#1 Sprint Layout 6.0 návrhový systém pre PCB
využitie a prehľad funkcií
Napriek nízkej cene je Sprint Layout kompletným a plnohodnotným nástrojom, pomocou ktorého môžete pomerne rýchlo navrhnúť profesionálne vyzerajúce jednostranné a obojstranné dosky s plošnými spojmi. Stručne si preberieme a poukážeme na najdôležitejšie možnosti tohto programu. Potom vás krok za krokom prevedieme procedúrou na základe jednoduchého príkladu, s tipmi ako pracovať s funkciou "ratsnest" a ukážeme si prácu s funkciou "autorouter".
Úvod do Sprint Layout od Abacomu
Každý z nás ktorý majú elektroniku za svoje hobby, alebo povolanie, si v dnešnej dobe môže vybrať z veľkého množstva programov pre DPS s rôznymi profesionálnymi funkciami. Pre väčšinu situácií v oblasti hobby však tieto programy ponúkajú príliš veľa možností, ako ako prakticky využijete. Výsledkom je, že bez predošlých skúseností s týmito programami sa vo všetkých týchto možnostiach doslova rýchlo doslova. Stručne povedané, väčšina programov pre návrh DPS má dosť ťažkopádne ovládanie a možnosť "naučenia sa s nimi plnohodnotne pracovať" je záležitosťou minimálne na pol roka.
Nemecká softvérová spoločnosť Abacom Ingenieurgesellschaft ponúka každému elektronickému nadšencovi, ktorý občas potrebuje navrhnúť dosku plošných spojov svoju ľahkú a lacnú alternatívu. Za cenu päťdesiat eur si môžete stiahnuť program Sprint Layout alebo si ho kúpiť na CD-ROM.
Pre Windows v troch jazykoch
Sprint Layout je aktuálne vo verzii 6.0 a je vhodný pre všetky verzie Windows. Program môžete nainštalovať v angličtine, nemčine alebo francúzštine.
Inštalácia programu
Po výbere jazyka je inštalácia Sprint Layout veľmi rýchla a bez problémov. Na pracovnú plochu sa nainštaluje spúšťacia ikona, po dvojitom kliknutí sa program otvorí s novým prázdnym pracovným oknom.
Všetky dosky plošných spojov v tomto článku sú vytvorené pomocou programu Sprint Layount.
V tomto článku sú opísané rôzne zapojenia a spôsob vytvárania dosiek plošných spojov. Všetky dosky plošných spojov, ktoré s tým súvisia, sú navrhnuté v programe Sprint Layount. Na nasledujúcom obrázku je vidno, čo môžete od tohto programu očakávať.
Niekoľko príkladov dosiek plošných spojov navrhnutých programom Sprint Layount.
Najdôležitejšie možnosti programu Sprint Layount
Integrovaný "autorouter"
Aby sme sa dostali k veci, program nemá žiadny import predlohy, či sschémy a samotný návrh dosky plošného spoja je preto podľa jej veľkosi a zložitosti dosť časovo náročnou záležitosťou. Napriek tomu je integrovaných množstvo funkcií, ktoré automatizujú časť manuálnej práce. Napríklad je k dispozícii integrovaný "autorouter", pomocou ktorého môžete automaticky ukladať medené spoje jeden po druhom. Najprv musíte ručne natrasovať prepájaciu sieť medzi komponentami "ratsnest": priame spojenia medzi jednotlivými spájkovacími bodmi, ktoré musia byť navzájom spojené. Potom spustíte "autorouter" a kliknete na všetky riadky "ratsnest", ktoré sa následne pregenerujú jeden po druhom. Tieto sú potom nahradené medenými spojmi, ktoré program prehľadne spracuje okolo existujúcich medených spojov a ďalších prekážok.
Sedem vrstiev "layers"
Sprint Layout podporuje až sedem vrstiev spojov. Strana DPS, na ktorú sú komponenty neskôr osadené, obsahuje vrstvy S1 a C1. "S" znamená "Silk Screen Layer", vrstvu, na ktorú nakreslíte komponenty. "C" znamená "Copper Layer", vrstvu, na ktorú nanášate spájkovacie ostrovy (pad’s) a medené spoje (track’s). Druhá strana DPS obsahuje vrstvy S2 a C2. Musíte pochopiť význam týchto štyroch vrstiev. Ak navrhujete jednostrannú DPS, môžete použiť iba vrstvy S1 a C2. Všetky medené časti potom patria do vrstvy C2, všetky prvky výkresu sú na vrstve S1. Každá vrstva je reprezentovaná svojou vlastnou farbou, čo vedie k veľmi dobrému prehľadu na DPS. Napríklad v štandardnom nastavení je všetko na vrstve S1 nakreslené červene a všetko na vrstve C2 je nakreslené zeleno. Kedykoľvek je aktívna iba jedna vrstva. Mali by ste tomu venovať pozornosť, pretože v opačnom prípade je zaručené, že sa niečo pokazí a nakreslíte komponent na stranu medi - stranu spojov. V ľavom dolnom rohu okna vidíte, ktorá vrstva je aktívna, viď obrázok nižšie. Kliknutím na kruh pod názvom môžete aktivovať ďalšiu vrstvu. Ak teda použijete spájkovací bod, musíte najskôr aktivovať vrstvu C2. Ak do DPS píšete číslo komponentu, napríklad R1, musíte najprv aktivovať vrstvu S1. Vrstvy môžete zviditeľniť a zneviditeľniť kliknutím na názov vrstiev.
