Σχεδιάστε τον δικό σας χάρτη πορείας για την πλακέτα κυκλωμάτων

Ο σχεδιασμός της δικής σας πλακέτας κυκλώματος είναι πιο εφικτός από ό,τι φαίνεται. Με δωρεάν λογισμικό, φθηνή κατασκευή πρωτοτύπων και ένα λογικό πρώτο έργο, ένας αρχάριος μπορεί να μετατραπεί από μια ιδέα σε μια λειτουργική προσαρμοσμένη πλακέτα σε λίγες εβδομάδες. Το κόλπο είναι να ξεκινήσετε με μικρά βήματα, να περιμένετε τουλάχιστον μία αναθεώρηση και να λαμβάνετε αποφάσεις με τη σωστή σειρά. Αυτός ο χάρτης πορείας δείχνει πώς να... σχεδιάστε τη δική σας πλακέτα κυκλώματος, από την απόφαση για το αν θα το κάνουμε καθόλου, μέσω της επιλογής εργαλείων και ενός ρεαλιστικού πρώτου έργου, έως την κατασκευή των σανίδων, με ειλικρινείς προσδοκίες για το κόστος, τον χρόνο και τα λάθη στην πορεία.

Πρέπει να σχεδιάσετε τη δική σας πλακέτα;

Ένας προσαρμοσμένος πίνακας δεν είναι πάντα η σωστή απάντηση, οπότε αξίζει να αποφασίσετε λίγο. Υπάρχουν τρεις τρόποι.

• Χρησιμοποιήστε κάτι από το ράφι. Εάν μια υπάρχουσα ενότητα ή μια πλακέτα ανάπτυξης κάνει τη δουλειά, αυτή είναι συχνά η ταχύτερη διαδρομή, δεν απαιτείται καμία εργασία σχεδιασμού.
• Τροποποιήστε ένα σχέδιο ανοιχτού κώδικα. Πολλές δοκιμασμένες πλακέτες δημοσιεύονται δημόσια. Η αρχή μιας και η αλλαγή της είναι ένας ήπιος τρόπος σχεδιασμού πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) και μειώνει τον κίνδυνο βασικών σφαλμάτων.
• Σχεδιάστε το δικό σας από την αρχή. Όταν χρειάζεστε ένα συγκεκριμένο μέγεθος, σχήμα, σύνολο χαρακτηριστικών ή στόχο κόστους που δεν πληροί καμία υπάρχουσα λύση, μια προσαρμοσμένη πλακέτα είναι η λύση και είναι πολύ ικανοποιητική στην κατασκευή της.

Επιλέξτε μια προσαρμοσμένη πλακέτα όταν πραγματικά χρειάζεστε κάτι που το υπάρχον υλικό δεν μπορεί να σας προσφέρει ή όταν η εκμάθηση της δεξιότητας είναι ο ίδιος ο στόχος. Για μια πρώτη προσπάθεια, η τροποποίηση ενός σχεδίου ανοιχτού κώδικα ή η εκκίνηση με μια απλή πρωτότυπη πλακέτα λειτουργούν καλά.

Τι χρειάζεστε για να ξεκινήσετε

Το εμπόδιο εισόδου είναι χαμηλό. Χρειάζεστε τρία πράγματα και κανένα από αυτά δεν είναι ακριβό.

• Ένα κύκλωμα που λειτουργεί. Να έχετε μια σαφή, επαληθευμένη ιδέα για τα ηλεκτρονικά, ιδανικά δοκιμασμένη σε breadboard ή σε προσομοιωτή, προτού ξεκινήσετε την πλακέτα.
• Λογισμικό σχεδιασμού. Ένα δωρεάν εργαλείο EDA (καλύπτεται στη συνέχεια) για την καταγραφή του σχηματικού και τη διάταξη της πλακέτας.
• Ένα μικρό πρώτο έργο. Κάτι αρκετά απλό για να το ολοκληρώσεις, ώστε να μάθεις όλη τη ροή από την αρχή μέχρι το τέλος αντί να κολλάς.

