Proiectați-vă propria foaie de parcurs pentru plăcile de circuit

Proiectarea propriei plăci de circuit este mai ușor de realizat decât pare. Cu software gratuit, fabricarea ieftină a prototipurilor și un prim proiect sensibil, un începător poate trece de la o idee la o placă personalizată funcțională în câteva săptămâni. Secretul este să începi cu puțin, să te aștepți la cel puțin o revizuire și să iei decizii în ordinea corectă. Această foaie de parcurs arată cum să... proiectează-ți propria placă de circuit, de la decizia de a face sau nu acest lucru, trecând prin alegerea uneltelor și a unui prim proiect realist, până la realizarea plăcilor, cu așteptări sincere privind costul, timpul și greșelile pe parcurs.

Ar trebui să-ți proiectezi propria placă?

O tablă personalizată nu este întotdeauna răspunsul corect, așa că merită să vă decideți un moment. Există trei căi.

• Folosește ceva de pe raft. Dacă un modul sau o placă de dezvoltare existentă face treaba, aceasta este adesea cea mai rapidă cale, nefiind necesare lucrări de proiectare.
• Modificați un design open-source. Multe plăci de circuite imprimate (PCB) testate sunt publicate public. Pornirea de la una și modificarea acesteia este o modalitate ușoară de a intra în proiectarea PCB-urilor și reduce riscul erorilor fundamentale.
• Proiectează-ți propriul proiect de la zero. Când aveți nevoie de o dimensiune, formă, set de caracteristici sau țintă de cost specifică pe care nimic existent nu o îndeplinește, o placă personalizată este soluția, iar construirea ei este foarte satisfăcătoare.

Alege o placă personalizată atunci când ai nevoie cu adevărat de ceva ce hardware-ul existent nu îți poate oferi sau când învățarea acestei abilități este scopul în sine. Pentru o primă încercare, modificarea unui design open-source sau începerea cu o placă originală simplă funcționează ambele bine.

Ce trebuie să începeți

Bariera de intrare este mică. Ai nevoie de trei lucruri, iar niciunul dintre ele nu este scump.

• Un circuit care funcționează. Înainte de a începe să construiești placa, trebuie să ai o idee clară și verificată despre componentele electronice, ideal testate pe o placă de testare sau într-un simulator.
• Software de proiectare. Un instrument EDA gratuit (de care se va vorbi în continuare) pentru a captura schema și a aranja placa.
• Un prim proiect mic. Ceva suficient de simplu pentru a fi terminat, astfel încât să înveți întregul proces de la un capăt la altul, în loc să te blochezi.

Observați ce nu este pe listă: nu aveți nevoie de un laborator plin de echipamente sau de ani de experiență. Fabricația este gestionată de un producător, așa că sarcina dvs. este proiectarea. Pornirea cu aceste trei elemente previne stagnarea primului proiect.

Alegerea primului instrument de design

Cele două instrumente gratuite, ușor de utilizat pentru începători, cele mai populare, sunt KiCad și EasyEDA. Ambele vă pot duce de la scheme la fișiere de fabricație. Tabelul le compară.

Nu există nicio alegere greșită aici. EasyEDA vă permite să proiectați cel mai rapid, fără a fi nevoie de instalare și având o bibliotecă vastă de componente; KiCad este complet open-source și se adaptează la proiecte serioase. Alegeți una dintre ele, învățați-o corect și nu uitați că ambele exportă fișiere standard pe care le puteți duce la orice producător pentru... Fabricarea PCB, astfel încât să nu ești niciodată blocat.

Calea de la idee la placa finită

La un nivel general, fiecare placă personalizată urmează același arc. Nu trebuie să stăpânești fiecare detaliu din prima încercare, ci doar să înțelegi forma călătoriei.

1. Capturați schema, desenând circuitul și conectând componentele.
2. Atribuiți amprente, oferind fiecărei părți modelul său fizic de teren.
3. Așezați tabla, stabilirea conturului, plasarea pieselor și frezarea cuprului.
4. Verificați designul, executând verificarea regulilor de proiectare și remediind fiecare încălcare.
5. Export și comandă, generând fișierele de fabricație și trimițându-le unui producător.
6. Construiți și testați, asamblând placa și văzând cum se comportă.

