[FabNotes13] 作業(yè)6:電路設(shè)計(jì) | Week6 - Electronics Design

學(xué)習(xí)電路設(shè)計(jì)這周的作業(yè)是:

Redraw the echo hello-world board

  • add (at least) a button and LED (with current-limiting resistor)
  • check the design rules, and make it
  • extra credit: simulate its operation

也就是從零開始設(shè)計(jì)一塊電路板,并且動手做粗來。

這時,電路小白有點(diǎn)方避矢,扒出別人的作業(yè)開始照貓畫虎尤溜。

1. 導(dǎo)入元件庫

電路設(shè)計(jì)的軟件有很多仪召,選了據(jù)說功能最強(qiáng)大的 Eagle(主要是以前同學(xué)的教程基本都是用的 Eagle)敷搪。Eagle 提供了海量的電子元件庫循捺,而且 FabAcademy 作業(yè)的庫也已經(jīng)有人整理好了稼锅。在開工之前吼具,先下載元件庫并導(dǎo)入到 Eagle。

Eagle 界面的功能圖標(biāo)簡直讓人抓瞎矩距,完全看不懂什么意思拗盒,只好一個一個懸停等看 tooltip。頂部工具欄有一個好像三個溫度計(jì)的圖標(biāo)锥债,用來導(dǎo)入元件庫陡蝇。

2. 選擇元件到畫布

Eagle 主要分成兩種文件/視圖:schemetic 用于元件布局和指定元件關(guān)系,保存為 .sch 文件哮肚;board 用于生成線路登夫,保存為 .brd 文件。

元件庫準(zhǔn)備就緒后允趟,我們需要把電路中用到的所有元件一口氣都找出來恼策,加到設(shè)計(jì)中。首先拼窥,把最重要的微控制器 ATtiny44 找到戏蔑。在 FAB 元件庫中選擇 ATTINY44-SSU ,然后點(diǎn)「ok」鲁纠,鼠標(biāo)放置到合適的位置上总棵,再點(diǎn)擊,元件就放好了改含。

放好一個元件后情龄,按下「esc」鍵,可以快速回到元件選擇面板,繼續(xù)添加其他元件:

3. 完成電路設(shè)計(jì)

所有元件添加好以后骤视,需要對元件名鞍爱、值、引腳等做出相應(yīng)的修改专酗。其中最關(guān)鍵的是睹逃,將每個需要用到的引腳,拉出一條線祷肯,并且打上需要連接元件的標(biāo)簽沉填。這個過程會用到下面這些功能:

這一步坑很多。必需仔仔細(xì)細(xì)檢查每一個引腳的標(biāo)簽到底有沒有打?qū)τ铀瘛6覐囊_引出來的線不能跟引腳本身重合翼闹,而只能恰好在接觸的地方有一個交點(diǎn)。如果在設(shè)計(jì)視圖沒有把所有細(xì)節(jié)弄對蒋纬,到電路板視圖時猎荠,就會死活連不好。推倒重來幾次后蜀备,終于完成了 schematic 視圖:

4. 生成電路板

點(diǎn)擊元件庫按鈕旁邊的 "Generate/Switch to board" 按鈕关摇,來到雞(zhe)凍(mo)人(si)心(ni)的電路板視圖:

程序會根據(jù)設(shè)計(jì)視圖中,所有元件的連接關(guān)系琼掠,自動打好虛擬連接線(黃色的細(xì)線拒垃,不能在 board 視圖中刪除,必需回到 schemetic 視圖中修改引腳關(guān)系)瓷蛙。

把所有元件拖到白色矩形框內(nèi)悼瓮,用 move / rotate 等命令去調(diào)整元件的位置和擺放。這時最好把 Grid 設(shè)置中的網(wǎng)格改小一些艰猬,不然難對齊横堡。

看上去所有元件已經(jīng)各就各位。下面要開始拉線路軌跡了冠桃。這時可以再使用一下 "Ratsnest" 命令命贴,清除掉冗余的連接線。

試著用了一下 Autorouter 自動連線功能食听,但是效果并不好胸蛛,有些線沒連上,走線也比較混亂:

5. 手動連線

自動連線的美夢破裂樱报,只好自己動手葬项。選中一個引腳,視圖中會高亮出要跟這個引腳連接的所有引腳迹蛤,拉出線路按照橫平豎直拐角45°的規(guī)則民珍,把它們都連起來襟士。每連接好兩個腳,細(xì)黃線就會消失嚷量,說明連對了陋桂。到最后沒有黃色細(xì)線剩下,就說明全部連完鳥蝶溶。連線時有個小技巧:右鍵可以快速切換連線的類型(直線/向下45°角/向上45°角)

連線完成之后嗜历,可以在圖層管理中,隱藏掉除了“top”以外的所有圖層身坐,就能看到顏值提升的成品了:


Downlong my eagle files

6. 導(dǎo)出

導(dǎo)出電路板 traces 圖層時秸脱,只選擇顯示“top”層就夠了落包。這里需要勾選上“Monochrome”單色選項(xiàng)部蛇,方便導(dǎo)出成黑白圖像,給到 fab module 做識別咐蝇。

然后涯鲁,隱藏除了 "Dimension" 之外的其他圖層,導(dǎo)出電路板邊框:

7. 切割

又到了 milling 時間有序。把剛才導(dǎo)出的 png 文件傳到 fab modules 里抹腿。png 用的 1500 dpi ,效果看起來還不錯:

折騰了好幾次貼板旭寿、換頭警绩、校準(zhǔn)、調(diào)零盅称,開切:

新?lián)Q的 1/64 刀頭果然比較給力肩祥。除了名字那里有點(diǎn)毀,切好的板子一副良民模樣:

8. 組裝

終于到了最后一步缩膝,組裝元件混狠。

從一大堆元件包中,一個一個翻出需要用到的元件疾层,簡直不能更崩潰 —— 丫們一個比一個小将饺,恨不得五指全變鑷子才抓得住。居然花了差不多20分鐘才湊齊所有元件痛黎。為了保險(xiǎn)起見予弧,先在白紙上把大家擺好,然后用筆畫出連線湖饱。一會照著連就是了掖蛤。

焊元件過程還是相當(dāng)愉快的,雖然還是掌握不好焊第一個引腳時的技巧琉历,手一抖就歪掉…… 但已經(jīng)比第一次熟練多了坠七。

全部焊完以后才發(fā)現(xiàn)……有放大鏡水醋,我為什么沒有看到…………

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