PCB nie są tak trudne do zrobienia i nie muszą rozbić banku
breadboarding nowy obwód jest kluczową umiejętnością i ważnym krokiem w wielu projektach-szczególnie na początku, gdy trzeba przesuwać przewody i zastępować Komponenty. Ale ta elastyczność ułatwia również wybijanie przewodów., W końcu, jeśli twój projekt jest opiekunem, będziesz chciał czegoś o nieco większej trwałości.
płytki drukowane (PCB) rozwiązują wszystkie te niedociągnięcia. Ale większość ludzi nawet nie rozważa tłumaczenia jednorazowego projektu na projekt PCB. Po pierwsze, produkcja PCB tradycyjnie była kosztowna, opłacalna tylko w ilościach komercyjnych. (Jedną z alternatyw jest zrobienie tego samemu z wytrawionymi i jedwabnymi ekranami, bałagan i czasochłonny proces.) Istnieją również ograniczenia techniczne związane z projektami PCB, które zniechęcają hobbystów., Ale okazuje się, że w dzisiejszych czasach można wyprodukować profesjonalną płytkę drukowaną bardzo tanio.
dopiero niedawno zagłębiłem się w tajemnice produkcji PCB, w nadchodzącym artykule IEEE Spectrum na temat budowy robota mikroskopu cyfrowego. Częścią projektu jest zmienny system oświetlenia LED, a do przyciemniania Diod Led należy zaprojektować Obwód modulacji pulsacyjnej., Po drobnych poszukiwaniach znalazłem konstrukcję opartą na układzie czasowym 555, tranzystorze mocy, kilku diodach, dwóch rezystorach i trzech kondensatorach. Nie ogromna liczba komponentów, ale na tyle, że bałem się, że wszystkie podłączyłem do deski Chlebowej. Ponieważ miałem już projekt pod ręką, byłem całkiem pewien, że zadziała po wyjęciu z pudełka. To uczyniło go idealnym kandydatem do robienia tego jako PCB.
jakiś czas temu zajrzałem do niestandardowych PCB. Ściągnąłem nawet Eagle, program do projektowania PCB z komputera CadSoft., Podobało mi się Eagle( i w końcu wrócił do niego dla tego projektu), ale wtedy koszt jednej płyty-US $75 i w górę-zatrzymał mnie. Tym razem odkryłem BatchPCB.
BatchPCB konsoliduje kilka indywidualnych projektów na jednej dużej płycie, a następnie rozcina je po powrocie z fabryki. Małe deski mogą być wytwarzane za mniej niż $20 w ten sposób. Jest trzytygodniowy zwrot, ale nie spieszyłem się. Zanurzyłem się w projektowaniu mojej płyty ściemniacza LED.
podstawowy przegląd PCB znajduje się tutaj., Płytka PCB składa się z grubej, sztywnej warstwy izolacyjnej ze śladami przewodzącymi na górze i na dole. Ponieważ środek izoluje, ślady na górze i na dole mogą biegać po sobie. Aby uzyskać sygnał z jednej strony na drugą, wywiercisz otwór zwany przelotką, który jest jak ślad biegnący przez planszę pionowo. Wiercisz również otwory na Układy scalone, rezystory, diody i inne elementy dyskretne. Ślady prowadzą do otworów, a elementy mają podkładki lutownicze, dzięki czemu można je lutować na miejscu.,
niektóre elementy mogą być złączami do przenoszenia sygnałów na płytkę, a także można pozostawić większe otwory z pierścieniami podkładki lutowniczej wokół nich, aby bezpośrednio lutować zewnętrzne przewody. Możesz nawet dodawać warstwy ze śladami między górną i dolną częścią, chociaż może to być drogie. W BatchPCB Płyta dwuwarstwowa kosztuje 2,50 USD za cal kwadratowy (około 0,40 USD za centymetr kwadratowy), podczas gdy płyta czterowarstwowa kosztuje 8 USD za ten sam obszar (około 1,24 USD/cm2).
pierwszym krokiem w tworzeniu niestandardowej płytki drukowanej jest ułożenie schematu widoku., Umieść komponenty (które zazwyczaj pochodzą z biblioteki komponentów dołączonej do oprogramowania do projektowania) na płótnie, a następnie połącz szpilki z liniami reprezentującymi połączenia elektryczne. Możesz napotkać wiele możliwości wyboru tego samego numeru części. Dzieje się tak dlatego, że wiele komponentów jest dostępnych w różnych pakietach, takich jak układ DIP (dual in-line package) lub układ montowany powierzchniowo., W przypadku hobbystycznych płytek drukowanych prawie zawsze chcesz wybrać duże, niezgrabne dipy i Sipy( system-in-packages), ponieważ można je łatwo znaleźć w miejscach hobbystycznych i są łatwiejsze do lutowania niż urządzenia do montażu powierzchniowego, które są przeznaczone do zastosowań komercyjnych. Chociaż różne opcje pakowania mogą wyglądać tak samo w widoku schematu, będą się bardzo różnić, gdy przejdziesz do widoku układu, aby faktycznie zaprojektować planszę.