Okrem týchto štyroch vrstiev sú ešte ďalšie tri vrstvy. Vrstva "O" je určená na kreslenie obrysu alebo okraja DPS a je dôležitá iba v prípade, ak je vaša DPS automaticky frézovaná pomocou CNC stroja. Vrstvy "I1" a "I2" sú dôležité iba v prípade, že navrhujete viacvrstvovú DPS, ale pre bežnú potrebu to určite využívať nebudete.
Nástroj "layers" pomocou ktorého nastavujete, ktoré vrstvy vidíte.
Práca s komponentami (macro’s)
V programe Sprint Layout sú makra - elektronické komponenty. Makro pozostáva zo zjednodušeného grafického znázornenia komponentu (outline), ktorá sa automaticky vykreslí na stranu spojov a množstva spájkovacích bodov (pad’s), ktoré sa automaticky umiestnia na stranu spojov. Tieto makrá tvoria základ vášho návrhu a umiestnenie makier je jedným z prvých krokov pri navrhovaní DPS. Sprint Layout obsahuje rozsiahlu knižnicu makier, ale do knižnice môžete ľahko pridať svoje vlastné makrá, ktoré si sami vytvoríte. Makrá nie sú aktívne pri spustení programu. K adresárom makier sa dostanete kliknutím na možnosť "Macro library" v ponuke "Options". Na pravej strane pracovnej obrazovky sa zobrazí podokno "Macros", ktoré umožňuje prístup k celej knižnici komponentov. Ak kliknete na komponent, objaví sa pod skutočnou veľkosťou v knižnici, pozri obrázok nižšie. Vybrali sme makro "DIL-14" z knižnice "USER" "DIL". Všimnete si červenú farbu pre výkres komponentu a zelenú farbu pre spájkovacie body. Ak pretiahnete toto makro do výkresového hárku, obidve časti sa automaticky uložia do správnej vrstvy.
V knižnici makier sa nachádzajú aj všetky známe púzdra SMD. Spájkovacie body sa potom automaticky ukladajú na vrstvu C1.
Z knižnice makier vyberte komponenty, ktoré chcete použiť pri návrhu DPS.
Príklady
Aby sme získali aký taký pojem o rozsahu knižnice makier, zhromaždili sme na nasledujúcom obrázku niekoľko makier. Upozorňujeme, že toto je len veľmi obmedzený výber zo stoviek komponentov, ktoré máte k dispozícii. Okrem toho si môžete tiež stiahnuť ďalšie komponenty z webu výrobcu, ktoré navrhli užívatelia programu, alebo si vytvoriť vlastné makrá komponentov.
Niekoľko príkladov komponentov, ktoré sú k dispozícii.
Tvorba spájkovacích miest (cesty a priechody)
Aj keď keď máe k dispozícii obrovskú knižnicu makier aj tak sa nevyhnete potrebe ručne vyrobiť niečo málo spájkovacích bodov, Sprint Layout má všetky možnosti, ktoré v tejto časti potrebujete. V ľavom zozname nájdete nástroj "Pad". Ak na to kliknete, môžete k svojmu dizajnu pridať samostatné pady. Ak kliknete na šípku vedľa názvu "Pad", zobrazí sa vám výberový zoznam, kde si môžete vybrať požadovaný tvar spájkovacieho padu. Začiarknutím možnosti "Trough pad" sa vybraný bod stane priechodom alebo cestou, ktorá musí byť počas výroby vašej DPS metalizovaná. Táto voľba umiestni cestu na obidve medené vrstvy vašej DPS. Položka "Via" je reprezentované inou farbou, štandardne nastavenou na svetlo modrú.
Pomocou nástroja "SMD-Pad" môžete vytvárať body pre komponenty SMD rovnako rýchlo.
Ručné kreslenie spájkovacích bodov.
Kreslenie spojov
Aj keď funkcia "Autoroute" vyžaduje určitý čas, stále sa nemôžete vyhnúť ručnému vkladaniu spojov. V zozname vľavo vyberte nástroj "Track". V okne na obrázku nižšie zadajte hrúbku stopy. Presuňte myš na začiatočný bod medenej dráhy a stlačte ľavé tlačidlo myši. Ak potom pohnete kurzorom, uvidíte vytvorenú medenú cestu. Znova kliknite ľavým tlačidlom myši, ak chcete v stope urobiť rohový bod. Pokračujte týmto spôsobom, až kým nedosiahnete koncový bod trasy. Potom kliknite na pravé tlačidlo myši a zatvorte stopu medi. V predvolenom nastavení je rozloženie Sprint nastavené tak, aby ste mohli nakresliť iba vodorovné, zvislé a zvislé stopy pod uhlom 45 °.
