Разработайте собственную дорожную карту для печатных плат.

Разработка собственной печатной платы — задача более выполнимая, чем кажется. Используя бесплатное программное обеспечение, недорогое изготовление прототипов и разумный первый проект, новичок может за несколько недель пройти путь от идеи до работающей платы собственного производства. Главное — начать с малого, быть готовым как минимум к одной доработке и принимать решения в правильной последовательности. Эта дорожная карта покажет, как это сделать. спроектируйте свою собственную печатную платуНачиная с решения о том, стоит ли вообще этим заниматься, и заканчивая выбором инструментов и реалистичным первым проектом, а также изготовлением плат с честными ожиданиями относительно стоимости, сроков и возможных ошибок на этом пути.

Стоит ли разрабатывать дизайн своей доски самостоятельно?

Изготовление платы на заказ не всегда является правильным решением, поэтому стоит уделить время на размышление. Есть три пути.

• Воспользуйтесь чем-нибудь готовым. Если для этой задачи подходит уже имеющийся модуль или плата разработки, это зачастую самый быстрый способ, не требующий никакой доработки в проектировании.
• Модифицировать проект с открытым исходным кодом. В открытом доступе опубликовано множество проверенных печатных плат. Начиная с одной из них и внося в нее изменения, вы сможете постепенно освоить проектирование печатных плат и снизить риск фундаментальных ошибок.
• Создайте свой собственный дизайн с нуля. Когда вам нужен определённый размер, форма, набор функций или целевая стоимость, которым не соответствует ни один из существующих вариантов, изготовление платы на заказ — это оптимальное решение, и сам процесс создания доставляет большое удовлетворение.

Выбирайте плату, изготовленную на заказ, если вам действительно нужно то, чего не может обеспечить существующее оборудование, или если цель состоит в освоении самого навыка. Для первой попытки хорошо подойдут как модификация открытой конструкции, так и использование простой оригинальной платы.

Что нужно для начала работы

Порог входа низкий. Вам понадобятся три вещи, и ни одна из них не является дорогой.

• Рабочая схема. Перед началом сборки платы необходимо иметь четкое и проверенное представление об электронике, желательно проверенное на макетной плате или в симуляторе.
• Программное обеспечение для проектирования. Бесплатный инструмент EDA (рассмотренный далее) для создания принципиальной схемы и компоновки печатной платы.
• Небольшой первый проект. Что-нибудь достаточно простое, чтобы вы смогли завершить весь процесс от начала до конца, а не застрять на каком-то этапе.

Обратите внимание на то, чего нет в списке: вам не нужна лаборатория, полная оборудования, или многолетний опыт. Изготовлением занимается производитель, поэтому ваша задача — разработка дизайна. Наличие этих трех составляющих на начальном этапе предотвратит задержку первого проекта.

Выбор первого инструмента для дизайна

Два самых популярных бесплатных инструмента, удобных для начинающих, — это KiCad и EasyEDA. Оба позволяют преобразовать схему в файлы для производства. В таблице приведено их сравнение.

Здесь нет неправильного выбора. EasyEDA позволяет проектировать быстрее всего, не требуя установки и обладая обширной библиотекой компонентов; KiCad полностью открыт и масштабируется для серьезной работы. Выберите один, изучите его как следует и помните, что оба экспортируют стандартные файлы, которые вы можете передать любому производителю для изготовления изделий. Производство печатных платТаким образом, вы никогда не окажетесь в безвыходной ситуации.

Путь от идеи до готовой доски

В общих чертах, каждая кастомная доска проходит один и тот же путь. Вам не нужно осваивать каждую деталь с первого раза, достаточно понять общую структуру этого процесса.

1. Зарисуйте схему.нарисуйте схему и соедините компоненты.
2. Обозначьте следы, что придает каждой части ее физический рельеф.
3. Разложите доски, определение контура, размещение деталей и фрезеровка меди.
4. Проверить дизайн, выполняя проверку на соответствие правилам проектирования и исправляя все нарушения.
5. Экспорт и заказгенерирует файлы для производства и отправляет их производителю.
6. Сборка и тестированиесобрать плату и посмотреть, как она себя ведет.

