PCBs não são tão difícil de fazer e não precisa quebrar o banco
Protoboard um novo circuito é uma habilidade chave e um passo importante em muitos projetos, especialmente no começo, quando você precisa mover os cabos ao redor e substituir componentes. Mas essa flexibilidade também torna fácil derrubar fios., Eventualmente, se o teu projecto for para manter, vais querer algo com um pouco mais de permanência.as placas de circuitos impressos (PCB) resolvem todas essas deficiências. Mas a maioria das pessoas nem sequer considera a tradução de um projeto pontual em um projeto de PCB. Por um lado, a fabricação de PCB tem sido tradicionalmente cara, viável apenas em quantidades comerciais. (Uma alternativa é fazê-lo você mesmo com gravuras e telas de seda, um processo confuso e demorado.) Também, há restrições técnicas envolvidas com projetos de PCB que são assustadores para o hobby casual., Mas acontece que hoje em dia você pode produzir um PCB profissional muito barato.
I só recentemente investigou os mistérios da fabricação de PCB, para um próximo artigo do IEEE Spectrum sobre a construção de um microscópio digital robótico. Parte do projeto é um sistema de iluminação LED variável, e para dim LEDs você precisa projetar um circuito de modulação de pulso amplo., Com um pouco de pesquisa, encontrei um design baseado em torno de um chip de temporizador 555, um transistor de energia, um par de díodos, duas resistências e três condensadores. Não um grande número de componentes, mas o suficiente para ter medo de Os ter todos ligados a uma prancha. Uma vez que eu já tinha o projeto na mão, eu estava muito confiante que iria funcionar fora da caixa. Isso fez dele um candidato perfeito para fazê-lo como um PCB.
eu havia pesquisado personalizado PCBs um tempo atrás. Até baixei o Eagle, UM programa de design de PCB do computador CadSoft., Eu gostava de Eagle (e eventualmente voltou para ele para este projeto), mas naquela época o custo de uma única placa—US $75 e up—me parou. Desta vez descobri o BatchPCB.
BatchPCB consolida um monte de projetos individuais em uma única placa grande e, em seguida, corta-los separados quando eles voltam da fábrica. Pequenas tábuas podem ser fabricadas por menos de 20 dólares desta forma. Há uma reviravolta de três semanas, mas não estava com pressa. Mergulhei em desenhar o meu quadro de LED dimmer.uma revisão básica dos PCB está em ordem aqui., Um PCB consiste de uma camada isolante rígida e espessa com traços condutivos no topo e no fundo. Porque o meio isola, os traços no topo e no fundo podem atropelar-se uns aos outros. Para obter um sinal de um lado para o outro, você perfura um buraco chamado via, que é como um traço correndo através da placa verticalmente. Você também fura Furos para ICs, resistências, díodos e outras peças discretas. Os traços levam aos buracos, e os componentes têm placas de solda, permitindo que eles sejam soldar no lugar.,
alguns componentes podem ser conectores para trazer sinais para a placa, e você também pode deixar orifícios maiores com anéis de solda em torno deles para soldar fios externos diretamente. Você pode até mesmo adicionar camadas com traços entre o topo e o fundo, embora isso pode ficar caro. No BatchPCB, uma placa de duas camadas custa $ 2,50 por polegada quadrada( cerca de $ 0,40 por centímetro quadrado), enquanto uma placa de quatro camadas custa $8 pela mesma área (cerca de $1,24/cm2).
o primeiro passo na criação de um PCB personalizado é definir a vista esquemática., Coloque os seus componentes (que normalmente vêm de uma biblioteca de componentes incluída com o seu software de design) numa tela, e depois ligue os pinos com linhas que representam conexões elétricas. Você pode encontrar-se diante de várias escolhas para o mesmo número de peça. Isso porque muitos componentes vêm em pacotes diferentes, tais como um chip DIP (pacote dual in-line) ou um chip surface-mount., Para PCBs hobby, você quase sempre quer ir com os grandes, DIPs clunky e goles (system-in-packages), porque eles são facilmente encontrados em locais de hobby e são mais fáceis de soldar do que dispositivos montados à superfície, que são destinados a aplicações comerciais. Embora as várias opções de embalagem possam parecer a mesma na vista esquemática, elas vão parecer muito diferentes quando você vai para a vista de layout para realmente projetar o tabuleiro.