Προσέξτε τι δεν περιλαμβάνεται στη λίστα: δεν χρειάζεστε εργαστήριο γεμάτο εξοπλισμό ή χρόνια εμπειρίας. Η κατασκευή γίνεται από έναν κατασκευαστή, επομένως η δουλειά σας είναι ο σχεδιασμός. Ξεκινώντας με αυτά τα τρία στη θέση τους, το πρώτο έργο δεν θα καθυστερήσει.

Επιλέγοντας το πρώτο σας εργαλείο σχεδιασμού

Τα δύο πιο δημοφιλή δωρεάν, φιλικά προς αρχάριους εργαλεία είναι το KiCad και το EasyEDA. Και τα δύο μπορούν να σας μεταφέρουν από σχηματικά σε αρχεία κατασκευής. Ο πίνακας τα συγκρίνει.

Δεν υπάρχει λάθος επιλογή εδώ. Το EasyEDA σας επιτρέπει να σχεδιάζετε ταχύτερα, χωρίς να χρειάζεται να εγκαταστήσετε τίποτα και με μια βαθιά βιβλιοθήκη εξαρτημάτων. Το KiCad είναι πλήρως ανοιχτού κώδικα και προσαρμόζεται σε σοβαρές εργασίες. Επιλέξτε ένα, μάθετε το σωστά και θυμηθείτε ότι και τα δύο εξάγουν τυπικά αρχεία που μπορείτε να πάρετε σε οποιονδήποτε κατασκευαστή για... Παραγωγή PCB, ώστε να μην είστε ποτέ εγκλωβισμένοι.

Η Διαδρομή Από την Ιδέα στην Ολοκληρωμένη Πλακέτα

Σε υψηλό επίπεδο, κάθε προσαρμοσμένο ταμπλό ακολουθεί την ίδια πορεία. Δεν χρειάζεται να κατακτήσετε κάθε λεπτομέρεια με την πρώτη σας προσπάθεια, απλώς κατανοήστε τη μορφή του ταξιδιού.

1. Καταγράψτε το σχηματικό, σχεδιάζοντας το κύκλωμά σας και συνδέοντας τα εξαρτήματα.
2. Αντιστοίχιση footprints, δίνοντας σε κάθε μέρος το φυσικό του μοτίβο γης.
3. Τοποθετήστε τον πίνακα, καθορισμός του περιγράμματος, τοποθέτηση εξαρτημάτων και φρεζάρισμα του χαλκού.
4. Ελέγξτε το σχέδιο, εκτελώντας τον έλεγχο κανόνων σχεδιασμού και διορθώνοντας κάθε παραβίαση.
5. Εξαγωγή και παραγγελία, δημιουργώντας τα αρχεία κατασκευής και στέλνοντάς τα σε έναν κατασκευαστή.
6. Κατασκευάστε και δοκιμάστε, συναρμολογώντας την πλακέτα και βλέποντας πώς συμπεριφέρεται.

Αυτή είναι όλη η ροή. Η λεπτομέρεια σε κάθε βήμα είναι το σημείο όπου βρίσκεται η κατασκευή, αλλά ένα πρώτο έργο σας τα διδάσκει όλα σε μια διαχειρίσιμη κλίμακα. Κάθε σανίδα που σχεδιάζετε κάνει το επόμενο ευκολότερο.

Επιλέγοντας ένα ρεαλιστικό πρώτο έργο

Η καλύτερη απόφαση που παίρνει ένας αρχάριος είναι να επιλέξει ένα μικρό αρχικό έργο. Ένα υπερβολικά φιλόδοξο πρώτο διοικητικό συμβούλιο είναι ο πιο συνηθισμένος λόγος που οι άνθρωποι αποθαρρύνονται. Καλά σημεία εκκίνησης περιλαμβάνουν:

Κάθε ένα από αυτά είναι αρκετά απλό για να ολοκληρωθεί, αλλά διδάσκει τις βασικές δεξιότητες, τη σχηματική αποτύπωση, τα αποτυπώματα, την τοποθέτηση, τη δρομολόγηση και την ταξινόμηση. Ολοκληρώστε ένα, μάθετε από αυτό και δημιουργήστε από εκεί. Αντισταθείτε στην επιθυμία να κάνετε την πρώτη σας σανίδα το έργο των ονείρων σας.

