Suunnittele oma piirilevysi etenemissuunnitelma

Oman piirilevyn suunnittelu on helpommin saavutettavissa kuin miltä se näyttää. Ilmaisen ohjelmiston, edullisen prototyypin valmistuksen ja järkevän ensimmäisen projektin avulla aloittelija voi siirtyä ideasta toimivaksi mittatilaustyönä tehdyksi piirilevyksi muutamassa viikossa. Temppu on aloittaa pienestä, odottaa ainakin yhtä muokkausta ja tehdä päätöksiä oikeassa järjestyksessä. Tämä tiekartta näyttää, kuinka suunnitella oma piirilevy aina päätöksestä, tehdäänkö se ollenkaan, työkalujen ja realistisen ensimmäisen projektin valintaan ja piirilevyjen valmistumiseen asti, rehellisesti odotetusti kustannuksista, ajasta ja virheistä matkan varrella.

Pitäisikö sinun suunnitella oma taulusi?

Mukautettu lauta ei ole aina oikea vastaus, joten kannattaa hetki miettiä asiaa. On olemassa kolme vaihtoehtoa.

• Käytä jotain hyllystä löytyvää. Jos olemassa oleva moduuli tai kehityskortti tekee työn, se on usein nopein reitti, eikä suunnittelutyötä tarvita.
• Muokkaa avoimen lähdekoodin suunnittelua. Monet hyväksi havaitut piirilevyt julkaistaan ​​avoimesti. Yhdestä aloittaminen ja sen vaihtaminen on hellävarainen tie piirilevysuunnitteluun ja vähentää perustavanlaatuisten virheiden riskiä.
• Suunnittele omasi alusta alkaen. Kun tarvitset tietyn koon, muodon, ominaisuuksien tai kustannustavoitteen, jota mikään olemassa oleva ei täytä, mittatilaustyönä tehty levy on oikea ratkaisu, ja sen rakentaminen on erittäin tyydyttävää.

Valitse räätälöity piirilevy, kun todella tarvitset jotain, mitä olemassa oleva laitteisto ei pysty tarjoamaan, tai kun tavoitteena on itsessään taidon oppiminen. Ensimmäisellä yrityksellä joko avoimen lähdekoodin suunnittelun muokkaaminen tai yksinkertaisella alkuperäisellä piirilevyllä aloittaminen toimivat molemmat hyvin.

Mitä tarvitset päästäksesi alkuun

Aloituskynnys on matala. Tarvitset kolme asiaa, eikä mikään niistä ole kallis.

• Toimiva kytkentä. Ennen levyn aloittamista sinulla on selkeä ja varmistettu käsitys elektroniikasta, mieluiten testattuna koekytkentälevyllä tai simulaattorilla.
• Suunnitteluohjelmisto. Ilmainen EDA-työkalu (käsitellään seuraavaksi) kytkentäkaavion kaappaamiseen ja levyn asetteluun.
• Pieni ensimmäinen projekti. Jotain tarpeeksi yksinkertaista loppuun saattamiseksi, jotta opit koko prosessin päästä päähän sen sijaan, että jäisit jumiin.

Huomaa, mitä listalta puuttuu: et tarvitse laboratoriota täynnä laitteita tai vuosien kokemusta. Valmistuksesta vastaa valmistaja, joten suunnittelu on sinun tehtäväsi. Näiden kolmen avulla varmistat, että ensimmäinen projekti ei jumiudu.

Ensimmäisen suunnittelutyökalusi valitseminen

Kaksi suosituinta ilmaista, aloittelijaystävällistä työkalua ovat KiCad ja EasyEDA. Molemmat vievät sinut kytkentäkaavioista valmistustiedostoihin. Taulukossa vertaillaan niitä.

Tässä ei ole väärää valintaa. EasyEDA:lla suunnittelu sujuu nopeimmin ilman asennuksia ja kattavan osakirjaston ansiosta; KiCad on täysin avoimen lähdekoodin ohjelma ja skaalautuu vaativaankin työhön. Valitse yksi, opettele se kunnolla ja muista, että molemmat vievät standarditiedostoja, jotka voit viedä mille tahansa piirilevyjen valmistajalle , joten et ole koskaan sidottu mihinkään.

Polku ideasta valmiiksi levyksi

Korkealla tasolla jokainen mukautettu lauta seuraa samaa kaaria. Sinun ei tarvitse hallita jokaista yksityiskohtaa ensimmäisellä yrityksellä, riittää, että ymmärrät matkan muodon.

1. Kaappaa kaavio, piirtämällä virtapiirin ja kytkemällä komponentit.
2. Määritä jalanjäljet, antaen jokaiselle osalle sen fyysisen maakuvion.
3. Asettele taulu, ääriviivojen asettaminen, osien sijoittaminen ja kuparin jyrsintä.
4. Tarkista suunnittelu, suorittamalla suunnittelusääntöjen tarkistuksen ja korjaamalla kaikki rikkomukset.
5. Vienti ja tilaaminen, valmistustiedostojen luominen ja niiden lähettäminen valmistajalle.
6. Rakenna ja testaa, kokoamalla levyn ja katsomalla, miten se käyttäytyy.

