Come progettare circuiti e creare un PCB utilizzando Autodesk EAGLE: 9 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Esistono molti tipi di software CAD (Computer Aided Design) che possono aiutarti a progettare e realizzare PCB (schede a circuito stampato), l'unico problema è che la maggior parte di essi non spiega davvero come usarli e cosa possono fare.

Ho usato molti tipi di CAD in passato e devo ammettere che EAGLE è di gran lunga il migliore, il più potente e il più facile da usare. Non lo dico solo perché è di proprietà di Autodesk, così come Instructables. Credo davvero che sia la migliore opzione disponibile sia per i principianti che per i professionisti. (Inoltre, se sei uno studente puoi ottenerlo gratis per tre anni!)

In questo Instructable, ti insegnerò, passo dopo passo, come installare EAGLE, come progettare un circuito e utilizzare l'elenco delle parti, quindi convertirlo in un PCB.

Passaggio 1: installazione di EAGLE

Il primo passo per creare il tuo PCB è… sorpresa sorpresa, scaricare il software per farlo. EAGLE è supportato sulla maggior parte dei sistemi operativi e può essere facilmente ottenuto dal sito Web di Autodesk.

1. Innanzitutto, vai su https://www.autodesk.com/products/eagle/overview e fai clic sul pulsante "iscriviti" al centro della pagina; ti chiederà quindi di selezionare quale piano desideri. 2. Ora ti verrà chiesto di accedere o creare un account. 3. Avrai la possibilità di pagare, selezionare quale sistema operativo desideri e la versione. Il prodotto verrà quindi scaricato. Per installare, seguire le istruzioni della procedura guidata di installazione.

Passaggio 2: come iniziare

Il momento è arrivato, ora puoi aprirlo per la prima volta! Dopo averlo aperto e aver effettuato l'accesso, verrai accolto dal pannello di controllo. Qui è dove puoi trovare i tuoi design e modelli e vedere le informazioni sui nuovi aggiornamenti.

Per creare un nuovo schema:

1. Fai clic su "File" nella parte superiore della pagina, quindi vai su "Nuovo" > "Schema". Questo farà apparire una nuova finestra in cui puoi iniziare a creare il nostro schema.

2. Iniziare installando le librerie per le parti che si desidera utilizzare. Per fare ciò, fai clic su "Aggiungi parte" nella barra laterale. Verrà visualizzata un'altra finestra in cui è possibile selezionare le parti da aggiungere e utilizzare. Dovrai scaricare le librerie delle parti.

3. Per fare ciò, fare clic su "Apri Gestore libreria" nell'angolo in basso a sinistra. Vedrai un'altra finestra; fare clic su "Disponibile" al centro a destra. Questo ti mostrerà tutte le possibili librerie di parti che EAGLE ha da offrire. Puoi scegliere quelli che vuoi scaricare, ma ti consiglio di usarli tutti.

4. Dopo aver evidenziato quelli desiderati, fare clic su "Usa" nell'angolo in basso a destra della finestra. Verrà avviato il download di tutte le librerie di parti selezionate. Questo potrebbe richiedere del tempo, quindi ora sarebbe un buon momento per fare uno spuntino e prepararti a iniziare a creare lo schema e la tavola. Una volta scaricate tutte le librerie, puoi chiudere la finestra "Gestione librerie".

Passaggio 3: creazione del tuo schema

1. Inizia il tuo schema cercando le parti che desideri nella finestra "Aggiungi parte" già aperta (o selezionala nella barra laterale). Una volta trovata la parte, fai doppio clic su di essa e ti riporterà al tuo schema.

2. Per posizionare la parte, fare clic sul punto in cui si desidera che vada. Dopo aver disposto tutte le parti, seleziona "Rete" nella barra laterale per disegnare le connessioni tra le parti in modo da sapere dove tracciare le tracce (i fili di rame all'interno del PCB).

3. Per disegnare le tracce, seleziona "Rete" e passa il mouse sul pin della parte che vuoi connettere. Quando viene visualizzato un cerchio verde, fai clic su di esso e quindi fai clic sul pin a cui desideri collegarlo.

Per eliminare una parte, seleziona "Elimina" nella barra laterale e fai clic al centro della parte che desideri eliminare.