Τι να περιμένετε: Κόστος, Χρόνος και Αναθεωρήσεις

Κόστος και χρόνος παράδοσης

Οι πρωτότυπες πλακέτες είναι φθηνές, ειδικά σε μικρές ποσότητες, γεγονός που καθιστά την εκμάθηση προσιτή. Οι χρόνοι παράδοσης για ένα απλό πρωτότυπο είναι συνήθως σύντομοι και μπορείτε να ζητήσετε μια τιμή για την συγκεκριμένη πλακέτα σας μέσω μιας γρήγορης διαδικασίας. παραθέτωΑν θέλετε να συναρμολογήσετε την πλακέτα αντί να την κολλήσετε με το χέρι, Συναρμολόγηση PCB υπηρεσίες το συμπληρώνουν για εσάς.

Σχέδιο για αναθεώρηση

Να το ειλικρινές: η πρώτη σας πλακέτα πιθανότατα θα έχει τουλάχιστον ένα πρόβλημα, ένα λάθος αποτύπωμα, μια χαμένη σύνδεση, μια τιμή που πρέπει να αλλάξει. Αυτό είναι φυσιολογικό, ακόμη και για έμπειρους σχεδιαστές, γι' αυτό ακριβώς τα πρωτότυπα είναι φθηνά και παραγγέλνονται σε μικρούς αριθμούς. Αντιμετωπίστε την πρώτη πλακέτα ως μια εκμάθηση, διορθώστε ό,τι βρείτε και παραγγείλτε μια αναθεωρημένη έκδοση. Το να περιμένετε αυτό από την αρχή μετατρέπει μια «αποτυχία» απλώς στο επόμενο βήμα.

Λάθη που κάνουν όσοι αρχίζουν

Σχεδόν κάθε αρχάριος αντιμετωπίζει τα ίδια προβλήματα. Γνωρίζοντάς τα εκ των προτέρων, μπορείτε να αποφύγετε τα περισσότερα από αυτά.

• Λάθος αποτυπώματα. Η νούμερο ένα αιτία μιας μη λειτουργικής πρώτης πλακέτας. Να επαληθεύετε πάντα κάθε αποτύπωμα με βάση το φύλλο δεδομένων.
• Λείπουν πυκνωτές αποσύνδεσης. Τα τσιπ χρειάζονται μικρούς πυκνωτές κοντά στις ακίδες τροφοδοσίας τους. Η παράλειψή τους προκαλεί αναξιόπιστη συμπεριφορά.
• Οι κανόνες σχεδίασης παραμένουν στις προεπιλογές. Ορίστε κανόνες που να ταιριάζουν με τον κατασκευαστή σας και, στη συνέχεια, διορθώστε τις παραβάσεις που αναφέρει ο ελεγκτής.
• Αγνοώντας τη ΛΔΚ. Ο έλεγχος κανόνα σχεδιασμού υπάρχει για τον εντοπισμό σφαλμάτων· αντιμετωπίζεται κάθε στοιχείο ως διόρθωση και όχι ως πρόταση.
• Μέρη πολύ μικρά για να συναρμολογηθούν με το χέρι. Αν σκοπεύετε να κάνετε συγκόλληση με το χέρι, αποφύγετε τις πιο μικροσκοπικές συσκευασίες ή συναρμολογήστε την πλακέτα.

Κανένα από αυτά δεν είναι δύσκολο να αποφευχθεί μόλις το συνειδητοποιήσετε. Ένας κατασκευαστής Δωρεάν αξιολόγηση DFM Το "πριν παραγγείλετε" είναι ένα πολύτιμο δίχτυ ασφαλείας για όσους το κάνουν για πρώτη φορά, εντοπίζοντας προβλήματα που μπορεί να μην αναγνωρίζετε ακόμα.

