Cách thiết kế mạch và tạo PCB bằng Autodesk EAGLE: 9 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Có rất nhiều loại phần mềm CAD (Máy tính hỗ trợ thiết kế) có thể giúp bạn thiết kế và tạo ra PCB (Bảng mạch in), vấn đề duy nhất là hầu hết chúng không thực sự giải thích cách sử dụng chúng và những gì chúng có thể làm.

Tôi đã sử dụng nhiều loại CAD trong quá khứ và tôi phải thừa nhận rằng EAGLE cho đến nay là tốt nhất, mạnh mẽ nhất và dễ sử dụng nhất. Tôi không chỉ nói điều này bởi vì nó thuộc sở hữu của Autodesk, và các nội dung hướng dẫn cũng vậy. Tôi thực sự tin rằng đó là lựa chọn tốt nhất cho cả người mới bắt đầu và người chuyên nghiệp. (Ngoài ra, nếu bạn là sinh viên, bạn có thể nhận miễn phí trong ba năm!)

Trong phần Có thể hướng dẫn này, tôi sẽ hướng dẫn bạn từng bước cách cài đặt EAGLE, cách thiết kế mạch và sử dụng danh sách các bộ phận, sau đó chuyển đổi nó thành PCB.

Bước 1: Cài đặt EAGLE

Bước đầu tiên trong việc tạo ra PCB của bạn là… ngạc nhiên bất ngờ, tải xuống phần mềm để làm như vậy. EAGLE được hỗ trợ trên hầu hết các hệ điều hành và có thể dễ dàng lấy từ trang web của Autodesk.

1. Đầu tiên, hãy truy cập https://www.autodesk.com/products/eagle/overview và nhấp vào nút "đăng ký" ở giữa trang; sau đó nó sẽ yêu cầu bạn chọn gói nào bạn muốn. 2. Bây giờ nó sẽ nhắc bạn đăng nhập hoặc tạo tài khoản. 3. Bạn sẽ có tùy chọn về cách thanh toán, chọn hệ điều hành bạn muốn và phiên bản. Sau đó sản phẩm sẽ được tải xuống. Để cài đặt, hãy làm theo hướng dẫn trên trình hướng dẫn cài đặt.

Bước 2: Bắt đầu

Thời điểm đã đến, bây giờ bạn có thể mở nó lần đầu tiên! Khi bạn đã mở và đăng nhập, bạn sẽ được chào đón bằng bảng điều khiển. Đây là nơi bạn có thể tìm thấy các thiết kế và mô hình của mình cũng như xem thông tin cập nhật mới.

Để tạo một giản đồ mới:

1. Nhấp vào "Tệp" ở đầu trang, sau đó đi tới "Mới"> "Sơ đồ". Thao tác này sẽ hiển thị một cửa sổ mới, trong đó bạn có thể bắt đầu tạo sơ đồ của chúng tôi.

2. Bắt đầu bằng cách cài đặt các thư viện cho các phần bạn muốn sử dụng. Để thực hiện việc này, hãy nhấp vào "Thêm Phần" trên thanh bên. Thao tác này sẽ mở ra một cửa sổ khác, trong đó bạn có thể chọn các bộ phận để thêm và sử dụng. Bạn sẽ cần tải xuống các thư viện bộ phận.

3. Để thực hiện việc này, hãy nhấp vào "Mở Trình quản lý Thư viện" ở góc dưới cùng bên trái. Bạn sẽ thấy một cửa sổ khác; nhấp vào "Có sẵn" ở giữa bên phải. Điều này sẽ hiển thị cho bạn tất cả các thư viện bộ phận có thể có mà EAGLE phải cung cấp. Bạn có thể chọn bất kỳ cái nào bạn muốn tải xuống nhưng tôi khuyên bạn nên sử dụng tất cả chúng.

4. Sau khi bạn đã đánh dấu những cái bạn muốn, hãy nhấp vào "Sử dụng" ở góc dưới cùng bên phải của cửa sổ. Thao tác này sẽ bắt đầu tải xuống tất cả các thư viện phần bạn đã chọn. Quá trình này có thể mất một chút thời gian vì vậy bây giờ sẽ là thời điểm tốt để ăn nhẹ và sẵn sàng bắt đầu tạo sơ đồ và bảng của bạn. Sau khi tất cả các Thư viện được tải xuống, bạn có thể đóng cửa sổ "Trình quản lý Thư viện".