Definujte stopy, cesty a cesty pre SMD
Užitočnou funkciou rozloženia Sprintu je, že môžete definovať rozmery troch základných prvkov jednotlivo. Ak chcete vytvoriť stopu, ktorú ste nakreslili so šírkou 0,7 mm, kliknite na ňu. V okne nižšie môžete nastaviť šírku tejto stopy. To isté platí pre body pod SMD.
Môžete však tiež definovať novú cestu so špecifickými rozmermi. Predpokladajme, že často potrebujete bod s vonkajším priemerom 3 mm a vnútorným priemerom 0,7 mm. V okne zadajte tieto informácie. Teraz kliknite na symbol ▼ vedľa symbolu cesty. Zobrazí sa kontextové okno so zelenou možnosťou "+" už vybranou. Po kliknutí na túto možnosť sa do zoznamu zahrnie cesta s rozmermi 3 / 0,7 mm a dá sa znova a znova vyvolať.
Nastavenie rozmerov padov pre SMD a THT komponenty.
Ľahko navrhnite nové makrá pomocou sprievodcu Footprint
Ak chcete do DPS zahrnúť napríklad pozíciu otočného prepínača, zistíte, že takúto časť nemožno nájsť v knižnici. Predpokladajme, že chcete do DPS zahrnúť otočný prepínač typu Lorlin 4x3. Prejdite do ponuky "Extras" a vyberte možnosť "Footprint Wizard", pozri obrázok nižšie. Ako typ stopy zvoľte "Dualcular" a nastavte "Number Pads" na 12. Z technických údajov tohto prepínača viete, že štyri stredné základné kontakty sú v kruhu s priemerom 7,70 mm. Túto hodnotu zadajte do "d". Potom musíte vypočítať "y". To je rozdiel medzi stredným a vonkajším kruhom s kontaktmi. Priemer vonkajšieho kruhu je 22,20 mm. Z týchto údajov môžete vypočítať hodnotu "y" ako 7,25 mm. Priemer bodov nastavte napríklad na 3,00 mm. Teraz ste navrhli pôdorys tohto prepínača a môžete ho umiestniť na svoju DPS kliknutím na tlačidlo "OK". Potom musíte odstrániť osem nadbytočných bodov zo stredného kruhu. Kliknite na pôdorys a pravým tlačidlom myši otvorte rozbaľovaciu ponuku. Vyberte možnosť "Split Group", aby boli všetky podložky prístupné jednotlivo. Teraz kliknite na nadbytočné body a odstráňte ich pomocou rozbaľovacej ponuky na pravej strane. V ľavom stĺpci vyberte nástroj "Circle" a nakreslite dva červené krúžky na S1 okolo spínača a ako znázornenie osi prepínača. Pomocou myši nakreslite obdĺžnik okolo všetkých častí prepínača, vráťte sa do rozbaľovacej ponuky a vyberte možnosť "Build Group". Makro pre váš spínač Lorlin je teraz pripravené. Môže to byť rýchlejšie a jednoduchšie?
Vytvorenie makra pre otočný prepínač.
Prebrali sme už všetky možnosti?
To určite nie! Namiesto toho, aby sme sa v tejto časti zaoberalii zoznamom obrovského množstva možností, navrhneme spolu s vami veľmi jednoduchú DPS.
Začneme jednoduchým príkladom
Jednoduchá schéma ako príklad
Na nasledujúcom obrázku je schéma jednoduchého "blikača" s pomerne vysokým výkonom. Túto schému by ste mohli použiť na ovládanie výstražného osvetlenia, napríklad k alarmu ako signalizáciu narušenia. 12 V žiarovka La1 môže mať príkon 48 W, čo je viac ako dosť na osvetlenie celej ulice v temnej noci. Táto schéma je nakreslená pomocou programu programu Splan, rovnako intuitívneho programu na kreslenie schém od spoločnosti Abacom.
Schéma jednoduchého blikača.
Krok 1: nastavenie rozmerov DPS
Usporiadaním všetkých častí rovnomerne na povrchu odhadujeme, že toto zapojenie sa ľahko zmestí na DPS o rozmere 45 mm x 90 mm. Spustite okno sprintu, prejdite do ponuky "File" a vyberte možnosť "New". Okno na obrázku nižšie sa objaví okamžite. Zadajte rozmery budúcej DPS, "Size of working-space", zvoľte názov tejto DPS "Name" a vyberte možnosť "Working-space with rectangle PCB outline".
Neviete, aká veľká by mal byť DPS? Žiadny problém, nadefinujte ľubovoľne veľkú DPS, rozmery je možné kedykoľvek neskôr zmenšiť. Ak to chcete urobiť, prejdite do ponuky "Board" a vyberte možnosť "Properties".
Definovanie rozmerov a základných parametrov novej DPS.