além de seus componentes e interconexões, você também terá que colocar qualquer energia necessária ou sinais de terra. A Biblioteca Eagle inclui componentes como VCC, VDD e GND, apenas para este propósito. Você também tem que se lembrar de colocar conectores na placa para trazer energia e terra, bem como para conectar a placa a dispositivos exteriores, como LEDs ou um potenciômetro.
Quando você tem tudo onde precisa estar, você pode executar uma verificação de regras elétricas, ou ERC, para se certificar de que não há erros gritantes., Problemas comuns incluem fios que parecem estar conectados, mas não estão (em Águia, fios conectados têm pequenos pontos nos cruzamentos) e Conexões de energia ou terra que você esqueceu de ligar. Lembre-se que o ERC valida apenas as propriedades elétricas do projeto, não que a placa vai realmente fazer o que você quer!
Depois de estar satisfeito com o esquema, poderá mudar para a área de disposição do tabuleiro. Quando você faz isso pela primeira vez em Eagle, os componentes são espalhados aleatoriamente, com os fios conectando diretamente entre os pinos., Você deve se mover em torno de componentes de uma forma que faz sentido (conectores nas bordas, por exemplo). No entanto, ainda vais ficar com um ninho de ratos. A fim de produzir a placa, você deve atribuir sinais a uma camada, e sinais diferentes na mesma camada não pode tocar.
com Eagle, você tem que fazer isso à mão, a menos que você pague pela versão profissional, que tem capacidade de Auto-layout que encaminha seus sinais com a pressão de um botão. Alguns vendedores de PCB oferecem suas próprias ferramentas de design que também podem fazer isso para você.,
com os sinais definidos, você pode finalmente executar uma verificação de regras de projeto, ou RDC. Isto garante que você não terá furos de perfuração muito perto para linhas de sinal ou traços muito perto um do outro ou a extremidade da placa. As regras são personalizáveis, e o BatchPCB oferece um arquivo que irá configurar o Eagle com os seus valores RDC preferidos. Se o seu design passar na RDC, você está pronto para carregar os arquivos de design.
Você pode (e deve) também adicionar letras de tela de seda no topo usando uma camada especial., Esta impressão indica onde os componentes devem ir com contornos e números de peças, para que você não vai colocar esse resistor de 100K onde o 1K deve ir.
a língua franca da fabricação de PCB é o arquivo Gerber, nomeado para Gerber Systems, os criadores originais do formato. Cada tabuleiro terá vários ficheiros. Há uma para cada camada e as localizações das almofadas de solda. Um “arquivo de broca” separado define onde os buracos serão perfurados no tabuleiro.,
ao enviar estes ficheiros para o BatchPCB (seguindo alguns avanços bastante completos disponíveis no site), o BatchPCB gere a sua própria RDC e também produz ficheiros de imagens que mostram como as camadas acabadas serão. Você pode imprimir estes para fora e certificar-se de seus componentes irão caber nos buracos. Por último, dê à BatchPCB os seus dados de pagamento e aguarde algumas semanas.quando as minhas pranchas chegaram, não podia estar mais satisfeito. Eles pareciam tão profissionais, até os símbolos de componentes de seda. Melhor ainda, funcionaram perfeitamente., Eu tinha encomendado duas tábuas, e pagou $20 (dos quais $14 foram para configuração e transporte). Recebi os meus exames por 10 dólares cada. Em quantidades mais elevadas, o preço funciona ainda melhor.se nunca desenhou um PCB, eu encorajo – o. Por 20 dólares, arriscas muito tempo, mas quase não tens dinheiro. E o orgulho que sentirá por ter um quadro de qualidade comercial feito por si? Inestimavel.
Este artigo apareceu originalmente em impressão como ” Board Certified.”
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