Se on koko työnkulku. Kunkin vaiheen yksityiskohdat ovat käsityötaidon ydin, mutta ensimmäinen projekti opettaa sinulle kaiken sen hallittavassa mittakaavassa. Jokainen suunnittelemasi lauta helpottaa seuraavan tekemistä.

Realistisen ensimmäisen projektin valitseminen

Aloittelijan paras yksittäinen päätös on valita pieni ensimmäinen projekti. Liian kunnianhimoinen ensimmäinen lauta on yleisin syy siihen, miksi ihmiset lannistuvat. Hyviä lähtökohtia ovat:

Jokainen näistä on tarpeeksi yksinkertainen suorittaa, mutta opettaa silti olennaiset taidot, kuten kytkentäkaavioiden piirtämisen, jalanjäljet, sijoittelun, jyrsinnän ja järjestämisen. Suorita yksi loppuun, opi siitä ja rakenna siitä eteenpäin. Vastusta kiusausta tehdä ensimmäisestä piirilevystäsi unelmaprojektisi.

Mitä odottaa: kustannukset, aika ja muutokset

Kustannukset ja toimitusaika

Prototyyppilevyt ovat edullisia, erityisesti pieninä määrinä, mikä tekee oppimisesta edullista. Yksinkertaisen prototyypin toimitusajat ovat yleensä lyhyitä, ja voit pyytää hintaa juuri sinun levyllesi nopealla tarjouksella . Jos haluat levyn koottuna käsin juottamisen sijaan, piirilevyjen kokoonpanopalvelut täyttävät sen puolestasi.

Suunnitelma tarkistusta varten

Tässä tulee rehellinen juttu: ensimmäisessä piirilevyssäsi on luultavasti ainakin yksi ongelma, väärä jalanjälki, puuttuva liitäntä tai muutettava arvo. Tämä on normaalia jopa kokeneille suunnittelijoille, ja juuri siksi prototyypit ovat halpoja ja niitä tilataan pieniä määriä. Käsittele ensimmäistä piirilevyä oppimisvaiheena, korjaa löytämäsi viat ja tilaa tarkistettu versio. Tämän odottaminen alusta alkaen muuttaa "epäonnistumisen" yksinkertaisesti seuraavaksi vaiheeksi.

Ensikertalaisten tekemät virheet

Lähes jokainen aloittelija törmää samoihin ongelmiin. Niiden tunteminen etukäteen auttaa välttämään useimmat niistä.

• Väärät jalanjäljet. Yleinen syy ensimmäisen piirilevyn toimimattomuuteen. Tarkista aina jokainen kiinnityskohta datalehteä vasten.
• Puuttuvat irrotuskondensaattorit. Sirujen virtaliittimien lähellä tarvitaan pieniä kondensaattoreita; niiden pois jättäminen aiheuttaa epäluotettavaa toimintaa.
• Suunnittelusäännöt jätetty oletusarvoihinsa. Aseta valmistajaasi vastaavat säännöt ja korjaa sitten tarkistimen raportoimat rikkomukset.
• Kongon demokraattisen tasavallan huomiotta jättäminen. Suunnittelusääntöjen tarkistus on olemassa virheiden havaitsemiseksi; käsittele jokaista kohtaa korjauksena, älä ehdotuksena.
• Liian pieniä osia käsin koottavaksi. Jos aiot juottaa käsin, vältä pienimpiä paketteja tai kooa piirilevy itse.

Mitään näistä ei ole vaikea välttää, kun olet siitä tietoinen. Valmistajan ilmainen DFM-tarkastus ennen tilaamista on arvokas turvaverkko ensikertalaiselle, sillä se paljastaa ongelmia, joita et ehkä vielä tunnista.

Kustannusten taustalla olevien tekijöiden ymmärtäminen

Sen tietäminen, mikä tekee levystä kalliimman, auttaa sinua pitämään ensimmäisen projektisi kohtuuhintaisena. Muutamat tekijät hallitsevat hintaa.

Ensimmäisen projektin pitäminen halvalla

Ensimmäisen piirilevyn kannattaa pitää pienenä, kaksikerroksisena, vaatimattomana määränä ja vakioviimeistelyllä, niin hinta pysyy alhaisena. Kun suunnittelu osoittautuu hyväksi ja tilaat enemmän, piirilevyn hinta laskee, mikä on suurten piirilevykokoonpanojen taloudellinen syy . Jos et halua juottaa hienoja osia käsin, piirilevyn kokoonpanon huomioiminen alusta alkaen on usein pienen lisäasennuksen arvoista.

Ensimmäisten lautojen tekeminen

Kun suunnitelma läpäisee tarkastukset, vie valmistustiedostot ja lähetä ne valmistajalle. Ensimmäisen piirilevyn kohdalla on hyödyllistä valita valmistaja, joka tarjoaa myös kokoonpanon ja suunnittelukatselmuksen, koska samoilla tiedostoilla voidaan valmistaa ja täyttää paljas piirilevy, ja ylimääräinen asiantuntijapari havaitsee aloittelijoiden virheet.