Per spostare una parte, seleziona "Sposta" nella barra laterale e fai clic al centro della parte che desideri spostare, questo la farà diventare rosso vivo. Spostalo dove vuoi e fai di nuovo clic per posizionarlo.

Per ruotare una parte, seleziona "Ruota" nella barra laterale e fai clic sul centro della parte per ruotarla di 90º in senso orario.

Per creare connessioni GND(Ground) o VCC(Voltage at the Common Collector), vai al menu "Aggiungi" e cerca VCC o GND.

Puoi anche aggiungere annotazioni, forme e testo facendo clic su tali funzioni nella barra laterale.

Ci sono così tanti altri modi per manipolare le tue parti e progettare che non ne parlerò nemmeno in questo tutorial di base. Dai un'occhiata sotto "modifica" nella parte superiore dello schermo. Consiglio di giocare con loro anche se non sai cosa fanno.

Divertiti a creare il tuo schema e gioca con i diversi strumenti che EAGLE ha da offrire.

Passaggio 4: disporre i componenti per il PCB

È arrivato il momento di creare la tua tavola!

1. Una volta creato con successo lo schema, salvalo e poi premi il pulsante "Genera/passa alla scheda" in alto a sinistra dell'interfaccia o sotto "File" nella parte superiore della pagina. Questo farà apparire una nuova finestra con uno sfondo nero e tutte le tue parti allineate in essa.

2. Se desideri modificare la forma della scheda su cui stai disponendo le parti rispetto a quella predefinita, fai clic su "Livello" nell'angolo in alto a sinistra dell'interfaccia e cambialo in "Dimensione". Ciò significa che ora stai modificando le dimensioni della scheda stessa.

Per modificarli, fai clic su uno degli angoli del rettangolo preesistente e trascinalo nella dimensione desiderata, oppure vai su "Disegna" nella parte superiore della pagina e seleziona il tipo di tavola di forma che desideri (rettangolo, poligono, cerchio, ecc.).

3. Ora che hai creato una scheda adatta, è il momento di iniziare a disporre i tuoi componenti. Fare clic sul componente che si desidera posizionare e trascinarlo nel punto desiderato sulla scacchiera. Per cambiare il lato della scheda su cui si trova un componente, fai clic sull'opzione "Specchio" nella barra laterale e seleziona i componenti che desideri scambiare.

Per ruotare un componente utilizzare la funzione "Ruota" nella barra laterale.

4. Una volta posizionate tutte le parti, è il momento di iniziare a creare tracce. Questi sono fili di rame che creeranno connessioni elettriche tra i tuoi componenti. Per aggiungerli, hai due opzioni: o usa la funzione di auto-router di EAGLE per creare automaticamente le tracce (se lo fai, vai al passaggio 7) o disegnale manualmente.

Passaggio 5: creazione delle proprie tracce

1. Per creare le tue tracce manualmente, calcola prima lo spessore che vuoi che siano utilizzando un calcolatore della larghezza della traccia. Io uso https://www.4pcb.com/trace-width-calculator.html (non sponsorizzato), tuttavia puoi usare quello che ti piace.

2. Una volta determinato lo spessore della traccia che si desidera, fare clic sul menu a discesa "Layer" e selezionare quale livello si desidera creare per primo. Seleziona la funzione "Percorso" nella barra laterale. Per rendere la traccia dello spessore desiderato, utilizza l'impostazione "Larghezza" nella parte superiore sinistra del bordo dell'interfaccia.

3. Crea la traccia selezionando qualsiasi pin/gamba/pad che desideri come inizio della tua traccia. La traccia dovrebbe apparire come una linea rossa che si estende dall'inizio della traccia al tuo mouse. Inoltre, dovresti anche vedere linee gialle che si estendono dalla fine della traccia a un pin/gamba/pad; questi sono i collegamenti elettrici che hai progettato nel tuo schema.

4. Per effettuare una connessione, fare clic sul pin a cui si desidera collegare la traccia. Se vuoi che la tua traccia giri intorno a qualcosa o abbia un angolo, fai clic su dove vuoi che la traccia giri e poi sposta il mouse dove vuoi che sia l'angolo o la connessione successiva. Continua a farlo con tutte le tue connessioni finché non rimangono più linee gialle. Cerca di non creare angoli di 90º perché sono difficili da produrre; utilizzare invece due angoli di 45º per collegare le tracce.

