les PCB ne sont pas si difficiles à fabriquer et n’ont pas besoin de casser la banque
breadboarding un nouveau circuit est une compétence clé et une étape importante dans de nombreux projets-en particulier au début, lorsque vous devez déplacer des fils et remplacer des composants. Mais cette flexibilité permet également d’éliminer facilement les fils., Finalement, si votre projet est un gardien, vous allez vouloir quelque chose avec un peu plus de permanence.
Les cartes de circuits imprimés (PCB) résolvent toutes ces lacunes. Mais la plupart des gens n’envisagent même pas de traduire un projet unique en une conception de PCB. D’une part, la fabrication de PCB a toujours été coûteuse, viable uniquement en quantités commerciales. (Une alternative est de le faire vous-même avec des eaux-fortes et des sérigraphies, un processus fastidieux et fastidieux.) En outre, il y a des contraintes techniques impliquées dans les conceptions de PCB qui sont intimidantes pour l’amateur occasionnel., Mais il s’avère que de nos jours, vous pouvez produire un PCB professionnel très peu coûteux.
je me suis récemment plongé dans les mystères de la fabrication de PCB, pour un prochain article de L’IEEE Spectrum sur la construction d’un microscope numérique robotique. Une partie du projet est un système D’éclairage LED variable, et pour dim LED, vous devez concevoir un circuit de modulation à impulsions larges., Avec un peu de recherche, j’ai trouvé un design basé sur une puce de minuterie 555, un transistor de puissance, quelques diodes, deux résistances et trois condensateurs. Pas un grand nombre de composants, mais assez que je redoutais de les brancher tous sur une planche à pain. Comme j’avais déjà le design en main, j’étais assez confiant que cela fonctionnerait hors de la boîte. Cela en a fait un candidat parfait pour le faire en tant que PCB.
j’avais regardé dans des Bpc a tout à l’arrière. J’avais même téléchargé Eagle, un programme de conception de PCB À partir de CadSoft Computer., J’ai aimé Eagle (et j’y suis finalement retourné pour ce projet), mais à l’époque, le coût d’une seule planche—US 7 75 et plus—m’a arrêté. Cette fois, J’ai découvert BatchPCB.
BatchPCB consolide un tas de projets individuels sur une seule grande carte, puis les sépare lorsqu’ils reviennent de l’usine. Les petites planches peuvent être fabriquées pour moins de 20 this de cette façon. Il y a un délai de trois semaines, mais je n’étais pas pressé. Je me suis plongé dans la conception de mon gradateur led.
un examen de base des BPC est en ordre ici., Un PCB se compose d’une couche isolante épaisse et rigide avec des traces conductrices en haut et en bas. Parce que le milieu isole, les traces en haut et en bas peuvent se chevaucher. Pour obtenir un signal d’un côté à l’autre, vous percez un trou appelé via, qui est comme une trace traversant la carte verticalement. Vous percez également des trous pour les circuits intégrés, les résistances, les diodes et autres pièces discrètes. Les traces mènent aux trous, et les composants ont des tampons de soudure, ce qui leur permet d’être soudés en place.,
certains composants peuvent être des connecteurs pour apporter des signaux à la carte, et vous pouvez également laisser des trous plus grands avec des anneaux de soudure autour d’eux pour souder directement les fils externes. Vous pouvez même ajouter des couches avec des traces entre le haut et le bas, bien que cela puisse devenir coûteux. Chez BatchPCB, une planche à deux couches coûte 2,50 per par pouce carré (environ 0,40 per par centimètre carré), tandis qu’une planche à quatre couches coûte 8 for pour la même surface (environ 1,24/ / cm2).
la première étape dans la création d’un PCB personnalisé est la présentation de la vue schématique., Placez vos composants (qui proviennent généralement d’une bibliothèque de composants incluse avec votre logiciel de conception) sur un canevas, puis connectez les broches avec des lignes représentant les connexions électriques. Vous pouvez vous retrouver face à plusieurs choix pour le même numéro de pièce. En effet, de nombreux composants sont disponibles dans différents packages, tels qu’une puce DIP (Dual in-line package) ou une puce à montage en surface., Pour les circuits imprimés hobby, vous voulez presque toujours aller avec les grandes trempettes et les gorgées (système dans les paquets), car elles se trouvent facilement sur les sites de loisirs et sont plus faciles à souder que les appareils montés en surface, qui sont destinés à des applications commerciales. Bien que les différentes options d’emballage puissent se ressembler dans la vue schématique, elles apparaîtront très différentes lorsque vous entrerez dans la vue de mise en page pour concevoir réellement la carte.