Κατανόηση του τι οδηγεί στο κόστος

Γνωρίζοντας τι κάνει μια σανίδα να κοστίζει περισσότερο, μπορείτε να διατηρήσετε ένα πρώτο έργο σε προσιτή τιμή. Μερικοί παράγοντες επηρεάζουν την τιμή.

Κρατώντας ένα πρώτο έργο φθηνό

Για μια πρώτη σανίδα, διατηρήστε την μικρή, δύο στρώσεις, μια μέτρια ποσότητα και ένα τυπικό φινίρισμα, και το κόστος παραμένει χαμηλό. Καθώς ένα σχέδιο αποδεικνύεται και παραγγέλνετε περισσότερα, η τιμή ανά σανίδα μειώνεται, κάτι που είναι και το οικονομικό πίσω μέρος. συγκρότημα PCB μεγάλου όγκουΑν προτιμάτε να μην κολλάτε με το χέρι λεπτά εξαρτήματα, η συναρμολόγηση της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) από την αρχή συχνά αξίζει τον κόπο για μια μικρή επιπλέον εγκατάσταση.

Κατασκευή των πρώτων σας σανίδων

Όταν το σχέδιο περάσει τους ελέγχους του, εξαγάγετε τα αρχεία κατασκευής και στείλτε τα σε έναν κατασκευαστή. Για μια πρώτη πλακέτα, η επιλογή ενός κατασκευαστή που προσφέρει επίσης συναρμολόγηση και έλεγχο σχεδίασης είναι χρήσιμη, επειδή τα ίδια αρχεία μπορούν να κατασκευάσουν την γυμνή πλακέτα και να την συμπληρώσουν, και ένα επιπλέον σύνολο ειδικών ματιών εντοπίζει τα λάθη των αρχαρίων.

Καθώς οι δεξιότητές σας αναπτύσσονται και ένα σχέδιο αποδεικνύεται αξιόλογο, τα ίδια αρχεία κλιμακώνονται από μια χούφτα πρωτοτύπων έως συναρμολόγηση PCB μεγάλου όγκου χωρίς επανασχεδιασμό, και ένας μόνο συνεργάτης μπορεί να χειριστεί τα πάντα, από μια βασική πλακέτα δύο στρώσεων έως εξειδικευμένες κατασκευές όπως εύκαμπτα PCBΑυτή η συνέχεια σημαίνει ότι τα εργαλεία και οι συνήθειες που μαθαίνετε στο πρώτο σας έργο μεταφέρονται μέχρι την παραγωγή.

Ο σχεδιασμός της δικής σας πλακέτας κυκλώματος είναι μια δεξιότητα που μαθαίνεται, όχι ένα άλμα που προορίζεται για ειδικούς. Ξεκινήστε με μικρά βήματα, επιλέξτε ένα φιλικό εργαλείο, περιμένετε μια αναθεώρηση και φτιάξτε την πρώτη πλακέτα, η καθεμία σας διδάσκει κάτι που η προηγούμενη δεν σας δίδαξε. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα. Σχετικά με την Highleap Electronics και πώς υποστηρίζουμε τους σχεδιαστές από το πρώτο πρωτότυπο έως την παραγωγή.

Συχνές ερωτήσεις

Μπορεί ένας αρχάριος να σχεδιάσει πραγματικά το δικό του PCB;

Ναι. Με δωρεάν λογισμικό όπως το KiCad ή το EasyEDA, ένα επαληθευμένο κύκλωμα και ένα μικρό πρώτο έργο, ένας αρχάριος μπορεί να ολοκληρώσει μια προσαρμοσμένη πλακέτα. Η κατασκευή γίνεται από έναν κατασκευαστή, επομένως η εργασία είναι ο σχεδιασμός. Ξεκινώντας απλά και περιμένοντας μία αναθεώρηση, το καθιστά πολύ εφικτό.

Να χρησιμοποιήσω KiCad ή EasyEDA;

Και τα δύο λειτουργούν και είναι δωρεάν. Το EasyEDA εκτελείται στο πρόγραμμα περιήγησης χωρίς να χρειάζεται εγκατάσταση και με μια τεράστια βιβλιοθήκη εξαρτημάτων, επιτρέποντάς σας να σχεδιάζετε πιο γρήγορα. Το KiCad είναι ανοιχτού κώδικα και πολύ ικανό. Επιλέξτε ένα, μάθετε το καλά και να ξέρετε ότι και τα δύο εξάγουν τυπικά αρχεία που μπορεί να κατασκευάσει οποιοσδήποτε κατασκευαστής.