Krok 2: uložte svoj projekt
Aj keď ste v kroku 1 zadali meno, neznamená to, že ste už svoj projekt uložili na pevný disk. Svojmu vlastnému menu ste priradili iba jednu DPS z projektu. Sprint Layout podporuje zahrnutie viac ako jednej DPS do projektu. Ak navrhujete zosilňovač, potrebujete napríklad tri DPS: DPS na napájanie, DPS na predzosilňovač a DPS na koncový zosilňovač. Tieto tri DPS môžete zahrnúť do jedného projektu, z ktorých každý má svoj vlastný názov. Tento projekt však musíte uložiť pod všeobecným názvom projektu. Ak to chcete urobiť, prejdite do ponuky "File" a vyberte možnosť "Save As". Zadajte názov projektu. Všetky DPS v tomto projekte sú teraz uložené v jednom súbore na pevnom disku a vy k nim môžte odteraz kedykoľvek pristupovať.
Krok 3: nastavte mriežku DPS
Ako možno viete, pri navrhovaní dosiek s plošnými spojmi zvyčajne pracujete s mriežkou 1/10 palca alebo 2,54 mm. To znamená, že všetky body dizajnu sú od seba vzdialené viac ako 1/10 palca. Piny DIL-IC sú napríklad od seba vzdialené presne 2,54 mm, a to sa týka mnohých komponentov. Takže teraz musíte nastaviť správnu mriežku. V ľavom stĺpci s nástrojmi okamžite uvidíte možnosť nastaviť mriežku, pozri obrázok nižšie. V zozname, ktorý sa zobrazí po kliknutí na tento nástroj, kliknite na 2,54 mm (100 mil). DPS, ktorá bola doteraz úplne prázdna, je teraz vyplnená mriežkou. Všetky priesečníky sú od seba presne 2,54 mm. Ak teraz použijete makro, cestu alebo stopu, všimnete si, že kurzor preskočí iba z bodu mriežky na ďalší bod mriežky. Okrem týchto rozmerov mriežky založenej na palcoch si môžete zvoliť aj mriežku cm (metrické mriežky) alebo samostatne navrhnutú mriežku (užívateľské mriežky).
Nastavenie mriežky.
Dôležitá poznámka
Existujú samozrejme aj komponenty, ktorých piny nie sú rozmiestnené násobkom 2,54 mm. Takže niekedy musíte medzi body mriežky vložiť makrá, body a stopy. Ak počas posúvania kurzora podržíte stlačené tlačidlo Ctrl, všimnete si, že magnetická mriežka je nateraz vypnutá a makrá, body a stopy môžete presunúť na ľubovoľné miesto na DPS.
Krok 4: rozloženie komponentov
Ďalším krokom je umiestnenie všetkých komponentov použitých v schéme na DPS. Vďaka rozsiahlej knižnici makier môže byť táto úloha vykonaná v priebehu niekoľkých minút. K adresárom makier sa dostanete kliknutím na možnosť "Macro library" v ponuke "Options". Na tento návrh boli použité nasledujúce makrá:
- R (15 mm)
- TO-39
- dióda (10 mm)
- Elco (20 mm)
- TO-126 (byt)
- TO-3 (EBC)
Je pravdou, že na začiatku je to pomerne dlhé hľadanie, kým nenájdete správne komponenty, ale rýchlo si na to zvyknete. Ak presuniete komponent na svoju DPS, ihneď uvidíte okno "Component", v ktorom môžete zadať názov a hodnotu komponentu. Program tiež používa tieto údaje na zostavenie zoznamu komponentov. Komponenty vždy pomenujeme a očíslujeme ručne..
Musíte spustiť alebo skopírovať niektoré makrá. Kliknite ľavým tlačidlom myši na makro, až kým nezmení farbu na fialovú, a kliknite pravým tlačidlom myši. Tieto akcie môžete vykonať v rozbaľovacej ponuke.
Krok 5: úprava podľa vlastného uváženia
Nie všetky makrá v programe sú rovnako "krásne". Komponenty použité na vašu DPS môžete upraviť podľa svojich vlastných preferencií, napríklad poskytnutím rovnakých rozmerov pre všetky spájkovacie body a zosilnením červených častí komponentov na 0,4 mm. Kliknite na makro, až kým nezmení farbu na fialovú. Na ľavom paneli môžete teraz upraviť všetky časti tohto makra v rámčeku nižšie.
Možnosti individuálnej úpravy.
Krok 6: pridajnie doplnkov na DPS
Aj keď vďaka praktickým makrám musíte ručne vyrobiť iba veľmi málo spájkovacích bodov, aj tak sa nevyhnete potrebe nakresliť niekoľko ďalších spájkovacích bodov:
- Veľký spájkovací bod sa umiestni pod jeden z montážnych otvorov tranzistora TO-3.
- V rohoch DPS sú umiestnené štyri montážne otvory. Rozloženie návrhu nemá pre tieto vyvŕtané diery dostupnú možnosť. Ak však zvolíte kruhovú dráhu a nastavíte vnútorný a vonkajší priemer na rovnakú hodnotu (napríklad 3,2 mm), vyvŕtaný otvor sa objaví prirodzene. V tomto prípade otvor predstavuje biely kruh s krížom.
- Tranzistor TO-3 je tiež vybavený dvoma "vyvŕtanými otvormi".
- Na spájkovacie body pre pripojenie zdroja a výstupu musíte vytvoriť štyri body.
- Musíte vytvoriť orámovanie pre DPS.