Bước 3: Tạo sơ đồ của bạn

1. Bắt đầu sơ đồ của bạn bằng cách tìm kiếm các phần bạn muốn trong cửa sổ "Thêm Phần" đã mở (hoặc chọn nó trong thanh bên). Khi bạn đã tìm thấy phần, hãy nhấp đúp vào phần đó và nó sẽ đưa bạn trở lại sơ đồ của bạn.

2. Để đặt bộ phận, hãy nhấp vào nơi bạn muốn nó đi. Sau khi bạn đã sắp xếp tất cả các bộ phận của mình, hãy chọn "Net" trong thanh bên để vẽ các kết nối giữa các bộ phận để bạn biết vị trí cần vẽ các dấu vết (các dây đồng bên trong PCB).

3. Để vẽ các dấu vết, hãy chọn "Net" và di chuột qua chốt của phần bạn muốn kết nối. Khi một vòng tròn màu xanh lá cây xuất hiện, hãy nhấp vào nó và sau đó nhấp vào ghim bạn muốn kết nối với nó.

Để xóa một phần, hãy chọn "Xóa" trong thanh bên và nhấp vào giữa phần bạn muốn xóa.

Để di chuyển một bộ phận, hãy chọn "Di chuyển" trong thanh bên và nhấp vào tâm của bộ phận bạn muốn di chuyển, thao tác này sẽ làm cho nó chuyển sang màu đỏ tươi. Di chuyển nó đến nơi bạn muốn và nhấp lại để đặt.

Để xoay một bộ phận, hãy chọn "Xoay" trong thanh bên và nhấp vào tâm của bộ phận đó để xoay nó 90º theo chiều kim đồng hồ.

Để tạo kết nối GND (Mặt đất) hoặc VCC (Điện áp tại Bộ thu chung), hãy chuyển đến menu "Thêm" và tìm kiếm VCC hoặc GND.

Bạn cũng có thể thêm chú thích, hình dạng và văn bản bằng cách nhấp vào các tính năng đó trong thanh bên.

Có rất nhiều cách khác để thao tác các bộ phận và thiết kế của bạn mà tôi thậm chí sẽ không đi sâu vào chúng trong hướng dẫn cơ bản này. Kiểm tra chúng trong "chỉnh sửa" ở đầu màn hình của bạn. Tôi khuyên bạn nên chơi với chúng ngay cả khi bạn không biết chúng làm gì.

Hãy vui vẻ khi tạo sơ đồ của bạn và chơi với các công cụ khác nhau mà EAGLE cung cấp.

Bước 4: Bố trí các thành phần cho PCB của bạn

Đã đến lúc tạo bảng của bạn!

1. Khi bạn đã tạo thành công giản đồ của mình, hãy lưu nó và sau đó nhấn nút "Tạo / chuyển sang bảng" ở trên cùng bên trái của giao diện hoặc trong "Tệp" ở đầu trang. Thao tác này sẽ hiển thị một cửa sổ mới với nền đen và tất cả các bộ phận của bạn được sắp xếp trong đó.

2. Nếu bạn muốn thay đổi hình dạng của bảng mà bạn đang đặt các bộ phận của mình từ mặc định, hãy nhấp vào "Lớp" ở góc trên cùng bên trái của giao diện và thay đổi thành "Kích thước". Điều này có nghĩa là bạn đang chỉnh sửa kích thước của chính bảng.

Để thay đổi chúng, hãy nhấp vào một trong các góc của hình chữ nhật có sẵn và kéo nó đến bất kỳ kích thước nào bạn muốn hoặc đi tới "Vẽ" ở đầu trang và chọn loại bảng hình dạng bạn muốn (hình chữ nhật, đa giác, vòng tròn, v.v.).

3. Bây giờ bạn đã tạo ra một bo mạch phù hợp, đã đến lúc bắt đầu bố trí các thành phần của bạn. Nhấp vào bất kỳ thành phần nào bạn muốn đặt và kéo nó đến vị trí mong muốn trên bảng. Để thay đổi thành phần nằm trên mặt nào của bảng, hãy nhấp vào tùy chọn "Gương" trên thanh bên và chọn (các) thành phần bạn muốn hoán đổi các mặt.

Để xoay một thành phần, hãy sử dụng chức năng "Xoay" trên thanh bên.