5. Se vuoi connetterti tra i livelli, usa la funzione "Via" nella barra laterale. Questo crea una connessione tra gli strati superiore e inferiore sotto forma di un piccolo punto.

6. Se si desidera creare fori per il montaggio, utilizzare la funzione "Foro" nella barra laterale. Per modificare la dimensione del foro, fare clic con il tasto destro su di esso e selezionare "Proprietà" e modificare di conseguenza le impostazioni "Foratura".

Passaggio 6: creazione di un groundplane e serigrafia

Esistono molti stili/layout diversi di PCB, per principianti. Consiglio uno dei due: collega tutti i tuoi componenti direttamente con le tracce. In alternativa, crea tutte le tue connessioni tranne quelle che si collegano a terra e poi ottieni il resto del livello interamente, o principalmente, un solido piano di terra in rame (questo crea tutte le connessioni a terra senza avere più tracce). Nel diagramma sopra, le linee blu sono le tracce su uno strato e il rosso è lo strato di rame solido (il piano di massa). Le tracce blu collegano tutte le connessioni non a terra e lo strato rosso collega tutte le connessioni a terra.

1. Seleziona il livello su cui desideri lavorare utilizzando l'impostazione "Livello" nell'angolo in alto a sinistra. Una volta selezionato il livello, usa la funzione "Poligono" nella barra laterale e disegna il contorno per qualsiasi forma di piano del terreno desideri.

2. Rendi questo il piano terra, dopo aver effettuato tutte le altre tracce che desideri, facendo clic su "Ratsnest" nella barra laterale. Il resto della scheda diventerà quindi la regione del rame solido. Per modificare la distanza tra il piano terra e le tracce rispetto all'impostazione predefinita, regolare l'impostazione "Spaziatura" nell'angolo in alto a destra dell'interfaccia.

3. Per completare la tavola, puoi aggiungere una serigrafia. Questo è un sottile strato di inchiostro stampato sulla superficie del PCB per mostrare gli orientamenti, le posizioni e i componenti (questi vengono eseguiti automaticamente a meno che non vengano disabilitati/rimossi). Può essere utilizzato anche per scopi decorativi.

4. Se desideri aggiungere testo o forme alla serigrafia, cambia il livello che stai modificando utilizzando l'impostazione "Layer" nell'angolo in alto a sinistra in "tPlace" o "bPlace". Questo cambierà la serigrafia rispettivamente sui livelli superiore o inferiore. Usa una delle funzioni "Disegna" nella barra laterale per creare qualsiasi modello/disegno che desideri.

Se hai seguito gli ultimi due passaggi, sentiti libero di saltare il passaggio 7.

Passaggio 7: utilizzo dell'Autorouter

Invece di disegnare manualmente tutte le tracce, puoi usare l'autorouter. Questa funzione utilizza un algoritmo per tracciare le tracce per te. Questo è molto utile se non hai molto tempo o non puoi preoccuparti di farlo manualmente. Tuttavia, ci vorrà un po' di gioco con le impostazioni per farlo funzionare bene. E, per quanto l'autorouter di EAGLE sia, non è ancora perfetto e dovrai comunque controllare e regolare il suo lavoro.

1. Per utilizzare l'autorouter, devi prima far sapere al software quale larghezza vuoi che siano le diverse tracce. Per fare ciò, torna alla visualizzazione schematica e seleziona "Modifica" > "Classi nette". Verrà visualizzata una nuova finestra con molte righe diverse.

Nella prima, modificare l'impostazione "Larghezza" alla larghezza desiderata di una traccia standard; questa è l'impostazione predefinita e imposterà automaticamente tutte le tracce a questa larghezza (puoi cambiarle in seguito).

2. Se desideri che alcune tracce siano più larghe, vai alla riga sotto la prima e rinominala (es: Ground). Quindi puoi modificare la larghezza e altre impostazioni come preferisci. Ripeti questi passaggi per ogni traccia di dimensioni diverse che desideri sulla tua scheda. Quando sei soddisfatto delle modifiche, premi "OK" in basso a sinistra.