V ľavom zozname nájdete nástroje "Pad" a "Trace", pomocou ktorých môžete tieto akcie rýchlo vykonať.
Krok 7: očíslovanie komponentov
Vaša DPS má teraz sedem rezistorov, dva kondenzátory, jednu diódu a štyri tranzistory. Čo teraz? Takže teraz musíte pomenovať všetky komponenty. Pomenujte rezistory od R1 do R7 atď. Sprint Layout má na tento účel praktický nástroj "Text". Texty samozrejme patria do vrstvy S1, preto ich musíte najskôr aktivovať. Najprv pomenujte všetky odpory. Kliknite na tlačidlo "Text" na ľavom paneli. V okne na obrázku nižšie jednoducho zadajte písmeno R do políčka "Text". Kliknite na možnosť "Add number" a do poľa "Start at" zadajte číslo "1". Teraz sa pomocou myši vráťte na svoju DPS. Kurzor sa zmení na 'R1'. Stlačte kláves 'Ctrl' a umiestnite text 'R1' niekde pod symbol tohto odporu. Môžete to urobiť kliknutím na ľavé tlačidlo myši na požadovanom mieste. Na DPS sa vloží text "R1" a kurzor sa zmení na "R2". Začiarknutím možnosti "Add number" zaistíte to, že Sprint Layout automaticky čísluje identické komponenty. Týmto spôsobom môžete identifikovať sedem rezistorov za menej ako desať sekúnd. Akciu zatvoríte kliknutím na pravé tlačidlo myši. Zopakujte postup pre text "C", "D" a "T".
Všetky komponenty pomenované? Potom sú tu štyri body bez textu: uzemnenie, napájanie a dve body pre pripojenia žiarovky. Zopakujte opísanú akciu, ale samozrejme bez začiarknutia možnosti "Add number" a umiestnite texty "GND", "+12 V" a "LAMP" na spájkovacie body Zaškrtnutím možnosti "Orientation" môžete text otočiť o 90 °.
Pomenovanie jednotlivých komponentov na DPS.
Návrh trás na DPS
Teraz sme pripravení na najdôležitejšiu časť: návrh trás. Ak všetko pôjde dobre, bude vaša DPS vyzerať tak, ako je to znázornené na obrázku nižšie.
Vaša DPS je teraz pripravená na použitie funkcie "ratsnest".
Krok 8: Použitie "ratsnest"
Teraz môžete všetky spoje aplikovať ručne. Sprint Layout však ponúka riešenie, ktoré do veľkej miery automatizuje túto prácu. Ako už bolo napísané v úvode, program obsahuje jednoduchý "Autorouter". Potom musí program najprv vedieť, ktoré cesty musia byť navzájom prepojené. Preto musíte najskôr takzvané "ratsnest" natrasovať rukou. Funksia "ratsnest" pozostáva z priamych spojení medzi všetkými cestami, ktoré majú byť navzájom spojené. V ľavom zozname nástrojov vyberte položku "Connections". Presuňte myš na bod, kliknite na ľavé tlačidlo myši a presuňte myš na bod, ku ktorému má byť pripojený prvý bod. Znova kliknite na ľavé tlačidlo myši. Sprint Layout teraz vykreslí tenkú čiaru medzi oboma bodmi. Tieto operácie opakujte, kým nie sú všetky body, ktoré sa majú pripojiť, navzájom spojené. Dokončite akciu stlačením pravého tlačidla myši.
Výsledok je uvedený na nasledujúcom obrázku. Spravili ste omylom nesprávne pripojenie? Nemôžete ho ovšem odstrániť pomocou tlačidla "Delete", ale opätovným vykonaním nového pripojenia.
Použite "ratsnes" a vaša DPS bude pripravená na použitie funkcie "Autorouter".
Krok 9: optimalizácia "ratsnes"
Funkcia "ratsnes" je flexibilne spojená zo spájkovacími bodmi. Ak presuniete komponent, tenké čiary "ratsnes" sa presunú spolu s ňou. Toto vám samozrejme ponúka vynikajúcu príležitosť optimalizovať "ratsnes". Koniec koncov bude zrejmé, že použitie spojov sa stáva veľmi problematickým, ak sa veľmi veľa línií kríži pri tejto funkcii. Čím viac sa ich pretína, tým väčšia je pravdepodobnosť, že budete musieť pracovať s drôtenými mostíkmi alebo prepnúť návrh na obojstrannú DPS. Presunutím a / alebo otáčaním komponentov sa teraz môžete pokúsiť udržať v "ratsnes" čo najmenej línií kríženia. Pri zložitej DPS je to celkom prácne, ale je potešiteľné je poznamenať, že aj pri najdrahších programoch pre DPS dizajn sa toto rovnako musí robiť ručne. Ako príklad sme mierne posunuli diódu D1, aby boli zreteľnejšie viditeľné čiary "ratsnes".
