugar.,
algunos componentes pueden ser conectores para llevar señales a la placa, y también puede dejar agujeros más grandes con anillos de almohadilla de soldadura alrededor de ellos para soldar cables externos directamente. Incluso puede agregar capas con trazas entre la parte superior e inferior, aunque esto puede ser costoso. En BatchPCB, una placa de dos capas cuesta 2 2.50 por pulgada cuadrada (aproximadamente 0 0.40 por centímetro cuadrado), mientras que una placa de cuatro capas cuesta 8 8 por la misma área (Aproximadamente $1.24/cm2).
el primer paso para crear una PCB personalizada es diseñar la vista esquemática., Coloque sus componentes (que generalmente provienen de una biblioteca de componentes incluida con su software de diseño) en un lienzo y luego conecte los pines con líneas que representan conexiones eléctricas. Usted puede encontrarse frente a múltiples opciones para el mismo número de parte. Esto se debe a que muchos componentes vienen en diferentes paquetes, como un chip DIP (paquete dual en línea) o un chip de montaje en superficie., Para las PCB de hobby, casi siempre desea ir con los grandes y torpes DIPs y sorbos (system-in-packages), porque se encuentran fácilmente en lugares de hobby y son más fáciles de soldar que los dispositivos montados en superficie, que están diseñados para aplicaciones comerciales. Aunque las diversas opciones de empaquetado pueden tener el mismo aspecto en la vista esquemática, aparecerán muy diferentes cuando entres en la vista de diseño para diseñar realmente el tablero.
además de sus componentes e interconexiones, también tendrá que colocar cualquier señal de alimentación o de tierra necesaria. La biblioteca Eagle incluye componentes como VCC, VDD y GND, para este propósito. También debe recordar colocar conectores en la placa para traer energía y tierra, así como para conectar la placa a dispositivos exteriores como LED o un potenciómetro.
Cuando tenga todo donde necesita estar, puede ejecutar una verificación de reglas eléctricas, o ERC, para asegurarse de que no haya errores evidentes., Los problemas comunes incluyen cables que parecen estar conectados pero no lo están (en Eagle, los cables conectados tienen pequeños puntos en las intersecciones) y conexiones de alimentación o tierra que olvidaste conectar. Recuerde que el ERC valida solo las propiedades eléctricas del diseño, ¡no que la placa realmente haga lo que usted quiere!
una vez que estés satisfecho con el esquema, puedes cambiar a la vista de diseño del tablero. Cuando haces esto por primera vez en Eagle, los componentes se dispersan al azar, con los cables que se conectan directamente entre los pines., Debe moverse alrededor de los componentes de una manera que tenga sentido (conectores en los bordes, por ejemplo). Sin embargo, todavía te quedarás con un nido de ratas. Para producir la placa, debe asignar señales a una capa, y las diferentes señales en la misma capa no pueden tocarse.
con Eagle, debe hacerlo a mano a menos que pague por la versión profesional, que tiene capacidades de diseño automático que enrutan sus señales con solo presionar un botón. Algunos proveedores de PCB ofrecen sus propias herramientas de diseño que también pueden hacer esto por usted.,
con las señales dispuestas, finalmente puede ejecutar una comprobación de reglas de diseño, o DRC. Esto asegura que no tendrá agujeros de perforación demasiado cerca de las líneas de señal o rastros demasiado cerca entre sí o el extremo de la placa. Las reglas son personalizables, y BatchPCB ofrece un archivo que configurará Eagle con sus valores de DRC preferidos. Si su diseño pasa el DRC, está listo para cargar los archivos de diseño.
También puede (y debe) agregar letras de serigrafía en la parte superior utilizando una capa especial., Esta impresión indica dónde deben ir los componentes con contornos y números de parte, por lo que no colocará esa resistencia de 100K donde debe ir la de 1K.
la lengua franca de fabricación de PCB es el archivo Gerber, llamado así por Gerber Systems, los creadores originales del formato. Cada placa tendrá varios archivos. Hay uno para cada capa y las ubicaciones de las almohadillas de soldadura. Un «archivo de perforación» separado define dónde se perforarán los agujeros en la placa.,
cuando subes estos archivos a BatchPCB (siguiendo algunos tutoriales bastante completos disponibles en el sitio), BatchPCB ejecuta su propia DRC y también produce archivos de imagen que muestran cómo se verán las capas terminadas. Puede imprimirlos y asegurarse de que sus componentes quepan en los agujeros. Por último, simplemente dar BatchPCB su información de pago y sentarse durante unas semanas.
Cuando llegaron mis tablas, no podría haber estado más contento. Parecían tan profesionales, hasta los símbolos de los componentes serigrafiados. Mejor aún, funcionaron perfectamente., Había pedido dos tableros, y pagado 2 20 (de los cuales went 14 fueron hacia la configuración y el envío). Así que conseguí mis tablas por effectively 10 cada una. En cantidades más altas el precio funciona aún mejor.
si nunca ha diseñado una PCB, lo recomiendo encarecidamente. Por 2 20, estás arriesgando mucho tiempo pero casi nada de dinero. ¿Y el orgullo que sentirás sosteniendo un tablero de calidad comercial de tu propia creación? Inestimable.
Este artículo apareció originalmente impreso como » Board Certified.”
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