Τι είναι ένα καλό πρώτο έργο;

Κάτι απλό που μπορείτε να ολοκληρώσετε: μια πινακίδα ή φλας LED, μια διάταξη αισθητήρα, ένας μικρός φορέας μικροελεγκτή ή μια βασική πλακέτα ρυθμιστή. Κάθε μία από αυτές διδάσκει την πλήρη ροή, το σχηματικό, τα αποτυπώματα, την τοποθέτηση, τη δρομολόγηση και την παραγγελία, σε διαχειρίσιμη κλίμακα. Αποφύγετε έναν υπερβολικά φιλόδοξο αρχικό σχεδιασμό.

Πόσο κοστίζει η κατασκευή μιας προσαρμοσμένης πλακέτας;

Οι πρωτότυπες πλακέτες είναι φθηνές, ειδικά σε μικρές ποσότητες, κάτι που καθιστά την εκμάθηση προσιτή. Το κόστος εξαρτάται από το μέγεθος, τον αριθμό των στρώσεων και την ποσότητα, επομένως ζητήστε μια προσφορά για την συγκεκριμένη πλακέτα σας. Η συναρμολόγηση είναι διαθέσιμη αν προτιμάτε να μην κολλήσετε με το χέρι.

Θα λειτουργήσει η πρώτη μου σανίδα;

Συχνά έχει τουλάχιστον ένα πρόβλημα, ένα λάθος αποτύπωμα, μια χαμένη σύνδεση, μια τιμή που πρέπει να αλλάξει, κάτι που είναι απολύτως φυσιολογικό ακόμη και για τους ειδικούς. Αντιμετωπίστε την πρώτη πλακέτα ως μια επανάληψη μάθησης, διορθώστε ό,τι βρείτε και παραγγείλτε μια αναθεώρηση. Τα πρωτότυπα είναι φθηνά ακριβώς για αυτόν τον λόγο.

Ποιο είναι το πιο συνηθισμένο λάθος ενός αρχάριου;

Τα λάθος αποτυπώματα είναι η κύρια αιτία μιας μη λειτουργικής πρώτης πλακέτας, ακολουθούμενα από την έλλειψη πυκνωτών αποσύνδεσης και την αγνόηση του ελέγχου κανόνα σχεδιασμού. Όλα είναι εύκολο να αποφευχθούν μόλις τα γνωρίζετε και μια αξιολόγηση DFM του κατασκευαστή πριν από την παραγγελία εντοπίζει πολλά από αυτά.

Τι κάνει μια προσαρμοσμένη σανίδα πιο ακριβή;

Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα της σανίδας είναι το μέγεθος, ο αριθμός των στρώσεων, η ποσότητα, το φινίρισμα της επιφάνειας, το αν συναρμολογείται μηχανικά και ο χρόνος παράδοσης. Για μια φθηνή πρώτη σανίδα, διατηρήστε την μικρή, δύο στρώσεις, μια μέτρια ποσότητα και ένα τυπικό φινίρισμα. Το κόστος ανά σανίδα μειώνεται καθώς παραγγέλνετε μεγαλύτερους όγκους.

Χρειάζομαι εξοπλισμό δοκιμών για να σχεδιάσω μια πλακέτα;

Όχι για να το σχεδιάσουμε, ο σχεδιασμός γίνεται σε λογισμικό και ένας κατασκευαστής το κατασκευάζει και μπορεί να το συναρμολογήσει. Για να ελέγξετε την τελική πλακέτα, ένα βασικό πολύμετρο βοηθάει και πιο προηγμένος εξοπλισμός γίνεται χρήσιμος καθώς τα έργα αναπτύσσονται, αλλά μια πρώτη απλή πλακέτα χρειάζεται πολύ λίγα.