В этом и заключается весь процесс. Детали каждого этапа — это основа мастерства, но первый проект позволит вам освоить все это в приемлемом масштабе. Каждая новая доска, которую вы создадите, облегчит создание следующей.

Выбор реалистичного первого проекта

Самое лучшее решение для новичка — выбрать небольшой первый проект. Слишком амбициозная первая плата — самая распространенная причина, по которой люди теряют мотивацию. Хорошими отправными точками могут быть:

Каждая из этих плат достаточно проста в изготовлении, но при этом обучает основным навыкам: созданию схем, посадочным местам компонентов, размещению, трассировке и упорядочиванию. Завершите одну, извлеките из нее уроки и постепенно переходите к следующей. Не поддавайтесь искушению превратить свою первую плату в проект мечты.

Что ожидать: стоимость, сроки и доработки.

Стоимость и сроки выполнения

Прототипные платы недороги, особенно в небольших количествах, что делает обучение доступным. Сроки изготовления простого прототипа обычно короткие, и вы можете запросить цену на конкретную плату, быстро оформив заказ. ценуЕсли вы хотите, чтобы плата была собрана, а не спаяна вручную, Сборка печатной платы Сервисы автоматически заполнят его за вас.

План пересмотра

Вот что важно: на вашей первой плате, скорее всего, будет хотя бы одна проблема: неправильный контакт, недостающее соединение, необходимость изменения значения. Это нормально, даже для опытных разработчиков, именно поэтому прототипы стоят недорого и заказываются небольшими партиями. Рассматривайте первую плату как обучающую итерацию, исправляйте обнаруженные ошибки и заказывайте доработанную версию. Если вы будете ожидать этого с самого начала, «неудача» превратится просто в следующий шаг.

Ошибки, которые допускают новички.

Практически каждый новичок сталкивается с одним и тем же набором проблем. Зная их заранее, можно избежать большинства из них.

• Неправильные следы. Главная причина неисправности первой платы. Всегда сверяйте каждый контактный вывод с техническими характеристиками.
• Отсутствуют развязывающие конденсаторы. Микросхемам необходимы небольшие конденсаторы, расположенные рядом с выводами питания; их отсутствие приводит к нестабильной работе.
• Правила проектирования оставлены по умолчанию. Установите правила в соответствии с требованиями производителя, а затем устраните выявленные программой проверки нарушения.
• Игнорирование ДРК. Проверка на соответствие правилам проектирования существует для выявления ошибок; рассматривайте каждый пункт как способ исправления, а не как рекомендацию.
• Детали слишком малы для сборки вручную. Если вы планируете паять вручную, избегайте самых маленьких корпусов или закажите сборку платы.

Ничего из этого несложно избежать, если вы об этом знаете. Производитель бесплатный обзор DFM Перед оформлением заказа полезно сделать все возможное, чтобы избежать проблем, которые могут возникнуть у новичка. Это поможет выявить потенциальные трудности, о которых вы, возможно, еще не подозревали.

Понимание факторов, влияющих на стоимость

Знание факторов, влияющих на стоимость платы, поможет вам сделать первый проект доступным по цене. На цену влияют несколько основных факторов.

Как сделать первый проект недорогим

Для первой платы лучше всего использовать небольшие размеры: два слоя, умеренное количество и стандартное покрытие — тогда стоимость останется низкой. По мере того, как конструкция будет доказывать свою эффективность и вы будете заказывать больше, цена за плату будет снижаться — в этом и заключается экономический принцип. сборка печатных плат в больших объемахЕсли вы предпочитаете не паять мелкие компоненты вручную, то учет процесса сборки печатной платы с самого начала часто оправдывает небольшие дополнительные затраты на подготовку.

Изготовление ваших первых досок

Когда проект пройдет все проверки, экспортируйте файлы для производства и отправьте их производителю. Для первой платы полезно выбрать производителя, который также предлагает сборку и проверку проекта, поскольку те же файлы могут использоваться для изготовления платы без компонентов и ее установки, а дополнительный взгляд эксперта поможет выявить ошибки новичка.