3. Per modificare le diverse tracce in impostazioni di dimensioni diverse, seleziona la funzione "Info" nella barra laterale e fai clic sulla traccia che desideri modificare. Ora fai clic sul menu a discesa "Net Class" nella parte inferiore e seleziona l'opzione che desideri. Premi "OK" quando sei soddisfatto.

4. Ora sei pronto per eseguire l'autorouter: torna a PCB View e premi la funzione "autorouter" nella barra laterale. Apparirà una nuova finestra con tutte le impostazioni per l'autorouter mostrate. Per un tutorial di base, nessuno di questi è importante, quindi basta premere il pulsante "Continua" in basso e quindi fare clic su "Avvia". Il software farà quindi il suo dovere. L'operazione potrebbe richiedere del tempo, quindi siediti e rilassati un po'.

Una volta che ha smesso di apportare modifiche, fai clic su "Termina lavoro" e controlla il PCB per correggere eventuali errori che potrebbe aver commesso.

Passaggio 8: esportazione di Gerber e BOM per la fabbricazione

Hai finalmente finito di progettare il tuo PCB! Datti una pacca sulla spalla per tutto il lavoro che hai fatto. Te lo meriti.

Anche se hai appena finito di realizzare il nostro schema e il design della tavola, il divertimento è appena iniziato. Questo passaggio mostra come prendere la tua idea e il tuo design e trasformarli in realtà (es: creare un PCB fisico).

1. Se desideri ordinare il tuo progetto PCB da un servizio professionale, puoi utilizzare la funzione "Preventivo PCB" in alto a destra nell'interfaccia. Questo ti porterà al servizio di fabbricazione PCB di Element14. Segui le istruzioni sul loro sito web.

2. Se desideri farlo fabbricare da qualche altro produttore, dovrai esportare i file Gerber (file contenenti le informazioni del tuo progetto PCB). A tale scopo, utilizzare la funzione "Processore CAM" in alto a sinistra dell'interfaccia.

Apparirà una nuova finestra: fare clic su "Carica file lavoro" > "Lavori CAM locali" > "gerb274x-mill-drill.cam" nell'angolo in alto a sinistra della finestra. Seleziona la casella accanto al menu a discesa "Esporta come ZIP".

Fai clic su ogni livello della barra laterale uno alla volta e assicurati che "Specchio" in "Stile" NON sia selezionato, ovvero: deselezionalo.

3. Una volta terminato, puoi premere "Elabora lavoro" nell'angolo in basso a sinistra della finestra. Si aprirà un'altra finestra dove potrai salvare il tuo lavoro dove vuoi.

Ora puoi inviarlo a qualsiasi servizio di fabbricazione che preferisci, ordinare le parti e saldare!

4. In alternativa, puoi incidere tu stesso il PCB. Per fare ciò, consiglio l'articolo di Yeo Kheng Meng su come esportare un'immagine per farlo: "https://yeokhengmeng.com/2016/03/eagle-file-to-diy-pcb-etching/" (non sponsorizzato).

5. Per creare una B. O. M. (Bill Of Materials) per ordinare le parti, vai a Schematic View e usa la funzione "Esegui ULP" in alto a sinistra dell'interfaccia. Verrà visualizzata una nuova finestra, seleziona "BOM" e premi Invio. Regola le impostazioni in base alle tue preferenze e quindi salva il tuo lavoro.

Passaggio 9: conclusione

Congratulazioni, sei arrivato alla fine di Instructable! Ti meriti una medaglia. So che è stato lungo, ma è così difficile inserire così tanti contenuti in un singolo istruibile.

Spero che ora tu abbia le conoscenze e le competenze per installare EAGLE, progettare uno schema e trasformarlo in un PCB. Sebbene questo Instuctable possa sembrare lungo e complesso, in realtà non è così difficile se lo scomponi in semplici passaggi.

Se hai consigli, suggerimenti o domande, lasciali nella sezione commenti. Questi sono preziosi per me perché mi aiuteranno a migliorare i miei successivi Instructables.

Se pensi che mi sia meritato il tuo voto nel PCB Contest, fallo di seguito.

Ti auguro buona fortuna e, come sempre, buon divertimento!