Krok 10: povoľte "autorouter"
V prípade veľmi drahých balíkov pre DPS dizajn kliknete na tlačidlo "Autorouter". Váš počítač začne bzučať pätnásť minút a potom vás prekvapí takmer úplným návrhom DPS. 90% až 95% línií "ratsnes" bolo premenených na neprekrížené plnohodnotné spoje. Zvyšok musíte ovšem vytvoriť ručne. Nemôžete to očakávať ani od balíka, ktorý stojí menej ako päťdesiat eur a volá sa Sprint Layout. "Auto router" je napriek tomu veľmi užitočným a časovo úsporným nástrojom. Autorouter spustíte kliknutím na tlačidlo "Autoroute" v zozname nástrojov vľavo. V rámčeku, ktorý sa zobrazí nad návrhom DPS, definujete šírku medenej dráhy (šírka = 0,60) a vzdialenosť medzi medenou stopou a ostatnými stopami alebo otvormi na DPS (vzdialenosť = 0,30).
"Autorouter" programu Sprint Layout je jednoduchý smerovač typu point-to-point, ktorý prevádza linku, ktorú ste vybrali z "ratsnes", na plnohodnotný spoj. Práca s týmto nástrojom je v podstate jednoduchá. Pomocou myši vyberte riadok z "ratsnes" (toto zmení farbu na fialovú) a kliknite na ľavé tlačidlo myši. Sprint Layout premení túto líniu na spoj. Týmto spôsobom môžete rýchlo previesť líniu za čiarou z "ratsnes" na medené vzory. Táto jednoduchosť je však zákerná. Ak kliknete na riadok za riadkom bez premýšľania, uviaznete v ňom bezpochyby aj pri tomto veľmi jednoduchom dizajne. Transformácia "ratsnes" do medeného vzoru si vyžaduje skúsenosti a logiku.
Začnite najjednoduchšími čiarami z "ratsnes". V tomto príklade môžete začať:
- Spojenie medzi +12 V a žiarovkou.
- Kolektor od T4 po žiarovku.
- R7 na bázu T4.
- Spoločné spojenia od R1 do R5.
- C2 až R2.
- C2 až báza T1.
- R3 na bázu T2.
- R5 do kolektora T2.
- R1 do kolektora T1.
- emitor T1 a T2.
Ak sú tieto krátke spojenia hotové, môžete pokračovať v zložitejších pripojeniach. Ak program nedokáže previesť riadok z "ratsnes", tento riadok krátko zabliká a nič iné sa nestane. Ak Sprint Layout skonvertoval čiaru z "ratsnes" na spoj spôsobom, ktorý sa vám nepáči, tak ho môžte zmeniť. Znova kliknete na spojenie a medená dráha sa znova skonvertuje na líniu "ratsnes". Týmto spôsobom musíte byť schopní uspokojivo previesť najmenej 90% línií "ratsnes" na plnohodnotný spoj.
Krok 11: optimalizácia DPS
Aby ste mohli pracovať čo najpresnejšie, odporúčame vám zmenšiť mriežku z 2,54 mm na 1,27 mm. Teraz môžete ručne aplikovať spoje, ktoré "Autorouter" nedokázal vytvoriť. Každý spoj, ktorú vy alebo "Autorouter" zostavujete, pozostáva z úsečiek, ktoré sú vzájomne spojené rohovými bodmi "nodes". V záverečnej fáze procesu môžete optimalizovať umiestnenie spojov odstránením "nodes", ich presunutím alebo dokonca pridaním ďalších "nodes". Prejdite na nástroj "Edit" a kliknite na spoj. Toto je zobrazené fialovo a všetky "nodes" uvidíte ako modré bodky. Kliknite pravým tlačidlom myši na ich vrchol a zobrazí sa kontextové okno s možnosťami:
- Remove node:
Odstránenie uzla. - Add node:
Pridáte ďalší uzol, aby ste mohli následne optimalizovať priebeh spoja. - Snap node to grid:
Uzol sa presunie na najbližší bod mriežky. - Split track:
Spoj je "vystrihnutý v mieste uzla, na ktorý ste klikli, aby sa vytvorili dve samostatné spoje, s ktorými môžete manipulovať.
Pohybovať sa môžete samozrejme kliknutím na uzol a pohybom myši. Niektoré spoje musíte zosilniť, pretože nimi tečie vyšší prúd. Niektoré komponenty sa musia premiestniť, aby sa vytvoril priestor pre ďalší spoj. Nakoniec budete musieť sem tam spájkovacie body zmenšiť, pretože medzi tieto body musíte vložiť ďalší spoj.
Konečný výsledok, vaša DPS je pripravená na výrobu.
Krok 12: vytlačte návrh DPS
Ako posledný krok môžete vytlačiť návrh DPS. Prejdite do ponuky "File" a kliknite na možnosť "Print". Teraz budete vidieť rozsiahlú pracovnú obrazovku, pozrite si obrázok nižšie, pomocou ktoréj môžete svoj návrh vytlačiť.
- Pole "Layer":
Tu nastavíte, ktorú zo štyroch vrstiev chcete tlačiť, čo môže byť tiež kombináciou rôznych vrstiev.
- Pole "Special layer":
Môžete nechať Sprint Layout vygenerovať spájkovaciu masku pre obe strany tlače. Pomocou tlačidla "Options" môžete nastaviť vzdialenosť medzi spájkovacími bodmi a spájkovacou maskou.