4. Khi tất cả các bộ phận của bạn đã được đặt xong, đã đến lúc bắt đầu tạo dấu vết. Đây là những dây đồng sẽ tạo ra kết nối điện giữa các thành phần của bạn. Để thêm chúng, bạn có hai tùy chọn: Sử dụng tính năng tự động định tuyến của EAGLE để tự động tạo dấu vết (nếu bạn làm điều này, hãy bỏ qua bước 7) hoặc vẽ chúng theo cách thủ công.

Bước 5: Tạo dấu vết của riêng bạn

1. Để tạo dấu vết của bạn theo cách thủ công, trước tiên hãy tính độ dày bạn muốn bằng cách sử dụng máy tính chiều rộng vết. Tôi sử dụng https://www.4pcb.com/trace-width-calculator.html (không được tài trợ), tuy nhiên bạn có thể sử dụng bất kỳ cái nào bạn thích.

2. Khi bạn đã xác định được dấu vết độ dày bạn muốn, hãy nhấp vào menu thả xuống "Lớp" và chọn lớp bạn muốn tạo đầu tiên. Chọn chức năng "Tuyến đường" trên thanh bên. Để tạo dấu vết với độ dày mong muốn của bạn, hãy sử dụng cài đặt "Chiều rộng" ở trên cùng bên trái của cạnh giao diện.

3. Tạo dấu vết bằng cách chọn bất kỳ chốt / chân / miếng đệm nào bạn muốn làm điểm bắt đầu theo dõi. Dấu vết sẽ xuất hiện dưới dạng một đường màu đỏ kéo dài từ đầu dấu vết đến con chuột của bạn. Ngoài ra, bạn cũng sẽ thấy các đường màu vàng kéo dài từ cuối dấu vết đến chốt / chân / miếng đệm; đây là những kết nối điện mà bạn đã thiết kế trong sơ đồ của mình.

4. Để tạo kết nối, hãy nhấp vào bất kỳ ghim nào bạn muốn gắn dấu vết của mình vào. Nếu bạn muốn thực hiện dấu vết của mình xung quanh một cái gì đó hoặc có một góc, hãy nhấp vào nơi bạn muốn dấu vết quay lại và sau đó di chuyển chuột đến bất kỳ nơi nào bạn muốn có góc hoặc kết nối tiếp theo. Tiếp tục làm điều này với tất cả các kết nối của bạn cho đến khi không còn đường màu vàng. Cố gắng không tạo góc 90º vì đây là những góc khó sản xuất; thay vào đó sử dụng hai góc 45º để kết nối các dấu vết.

5. Nếu bạn muốn kết nối giữa các lớp, hãy sử dụng chức năng "Qua" trên thanh bên. Điều này tạo ra một kết nối giữa các lớp trên cùng và dưới cùng dưới dạng một chấm nhỏ.

6. Nếu bạn muốn tạo lỗ để lắp, hãy sử dụng chức năng "Hole" trên thanh bên. Để thay đổi kích thước của lỗ, nhấp chuột phải vào nó và chọn "Thuộc tính" và thay đổi cài đặt "Khoan" cho phù hợp.

Bước 6: Tạo Groundplane & Silkscreen

Có nhiều kiểu / bố cục PCB khác nhau, dành cho người mới bắt đầu. Tôi đề xuất một trong hai: hoặc kết nối trực tiếp tất cả các thành phần của bạn với nhau bằng dấu vết. Ngoài ra, hãy tạo tất cả các kết nối của bạn ngoại trừ những kết nối với đất và sau đó có toàn bộ phần còn lại của lớp hoặc phần lớn là một mặt phẳng nối đất bằng đồng nguyên khối (điều này tạo ra tất cả các kết nối trên mặt đất mà không có nhiều vết). Trong biểu đồ trên, các đường màu xanh lam là dấu vết trên một lớp và màu đỏ là lớp đồng rắn (mặt phẳng nền). Các dấu vết màu xanh là kết nối tất cả các kết nối không nối đất và lớp màu đỏ kết nối tất cả các kết nối đất.

1. Chọn lớp bạn muốn làm việc bằng cách sử dụng cài đặt "Lớp" ở góc trên cùng bên trái. Khi bạn đã chọn lớp, hãy sử dụng chức năng "Đa giác" trên thanh bên và vẽ đường viền cho bất kỳ hình dạng mặt phẳng nào bạn muốn.