По мере роста ваших навыков и подтверждения работоспособности конструкции, одни и те же файлы могут использоваться для создания как нескольких прототипов, так и для крупномасштабной сборки печатных плат без необходимости перепроектирования, а один партнер может справиться со всем — от простой двухслойной платы до специализированных конструкций, таких как гибкие печатные платыТакая преемственность означает, что инструменты и навыки, которые вы освоили в своем первом проекте, сохраняются на протяжении всего процесса производства.

Разработка собственной печатной платы — это навык, которому можно научиться, а не достижение, доступное только экспертам. Начните с малого, выберите удобный инструмент, будьте готовы к доработкам и сделайте первую плату — каждая новая плата чему-то вас научит. Вы можете узнать больше. о компании Highleap Electronics и о том, как мы поддерживаем дизайнеров на всех этапах — от создания первого прототипа до запуска в производство.

Часто задаваемые вопросы

Действительно ли новичок может самостоятельно разработать печатную плату?

Да. Имея бесплатное программное обеспечение, такое как KiCad или EasyEDA, проверенную схему и небольшой первый проект, новичок может создать плату на заказ. Изготовлением занимается производитель, поэтому задача сводится к проектированию. Начав с простого и рассчитывая на одну доработку, это вполне достижимо.

Что лучше использовать: KiCad или EasyEDA?

Оба варианта работают и оба бесплатны. EasyEDA работает в браузере, ничего устанавливать не нужно, и имеет огромную библиотеку компонентов, что позволяет проектировать быстрее всего. KiCad — это программа с открытым исходным кодом и очень функциональная. Выберите одну, хорошо изучите её, и знайте, что обе экспортируют стандартные файлы, которые может создать любой производитель.

Какой проект можно считать удачным первым проектом?

Что-нибудь простое, что вы сможете закончить: светодиодный значок или мигалка, плата расширения для датчика, небольшой корпус микроконтроллера или простая плата регулятора напряжения. Каждая из них демонстрирует полный цикл разработки, схему, посадочные места, размещение компонентов, трассировку и порядок расположения, в приемлемом масштабе. Избегайте слишком амбициозных первых проектов.

Сколько стоит изготовление платы на заказ?

Прототипные платы недороги, особенно в небольших количествах, что делает обучение доступным. Стоимость зависит от размера, количества слоев и объема, поэтому запросите ценовое предложение для вашей конкретной платы. Возможна сборка, если вы предпочитаете не заниматься ручной пайкой.

Будет ли моя первая плата работать?

Часто бывает как минимум одна проблема: неправильный контакт, пропущенное соединение, изменение значения, что совершенно нормально даже для экспертов. Рассматривайте первую плату как обучающую, исправляйте обнаруженные ошибки и заказывайте доработку. Прототипы дешевы именно по этой причине.

Какая самая распространённая ошибка новичков?

Неправильные посадочные места — главная причина неисправности первой платы, за ними следуют отсутствие развязывающих конденсаторов и игнорирование проверки на соответствие проектным нормам. Всех этих проблем легко избежать, если знать о них, а проверка DFM (проектирование для технологичности производства) производителем перед заказом позволяет выявить многие из них.

Почему плата, изготовленная на заказ, стоит дороже?

Основными факторами, влияющими на стоимость, являются размер платы, количество слоев, объем производства, качество обработки поверхности, способ сборки (машинная) и сроки поставки. Для получения недорогой первой платы лучше всего использовать небольшую плату с двумя слоями, умеренным количеством и стандартным покрытием; стоимость одной платы будет снижаться по мере увеличения объемов заказа.

Нужно ли мне тестовое оборудование для проектирования печатной платы?

Проектирование не требуется, оно осуществляется в программном обеспечении, а производитель изготавливает и собирает плату. Для проверки готовой платы полезен простой мультиметр, а по мере развития проекта требуется более совершенное оборудование, но для первой простой платы требуется совсем немного.