oprócz komponentów i połączeń, będziesz musiał również umieścić wszelkie potrzebne sygnały zasilania lub uziemienia. Biblioteka Eagle zawiera takie komponenty jak VCC, VDD i GND, do tego właśnie celu. Trzeba również pamiętać, aby umieścić złącza na płycie w celu doprowadzenia zasilania i masy, a także podłączyć płytę do urządzeń zewnętrznych, takich jak diody LED lub potencjometr.
Gdy masz wszystko tam, gdzie trzeba, możesz uruchomić sprawdzanie reguł elektrycznych lub ERC, aby upewnić się, że nie ma rażących błędów., Typowe problemy obejmują przewody, które wyglądają, jakby były połączone, ale nie są (w Eagle połączone przewody mają małe kropki na skrzyżowaniach) i połączenia zasilania lub uziemienia, które zapomniałeś podłączyć. Pamiętaj, że ERC sprawdza tylko właściwości elektryczne projektu, a nie to, że płyta rzeczywiście zrobi to, co chcesz!
gdy będziesz zadowolony ze schematu, możesz przełączyć się do widoku układu planszy. Kiedy robisz to po raz pierwszy w Eagle, komponenty są rozproszone losowo, a przewody bezpośrednio łączą się między pinami., Powinieneś poruszać się po komponentach w sposób, który ma sens (na przykład złącza na krawędziach). Ale i tak zostanie Ci szczurze Gniazdo. Aby wytworzyć płytę, musisz przypisać sygnały do warstwy, a różne sygnały na tej samej warstwie nie mogą się dotknąć.
w Eagle musisz to zrobić ręcznie, chyba że zapłacisz za wersję professional, która ma możliwości auto-layout, które kierują Twoje sygnały za naciśnięciem przycisku. Niektórzy dostawcy PCB oferują własne narzędzia do projektowania, które mogą również zrobić to za Ciebie.,
Po rozplanowaniu sygnałów można w końcu uruchomić sprawdzanie reguł projektu, czyli DRC. Dzięki temu nie będziesz miał otworów zbyt blisko linii sygnałowych lub śladów zbyt blisko siebie lub końca płyty. Reguły są konfigurowalne, a BatchPCB oferuje plik, który skonfiguruje Eagle z preferowanymi wartościami DRC. Jeśli twój projekt przejdzie przez DRC, możesz przesłać pliki projektu.
Możesz (i powinieneś) również dodać napisy z sitodruku na górze za pomocą specjalnej warstwy., To drukowanie wskazuje, gdzie powinny pójść komponenty z konturami i numerami części, więc nie umieścisz rezystora 100K tam, gdzie powinien być 1K.
lingua franca produkcji PCB jest plik Gerber, nazwany Gerber Systems, oryginalnych twórców formatu. Każda tablica będzie miała wiele plików. Jest po jednym dla każdej warstwy i lokalizacji podkładek lutowniczych. Oddzielny „plik wiercenia” określa, gdzie otwory zostaną wywiercone na płycie.,
Po przesłaniu tych plików do BatchPCB (po kilku dość kompletnych solucjach dostępnych na stronie), BatchPCB uruchamia własną DRC, a także tworzy pliki graficzne pokazujące, jak będą wyglądały gotowe warstwy. Możesz je wydrukować i upewnić się, że Twoje komponenty będą pasowały do otworów. Na koniec po prostu daj BatchPCB informacje o płatności i usiądź na kilka tygodni.
Kiedy dotarły moje deski, nie mogłem być bardziej zadowolony. Wyglądali tak profesjonalnie, aż do symboli z jedwabiu. Jeszcze lepiej, działały idealnie., Zamówiłem dwie deski i zapłaciłem $20 (z czego $14 poszło na konfigurację i wysyłkę). Więc dostałem deski za 10 dolarów za sztukę. Przy większych ilościach ceny są jeszcze lepsze.
Jeśli nigdy nie zaprojektowałeś płytki drukowanej, gorąco ją zachęcam. Za 20 dolarów ryzykujesz mnóstwo czasu, ale prawie nie masz pieniędzy. I dumę, jaką poczujesz, trzymając własną tablicę o jakości komercyjnej? Bezcenne.
Ten artykuł pierwotnie ukazał się w druku jako „Board Certified.”
Leave a Reply