Acesta este întregul flux. Detaliul din fiecare pas este locul unde se află meșteșugul, dar un prim proiect te învață totul la o scară gestionabilă. Fiecare placă pe care o proiectezi o face pe următoarea mai ușoară.

Alegerea unui prim proiect realist

Cea mai bună decizie pe care o ia un începător este alegerea unui prim proiect mic. O primă tablă prea ambițioasă este cel mai frecvent motiv pentru care oamenii se descurajează. Punctele bune de plecare includ:

Fiecare dintre acestea este suficient de simplu de finalizat, dar învață abilitățile esențiale, capturarea schemelor, amprentele, plasarea, rutarea și ordonarea. Termină una, învață din ea și construiește de acolo. Rezistă tentației de a-ți transforma prima placă în proiectul visurilor tale.

La ce să vă așteptați: Cost, timp și revizii

Cost și timp de livrare

Plăcile prototip sunt ieftine, mai ales în cantități mici, ceea ce face ca învățarea să fie accesibilă. Timpii de livrare pentru un prototip simplu sunt de obicei scurți și puteți solicita un preț pentru placa dvs. specifică printr-un apel rapid. citaDacă doriți ca placa să fie asamblată în loc să o lipiți manual, Asamblare PCB serviciile îl completează pentru dvs.

Planificați o revizuire

Iată partea sinceră: prima ta placă va avea probabil cel puțin o problemă, o amprentă greșită, o conexiune ratată, o valoare de modificat. Acest lucru este normal, chiar și pentru designerii experimentați, motiv pentru care prototipurile sunt ieftine și se comandă în cantități mici. Tratează prima placă ca pe o iterație de învățare, corectează ce găsești și comandă o versiune revizuită. Așteptarea la acest lucru de la început transformă un „eșec” pur și simplu în următorul pas.

Greșeli pe care le fac cei care încep

Aproape fiecare începător se confruntă cu aceleași probleme. Cunoașterea lor dinainte vă permite să evitați majoritatea lor.

• Urme greșite. Cauza numărul unu a unei prime plăci nefuncționale. Verificați întotdeauna fiecare amprentă în raport cu fișa tehnică.
• Lipsesc condensatoarele de decuplare. Cipurile au nevoie de condensatoare mici aproape de pinii de alimentare; omiterea lor duce la un comportament nesigur.
• Reguli de proiectare lăsate la valorile implicite. Stabilește reguli care să se potrivească cu producătorul tău, apoi corectează efectiv încălcările raportate de verificator.
• Ignorând RDC. Verificarea regulilor de proiectare există pentru a detecta erorile; tratați fiecare element ca pe o corecție, nu ca pe o sugestie.
• Piese prea mici pentru a fi asamblate manual. Dacă intenționați să lipiți manual, evitați cele mai mici ambalaje sau asamblați placa în schimb.

Niciunul dintre acestea nu este greu de evitat odată ce ești conștient de el. Un producător Recenzie DFM gratuită înainte de a comanda este o plasă de siguranță valoroasă pentru un utilizator începător, identificând probleme pe care s-ar putea să nu le recunoașteți încă.

Înțelegerea factorilor care determină costul

Cunoașterea factorilor care fac o placă să coste mai mult te ajută să menții un prim proiect accesibil. Câțiva factori determină prețul.

Menținerea unui prim proiect ieftin

Pentru o primă placă, păstrați-o mică, două straturi, o cantitate modestă și un finisaj standard, iar costul rămâne scăzut. Pe măsură ce un design se dovedește a fi bun și comandați mai mult, prețul per placă scade, acesta fiind aspectul economic din spatele... ansamblu PCB de mare volumDacă preferați să nu lipiți manual piese fine, luarea în considerare a asamblarii PCB de la început merită adesea mica configurare suplimentară.

Realizarea primelor tale plăci

Când designul trece verificările, exportați fișierele de fabricație și trimiteți-le unui producător. Pentru o primă placă, alegerea unui producător care oferă și asamblare și o revizuire a designului este utilă, deoarece aceleași fișiere pot fabrica placa goală și o pot popula, iar o pereche suplimentară de ochi de expert detectează greșelile începătorului.