Taitojesi kasvaessa ja suunnittelun osoittaessa kykynsä, samat tiedostot skaalautuvat muutamasta prototyypistä aina suuren volyymin piirilevykokoonpanoihin asti ilman uudelleensuunnittelua, ja yksi kumppani voi hoitaa kaiken perus kaksikerroksisesta piirilevystä erikoisrakenteisiin, kuten joustaviin piirilevyihin . Tämä jatkuvuus tarkoittaa, että ensimmäisessä projektissasi oppimasi työkalut ja tavat siirtyvät aina tuotantoon asti.

Oman piirilevyn suunnittelu on opittavissa oleva taito, ei vain asiantuntijoille varattu loikka. Aloita pienestä, valitse käyttäjäystävällinen työkalu, odota muokkausta ja teetä ensimmäinen piirilevy – jokainen opettaa sinulle jotain, mitä edellinen ei opettanut. Voit lukea lisää Highleap Electronicsista ja siitä, miten tuemme suunnittelijoita ensimmäisestä prototyypistä tuotantoon.

Usein Kysytyt Kysymykset

Voiko aloittelija todella suunnitella oman piirilevyn?

Kyllä. Ilmaisilla ohjelmistoilla, kuten KiCadilla tai EasyEDAlla, varmennetulla piirilevyllä ja pienellä ensiprojektilla aloittelija voi tehdä mukautetun piirilevyn. Valmistuksesta vastaa valmistaja, joten suunnittelu on tärkeintä. Yksinkertaisesti aloittaminen ja yhden päivityksen odottaminen tekee siitä erittäin saavutettavissa olevan.

Pitäisikö minun käyttää KiCadia vai EasyEDAa?

Kumpikin toimii ja molemmat ovat ilmaisia. EasyEDA toimii selaimessa ilman asennuksia ja siinä on valtava osakirjasto, joten suunnittelu sujuu nopeimmin. KiCad on avoimen lähdekoodin ja erittäin tehokas. Valitse toinen, opettele se hyvin ja tiedä, että molemmat vievät standarditiedostoja, jotka kuka tahansa valmistaja voi luoda.

Millainen on hyvä ensimmäinen projekti?

Jotain yksinkertaista, jonka voit viimeistellä: LED-merkki tai vilkku, anturiliitäntä, pieni mikrokontrollerin kanta tai yksinkertainen säädinkortti. Jokainen opettaa koko virtauksen, kytkentäkaavion, jalanjäljet, sijoittelun, reitityksen ja järjestyksen hallittavassa mittakaavassa. Vältä liian kunnianhimoista ensimmäistä suunnittelua.

Paljonko mittatilaustyönä tehdyn laudan tekeminen maksaa?

Prototyyppilevyt ovat edullisia, etenkin pieninä määrinä, mikä tekee oppimisesta edullista. Kustannukset riippuvat koosta, kerrosten määrästä ja määrästä, joten pyydä tarjous juuri sinun levyllesi. Kokoonpano on mahdollista, jos et halua juottaa käsin.

Toimiiko ensimmäinen tauluni?

Usein siinä on ainakin yksi ongelma, väärä jalanjälki, puuttuva liitäntä, muutettava arvo, mikä on täysin normaalia jopa asiantuntijoille. Käsittele ensimmäistä piirilevyä oppimiskerran muodossa, korjaa löytämäsi ja tilaa korjaus. Prototyypit ovat edullisia juuri tästä syystä.

Mikä on aloittelijan yleisin virhe?

Väärät jalanjäljet ​​ovat yleisin syy ensimmäisen piirilevyn toimimattomuuteen, ja seuraavaksi yleisimpiä ovat puuttuvat erotuskondensaattorit ja suunnittelusääntöjen noudattamatta jättäminen. Kaikki nämä ongelmat on helppo välttää, kun ne tietää, ja valmistajan tekemä DFM-tarkastus ennen tilaamista paljastaa monet niistä.

Mikä tekee mittatilaustyönä tehdystä levystä kalliimman?

Tärkeimmät tekijät ovat levyn koko, kerrosten määrä, määrä, pinnanlaatu, onko se koneella koottu, ja toimitusaika. Edullisen ensimmäisen levyn saamiseksi pidä se pienenä, kaksikerroksisena, vaatimattomana määränä ja vakioviimeistelyllä; levykohtainen hinta laskee sitten tilausten suurempien määrien myötä.

Tarvitsenko testilaitteita piirilevyn suunnitteluun?

Ei suunnittelua, vaan suunnittelu tehdään ohjelmistolla, ja valmistaja valmistaa ja voi koota sen. Valmiin piirilevyn testaamiseen auttaa yksinkertainen yleismittari, ja edistyneemmistä laitteista on hyötyä projektien kasvaessa, mutta ensimmäinen yksinkertainen piirilevy tarvitsee hyvin vähän.