- Pole "Options":
Niekoľko ďalších tlačových funkcií, napríklad schopnosť zrkadliť tlač, zobraziť okraje tlače a obrátiť tlač.
- Pole "Scaling":
Predvolené nastavenie je, aby tlačiareň tlačila váš návrh v mierke 1/1. V tomto poli môžete voliteľne nastaviť pomer zväčšenia alebo zmenšenia.
V hornej časti okna je niekoľko užitočných tlačidiel:
- Centre:
Vaša DPS je umiestnená na stred.
- Clipboard:
Váš návrh DPS sa skopíruje do schránky Windows, aby ste ho mohli otvoriť v iných programoch.
- Tile:
Umožní vám to vytlačiť viac kópií vašej DPS na jednu stranu. Zaujímavé je to vtedy ak plánujete malosériovú výrobu, môžete napríklad vytvoriť desať tlačových návrhov na jednej veľkej fotocitlivej doske plošných spojov.
- Calibrate:
Nie všetky tlačiarne pracujú s absolútnou mierkou 1/1. Je možné, že DPS, ktorú ste navrhli s presnosťou na 100 mm sa vytlačia so šírkou 102 mm. Pomocou tejto možnosti môžete túto chybu kompenzovať zadaním faktora mierky.
- Setup:
Ak kliknete na toto tlačidlo, zobrazí sa štandardné okno systému Windows, v ktorom môžete vybrať predvolenú tlačiareň.
- Print:
Vaša DPS sa vytlačí.
- Cancel:
Opustíte okno tlače.
Možnosti a nastavenia pre tlač hotového návrhu DPS.
Ďalšie funkcie Sprint Layout
Oveľa viac ...
Ako už bolo napísané v úvode, tento program ponúka mnoho ďalších funkcií, ktoré dúfajme objavíte hravým spôsobom.
Výkresové prvky
Na paneli nástrojov je niekoľko ikon, ktoré môžete použiť na kreslenie grafických prvkov na DPS. S "Circle" samozrejme nakreslíte kruhy, a obdĺžniky s "Rectangle", s náhodnými polygónmi vyplnenými cez "Zone" a pravidelnými polygónmi, špirálovými rámami a rámami so špeciálnymi tvarmi.
Nástroj "Measure"
Pomocou tohto nástroja môžete presne zmerať vzdialenosti a uhly na dizajne vašej DPS. Stlačením ľavého tlačidla myši nakreslíte obdĺžnik, softvér určí šírku a dĺžku tohto obdĺžnika, dĺžku uhlopriečky a uhol medzi uhlopriečkou a horizontom.
Nástroj "Test"
S ním získate okamžitý prehľad o všetkých bodoch a cestách, ktoré sú navzájom prepojené. Po aktivácii tohto nástroja sa kurzor myši zmení na "signálny injektor". Napríklad priložte špičku tohto injektora na zem a kliknite ľavým tlačidlom myši. Všetky body a spoje, ktoré sú spojené so zemou, sú teraz zobrazené fialovo. Týmto spôsobom môžete skontrolovať svoj dizajn ešte pred výrobou kvôli nežiadúcim skratom.
Funkcia "Ground plane" - rozlievaná meď
Ak si leptate DPS sami, je dôležité leptať čo najmenej medi. Okrem toho je funkcia "Ground-Plane" Sprint Layout veľmi užitočná. Táto funkcia sa nenachádza v paneli nástrojov, ale nachádza sa v dolnej časti pracovného okna. Ak aktivujete túto funkciu, Sprint Layout vyplní meďou s nastaviteľným priestorom medzi a dostupnými bodmi a spojmi. Najprv kliknite na všetky body a spoje, ktoré chcete zahrnúť do "Ground plane" a potom kliknite na ikonu „Základná rovina“. Vedľa tejto ikony je textové pole, v ktorom môžete nastaviť medzeru medzi rovinou a vybratými prvkami. Vezmite prosím na vedomie, že rozloženie sprintu automaticky nepripojí "Ground Plane" k zemi. Musíte to urobiť sami vylúčením bodov a spojov, ktoré sú spojené so zemou: nastavte vzdialenosť na nulu. Vedľa ikony pre túto funkciu uvidíte šedý šrafvaný obdĺžnik. To vám umožní aktivovať funkciu "Restricted Areas". Týmto vytvoríte polygóny, ktoré vylúčite z "Ground Plane". Inými slovami, polygóny, ktoré nakreslíte touto funkciou, nie sú vyplnené meďou.
Finálna podoba "rozlievanej medi".