2. Biến mặt đất này thành mặt đất, sau khi bạn đã tạo tất cả các dấu vết khác mà bạn muốn, bằng cách nhấp vào "Ratsnest" trên thanh bên. Phần còn lại của bảng sau đó sẽ trở thành vùng đồng rắn. Để thay đổi khoảng trống giữa mặt phẳng mặt đất và các dấu vết so với mặc định, hãy điều chỉnh cài đặt "Khoảng cách" ở trên cùng bên phải của giao diện.

3. Để hoàn thành bảng của bạn, bạn có thể thêm một màn hình lụa. Đây là một lớp mực mỏng được in trên bề mặt của PCB để hiển thị các hướng, vị trí và các thành phần (chúng được thực hiện tự động cho bạn trừ khi bị vô hiệu hóa / loại bỏ.). Nó cũng có thể được sử dụng cho mục đích trang trí.

4. Nếu bạn muốn thêm văn bản hoặc hình dạng vào màn hình lụa, hãy thay đổi lớp bạn đang chỉnh sửa bằng cách sử dụng cài đặt "Lớp" ở góc trên cùng bên trái thành "tPlace" hoặc "bPlace." Thao tác này sẽ thay đổi màn hình lụa tương ứng trên các lớp trên cùng hoặc dưới cùng. Sử dụng một trong các chức năng "Vẽ" trong thanh bên để tạo bất kỳ mẫu / thiết kế nào bạn muốn.

Nếu bạn đã làm theo hai bước cuối cùng, vui lòng bỏ qua Bước 7.

Bước 7: Sử dụng Autorouter

Thay vì vẽ tất cả các dấu vết theo cách thủ công, bạn có thể sử dụng máy tính tự động. Chức năng này sử dụng một thuật toán để vẽ các dấu vết cho bạn. Điều này rất hữu ích nếu bạn không có nhiều thời gian hoặc không thể làm phiền khi làm thủ công. Tuy nhiên, sẽ mất một vài thao tác với các cài đặt để nó hoạt động tốt. Và, tốt như máy tính tự động của EAGLE, nó vẫn chưa hoàn hảo và bạn vẫn cần xem xét và điều chỉnh công việc của nó.

1. Để sử dụng máy tính tự động, trước tiên bạn sẽ phải cho phần mềm biết chiều rộng mà bạn muốn các dấu vết khác nhau là bao nhiêu. Để thực hiện việc này, hãy quay lại Chế độ xem sơ đồ và chọn "Chỉnh sửa"> "Lớp mạng". Thao tác này sẽ hiển thị một cửa sổ mới với nhiều hàng khác nhau trong đó.

Trong lần đầu tiên, thay đổi cài đặt "Chiều rộng" thành chiều rộng mong muốn của dấu vết chuẩn; đây là mặc định và sẽ tự động đặt tất cả các dấu vết thành chiều rộng này (bạn có thể thay đổi chúng sau này).

2. Nếu bạn muốn một số dấu vết rộng hơn, hãy chuyển đến hàng bên dưới dấu vết đầu tiên và đổi tên nó (ví dụ: Ground). Sau đó, bạn có thể thay đổi chiều rộng và các cài đặt khác theo cách bạn muốn. Lặp lại các bước này cho mọi dấu vết có kích thước khác nhau mà bạn muốn trên bảng của mình. Khi bạn hài lòng với các thay đổi của mình, hãy nhấn "OK" ở phía dưới bên trái.

3. Để thay đổi các dấu vết khác nhau thành các cài đặt kích thước khác nhau, hãy chọn chức năng "Thông tin" trên thanh bên và nhấp vào dấu vết bạn muốn thay đổi. Bây giờ hãy nhấp vào menu thả xuống "Net Class" ở gần cuối và chọn tùy chọn bạn muốn. Nhấn "OK" khi bạn hài lòng.

4. Bây giờ bạn đã sẵn sàng để chạy máy tính tự động: quay lại Chế độ xem PCB và nhấn chức năng "máy tính tự động" trên thanh bên. Một cửa sổ mới sẽ xuất hiện với tất cả các cài đặt cho máy tính tự động hiển thị. Đối với hướng dẫn về kiến thức cơ bản, không có điều nào trong số này là quan trọng, vì vậy chỉ cần nhấn vào nút "Tiếp tục" ở dưới cùng và sau đó nhấp vào "Bắt đầu". Sau đó phần mềm sẽ thực hiện công việc của nó. Quá trình này có thể mất một chút thời gian, vì vậy hãy ngồi lại và thư giãn một chút.