en plus de vos composants et interconnexions, vous devrez également placer tous les signaux d’alimentation ou de masse nécessaires. La bibliothèque Eagle comprend des composants tels que VCC, VDD et GND, à cet effet. Vous devez également vous rappeler de placer des connecteurs sur la carte pour apporter de la puissance et de la terre, ainsi que pour connecter la carte à des appareils extérieurs tels que des LED ou un potentiomètre.
lorsque vous avez tout là où il doit être, vous pouvez exécuter une vérification de règle électrique, ou ERC, pour vous assurer qu’il n’y a pas d’erreurs flagrantes., Les problèmes courants incluent les fils qui semblent être connectés mais qui ne le sont pas (dans Eagle, les fils connectés ont de petits points aux intersections) et les connexions d’alimentation ou de masse que vous avez oublié de brancher. Rappelez-vous que L’ERC ne valide que les propriétés électriques du design, pas que la carte fera réellement ce que vous voulez!
Une fois que vous êtes satisfait du schéma, vous pouvez passer à la vue de mise en page de la carte. Lorsque vous faites cela pour la première fois dans Eagle, Les composants sont dispersés de manière aléatoire, les fils se connectant directement entre les broches., Vous devez déplacer les composants d’une manière logique (connecteurs sur les bords, par exemple). Vous serez toujours avec un nid de rat, cependant. Afin de produire la carte, vous devez affecter des signaux à une couche, et différents signaux sur la même couche ne peuvent pas toucher.
avec Eagle, vous devez le faire à la main, sauf si vous payez pour la version professionnelle, qui a des capacités de mise en page automatique qui acheminent vos signaux en appuyant sur un bouton. Certains fournisseurs de PCB offrent leurs propres outils de conception qui peuvent également le faire pour vous.,
avec les signaux disposés, vous pouvez enfin exécuter une vérification de règle de conception, ou DRC. Cela garantit que vous n’aurez pas de trous de forage trop proches des lignes de signal ou des traces trop proches les unes des autres ou de l’extrémité de la carte. Les règles sont personnalisables et BatchPCB propose un fichier qui configurera Eagle avec ses valeurs DRC préférées. Si votre conception passe le DRC, vous êtes prêt à télécharger les fichiers de conception.
Vous pouvez (et devriez) également ajouter un lettrage sérigraphique sur le dessus à l’aide d’un calque spécial., Cette impression indique où les composants doivent aller avec les contours et les numéros de pièce, de sorte que vous ne mettrez pas cette résistance 100k là où la résistance 1K devrait aller.
la lingua franca de la fabrication de PCB est le fichier Gerber, nommé D’après Gerber Systems, les créateurs originaux du format. Chaque carte aura plusieurs fichiers. Il y en a un pour chaque couche et les emplacements des tampons de soudure. Un ”fichier de forage » séparé définit où les trous seront percés dans la carte.,
lorsque vous téléchargez ces fichiers sur BatchPCB (en suivant certaines procédures pas à pas assez complètes disponibles sur le site), BatchPCB exécute son propre DRC et produit également des fichiers image montrant à quoi ressembleront les couches finies. Vous pouvez les imprimer et vous assurer que vos composants rentreront dans les trous. Enfin, donnez simplement à BatchPCB vos informations de paiement et asseyez-vous pendant quelques semaines.
quand mes planches sont arrivées, Je n’aurais pas pu être plus content. Ils avaient l’air si professionnels, jusqu’aux symboles des composants sérigraphiés. Mieux encore, ils ont parfaitement fonctionné., J’avais commandé deux planches et payé 20 $(dont 14 toward pour l’installation et l’expédition). J’ai donc obtenu mes planches pour 10 effectively chacun. À des quantités plus élevées, le prix fonctionne encore mieux.
Si vous n’avez jamais conçu de PCB, Je l’encourage fortement. Pour 20$, vous risquez beaucoup de temps mais presque pas d’argent. Et la fierté que vous ressentirez en tenant une planche de qualité commerciale de votre propre fabrication? Inestimable.
Cet article est initialement paru sous le titre « Board Certified.”
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