Scan a úprava DPS z papierovej podoby
Jedná sa o veľmi praktickú a pomerne jedinečnú možnosť aplikácie Sprint Layout. Možno máte celý archív plný ručne vložených návrhov DPS alebo návrhov DPS vytlačených v elektronických časopisoch. Táto voľba umožňuje rýchlo previesť tieto staré a / alebo papierové návrhy na návrh DPS v Sprint Layount formáte. Naskenujete predlohu DPS a skonvertujete ju do súboru JPG. Vyberte rozlíšenie 300 až 600 dpi, skenovanie musí byť čiernobiele. Ak je to potrebné, pomocou grafického programu otáčajte skenovanou predlohou, až kým všetky priame čiary nebudú skutočne vodorovné a zvislé. Otvorte nový projekt a uistite sa, že je viditeľná mriežka nastavená na 2,54 mm. Teraz otvorte funkciu "Scanned copy" v ponuke "Extra". V zobrazenom okne si pozrite obrázok nižšie, otvorte kartu "Board side 2" a kliknite na tlačidlo "Load bitmap". Potom načítajte naskenovaný súbor JPG.
Teraz uvidíte scan, ktorý sa objaví ako pozadie na pracovnom paneli Sprint Layout. V okne uvidíte tri mierky: Rozlíšenie, X-offset a Y-offset. Teraz musíte nastaviť tieto tri mierky tak, aby sa naskenovaný návrh zhodoval s mriežkou na vašej DPS a aby sa tiež zobrazoval v skutočnej veľkosti. Najlepšie je priblíženie na DIL-IC a nastavenie mierky, až kým sa bloky tohto IC presne nezhodujú s bodmi mriežky 2,54 mm na obrazovke. Je to celkom prácne, ale po nejakom experimentovaní sa do toho samozrejme dostanete. V príklade na obrázku nižšie sme presne priradili taký DIL-8 IC so skenovaným dizajnom. Pri skenovaní ako základu nebude teraz potrebné veľa úprav konečnej DPS. Najprv použijete spájkovacie body, k čomu sa hodí funkcia "CTRL", o ktorej sa už písalo vyššie, aby ste si nechali magnetickú mriežku. Podržaním tohto tlačidla môžete vložiť body presne nad naskenované body. Potom zrovnajte aj spoje. Aktualizovaný dizajn DPS je pripravený do desiatich minút.
Import skenovanej predlohy DPS ako základu pre návrh DPS.
Možnosť "Photoview"
Ako posledný krok v procese navrhovania môžete povoliť nástroj "Photoview". DPS je teraz zobrazená na obrazovke vo fotorealistickom znázornení, tak ako keby už bola DPS vyrobená a osadená, pozri obrázok nižšie. Začiarknutím možnosti "X-Ray" vidíte vašu DPS priehľadne a môžete vidieť medený vzor. Týmto spôsobom môžete dôkladne preštudovať svoj dizajn a identifikovať prípadné chyby.
Fotorealistické zobrazenie vašej DPS vďaka funkcii „Photoview“.
Design-Rule-Check (DRC)
Pri výrobe DPS vyrábaných vo výrobe sa kladú určité požiadavky na rozmery bodov a spojov a na minimálne vzdialenosti medzi všetkými prvkami na DPS. Nazýva sa to "Design Rules". Tieto požiadavky môžete zadať do programu pomocou možnosti "Design-Rule-Check". Po dokončení návrhu DPS môžete vykonať takúto kontrolu. Sprint Layout generuje zoznam zistených porušení "Design Rules". Ak kliknete na takéto porušenie, okamžite uvidíte v dizajne DPS, kde bola zistená chyba a môžete ju opraviť ešte pred výrobou DPS.
Vytvorte si makra sami
Knižnice komponentov sú síce veľmi rozsiahle, ale niektoré chýbajú. Nerobte si starosti, s Sprint Layout môžete navrhnúť nový komponent tak rovnako rýchlo ako DPS.
Uložte si vlastné makra
Ak ste zmenili štandardné makrá, môžete ich uložiť vo svojom vlastnom adresári, takže pri ďalších návrhoch získate prehľad komponentov, ktoré často používate, a nemusíte prehľadávať stovky makier, ktoré sú v ňom obsiahnuté.
Výroba
Ak navrhujete DPS pre vlastnú potrebu, pravdepodobne budete tlačiť rozloženie DPS na priehľadnú fóliu pomocou vašej atramentovej tlačiarne, a potom osvetlíte kus fotocitlivej dosky s plošnými spojmi. Je to iné, ak musíte urobiť návrh DPS vo veľkom formáte. Potom už potrebujete pomoc profesionálov. Potom musíte vygenerovať špeciálne súbory pre DPS. Existujú dva univerzálne formáty:
- Gerber:
Tento formát popisuje všetky údaje z každej vrstvy vašej DPS medzinárodne štandardizovaným spôsobom.
- Excellon:
V súbore Excellon sú všetky údaje z dier, ktoré sa majú vyvŕtať v DPS, uložené medzinárodne štandardizovaným spôsobom.
Sprint Layout je schopný previesť DPS na tieto dva súbory, prejdite na možnosť 'Export' v ponuke 'File'.
Frézovanie DPS
Počítačom riadené frézovacie stroje sa v súčasnosti čoraz častejšie používajú na frézovanie DPS. Táto voľba je tiež podporovaná programom, konkrétne vo funkcii exportu"Isolation Milling".
Pokračovanie článku
V ďalšom pokračovaní článku si povieme niečo o ďalších funkciách programu a povieme si aj to, ako si vytvoriť svoje vlastné makro.