Pe măsură ce abilitățile dumneavoastră cresc și un design își dovedește valoarea, aceleași fișiere se pot adapta de la câteva prototipuri până la asamblarea de PCB în volum mare, fără reproiectare, iar un singur partener poate gestiona totul, de la o placă de bază cu două straturi, până la construcții specializate, cum ar fi... PCB-uri flexibileAceastă continuitate înseamnă că instrumentele și obiceiurile pe care le înveți la primul tău proiect se țin cont de ele până la etapa de producție.

Proiectarea propriei plăci de circuit este o abilitate care se poate învăța, nu un salt rezervat experților. Începeți cu pași mici, alegeți o unealtă ușor de utilizat, așteptați-vă la o revizuire și realizați prima placă, fiecare dintre ele vă învață ceva ce ultima nu a învățat. Puteți citi mai multe despre Highleap Electronics și cum sprijinim designerii de la primul prototip până la producție.

Întrebări frecvente

Poate un începător să-și proiecteze propriul PCB?

Da. Cu software gratuit precum KiCad sau EasyEDA, un circuit verificat și un prim proiect de dimensiuni reduse, un începător poate realiza o placă personalizată. Fabricația este gestionată de producător, deci sarcina este designul. Începând simplu și așteptând o singură revizie, procesul este foarte realizabil.

Ar trebui să folosesc KiCad sau EasyEDA?

Ambele funcționează și ambele sunt gratuite. EasyEDA rulează în browser, fără a fi nevoie de instalare și având o bibliotecă imensă de componente, ceea ce vă permite să proiectați cel mai rapid. KiCad este open source și foarte capabil. Alegeți unul, învățați-l bine și rețineți că ambele exportă fișiere standard pe care orice producător le poate construi.

Ce este un prim proiect bun?

Ceva simplu pe care îl poți finaliza: o placă LED sau un semnal luminos, un plot de conectare pentru senzori, un suport mic pentru microcontroler sau o placă de reglare simplă. Fiecare prezintă fluxul complet, schema, amprenta, plasarea, rutarea și ordonarea, la o scară gestionabilă. Evită un design inițial prea ambițios.

Cât costă să faci o placă personalizată?

Plăcile prototip sunt ieftine, mai ales în cantități mici, ceea ce face ca învățarea să fie accesibilă. Costurile depind de dimensiune, numărul de straturi și cantitate, așa că solicitați o ofertă pentru placa dvs. specifică. Asamblarea este disponibilă dacă preferați să nu lipiți manual.

Va funcționa prima mea placă?

Adesea are cel puțin o problemă, o amprentă greșită, o conexiune ratată, o valoare de modificat, ceea ce este complet normal chiar și pentru experți. Tratați prima placă ca pe o iterație de învățare, corectați ce găsiți și comandați o revizie. Prototipurile sunt ieftine tocmai din acest motiv.

Care este cea mai frecventă greșeală a începătorului?

Amprentele greșite sunt principala cauză a unei prime plăci nefuncționale, urmate de lipsa condensatoarelor de decuplare și ignorarea verificării regulilor de proiectare. Toate sunt ușor de evitat odată ce le cunoști, iar o verificare DFM a producătorului înainte de comandă le identifică pe multe dintre ele.

Ce face ca o placă personalizată să fie mai scumpă?

Principalii factori determinanți sunt dimensiunea plăcii, numărul de straturi, cantitatea, finisajul suprafeței, dacă este asamblată la mașină și timpul de livrare. Pentru o primă placă ieftină, păstrați-o mică, cu două straturi, o cantitate modestă și un finisaj standard; costul per placă scade apoi pe măsură ce comandați volume mai mari.

Am nevoie de echipament de testare pentru a proiecta o placă de bază?

Nu este vorba de proiectarea sa, ci de designul realizat în software, iar un producător o fabrică și o poate asambla. Pentru a testa placa finită, un multimetru de bază ajută, iar echipamente mai avansate devin utile pe măsură ce proiectele cresc, dar o primă placă simplă are nevoie de foarte puțin.