Khi nó đã ngừng thực hiện các thay đổi, hãy nhấp vào "End Job" và xem qua PCB để sửa chữa bất kỳ lỗi nào mà nó có thể đã mắc phải.

Bước 8: Xuất khẩu Gerbers và BOM để chế tạo

Cuối cùng thì bạn cũng đã hoàn thành việc thiết kế PCB của mình! Hãy tự vỗ về mình vì tất cả công việc bạn đã bỏ ra. Bạn xứng đáng được như vậy.

Mặc dù bạn vừa hoàn thành thiết kế sơ đồ và bảng của chúng tôi, nhưng niềm vui chỉ mới bắt đầu. Bước này chỉ cho bạn cách lấy ý tưởng và thiết kế của bạn và biến nó thành hiện thực (tức là: tạo ra một PCB vật lý).

1. Nếu bạn muốn đặt hàng thiết kế PCB của mình từ một dịch vụ chuyên nghiệp, bạn có thể sử dụng chức năng "Báo giá PCB" ở phía trên bên phải của giao diện. Điều này sẽ đưa bạn đến dịch vụ chế tạo PCB của Element14. Làm theo hướng dẫn trên trang web của họ.

2. Nếu bạn muốn nó được chế tạo bởi một số nhà sản xuất khác, bạn sẽ phải xuất các tệp Gerber (tệp chứa thông tin về thiết kế PCB của bạn). Thực hiện việc này bằng cách sử dụng chức năng "Bộ xử lý CAM" ở phía trên bên trái của giao diện.

Một cửa sổ mới sẽ xuất hiện: nhấp vào "Load Job File"> "Local CAM Jobs"> "gerb274x-mill-drill.cam" ở góc trên cùng bên trái của cửa sổ. Chọn hộp bên cạnh menu thả xuống có nhãn "Xuất dưới dạng ZIP".

Nhấp vào từng lớp trên thanh bên một lần và đảm bảo rằng KHÔNG chọn "Gương" trong "Kiểu", tức là: bỏ chọn nó.

3. Sau khi hoàn tất, bạn có thể nhấn "Xử lý công việc" ở góc dưới cùng bên trái của cửa sổ. Một cửa sổ khác sẽ mở ra, nơi bạn có thể lưu công việc của mình ở bất cứ đâu bạn muốn.

Bây giờ bạn có thể gửi nó đến bất kỳ dịch vụ chế tạo nào bạn thích, đặt hàng các bộ phận và hàn!

4. Ngoài ra, bạn có thể tự khắc PCB. Để thực hiện việc này, tôi đề xuất bài viết của Yeo Kheng Meng về cách xuất hình ảnh để thực hiện việc này: "https://yeokhengmeng.com/2016/03/eagle-file-to-diy-pcb-etching/" (không được tài trợ).

5. Để tạo một B. O. M. (Bill Of Materials) để đặt hàng các bộ phận, vào Schematic View và sử dụng chức năng "Run ULP" ở phía trên bên trái của giao diện. Thao tác này sẽ xuất hiện một cửa sổ mới, chọn "BOM" và nhấn Enter. Điều chỉnh cài đặt theo sở thích của bạn và sau đó lưu công việc của bạn.

Bước 9: Kết luận

Xin chúc mừng, bạn đã đi đến phần cuối của Phần hướng dẫn! Bạn xứng đáng nhận được huy chương. Tôi biết nó dài nhưng thật khó để ghép quá nhiều nội dung vào một bài hướng dẫn duy nhất.

Tôi hy vọng rằng bây giờ bạn có kiến thức và kỹ năng để cài đặt EAGLE, thiết kế sơ đồ và biến nó thành PCB. Mặc dù Instuctable này có vẻ dài và phức tạp, nhưng nó thực sự không quá khó nếu bạn chia nhỏ nó thành các bước đơn giản.

Nếu bạn có bất kỳ lời khuyên, góp ý hoặc câu hỏi, xin vui lòng để lại trong phần bình luận. Đây là những điều vô giá đối với tôi vì nó sẽ giúp tôi cải thiện các Tài liệu hướng dẫn sau này của mình.

Nếu bạn nghĩ rằng tôi xứng đáng với phiếu bầu của bạn trong Cuộc thi PCB, vui lòng làm như vậy bên dưới.

Chúc các bạn may mắn và luôn vui vẻ!