Projektlabor SS2005. EAGLE Board

Transkript

1 Sven Winny Projektlabor SS2005 Inhalt: EAGLE Board Ausarbeitung 1. Allgemeine Informationen (S. 1) 2. Starten von EAGLE (S. 2) 3. Erstellen eines EAGLE Layouts (S. 2) Schaltung nach EAGLE Board importieren (S. 2) Maßstab einstellen (Grid) (S. 3) Schaltung auf der Platine platzieren (S. 3) Bauteile sinnvoll anordnen (S. 3) Airwires durch Leiterbahnen ersetzen (S. 4) Beschriftung der Platine (S. 5) Potentialflächen erstellen (S. 5) Drucken (S. 6) 4. Wichtige Werkzeuge (S. 6) 1. Allgemeine Information: EAGLE ist eine Software zum Erstellen von Platinenlayouts mit Hilfe eines auf CAD-Basis basierenden Grafikeditors. Das Programm ist in unterschiedlichen Versionen erhältlich, eine kostenlose Light, eine Standard und eine Professional Version. ( EAGLE ist eine Abkürzung für Einfach Anzuwendender Grafischer Layout Editor. Die kostenlose Lightversion beschränkt die Anzahl der Layer aus zwei, Top- und Bottomlayer. Die Größe der Platine wird auf ein halbes Europakartenformat (10cm x 8cm) und die Anzahl der Blätter pro Schaltplan auf eins beschränkt. Die Software besteht aus zwei Teilprogrammen, EAGLE Schematic (Schaltplanerstellung) und EAGLE Board (Layout). In dieser Ausarbeitung wird nur EAGLE Board behandelt. Es wird demnach voraussetzt, sich ein wenig mit EAGLE Schematic auszukennen. Es ist zu empfehlen, alle Leitungen sowie Bauteile sinnvoll zu benennen, um beim Erstellen des Layouts nicht die Übersicht zu verlieren. Ein kostenloser Download von EAGLE, ein Tutorial und die Anleitung ist zu finden unter:

2 2. Starten von EAGLE: Start > Programme > EAGLE Layout Editor > EAGLE Der Control Panel erscheint. Unter Options > User Interface Always Vector Font aktivieren. Dadurch werden einige unschöne Grafikfehler verhindert. Eine bestehende Schematic Schaltung (*.sch) kann geöffnet werden über File > Open > Schematic, dann das Verzeichnis sowie die Datei auswählen und den Öffnen Button drücken. Genauso lässt sich später ein gespeichertes Board (*.brd) laden, hierzu geht man einfach auf File > Open > Board. In dieser Ausarbeitung wird als Beispiel eine Wechselblinkschaltung benutzt. Bauteile: Bezeichnung: R1-R4: R-US_0207/12 R5: POT_EU-H10 3. Erstellen eines EAGLE Layouts: C1, C2: C-EU075 T1, T2: BC238 Schaltung D1, D2: nach EAGLE LED5MM Board importieren: G1: AB9V 3. Erstellen eines EAGLE Layouts: Schaltung nach EAGLE Board importieren: Nachdem die Schaltung die Fehleranalyse (ERC = Electrical Rule Check ) überstanden hat, einfach das links zu sehende Symbol drücken, um zum Board zu gelangen. Nun sind alle Bauelemente aus der Schaltung übernommen (inkl. Name und Wertigkeit) und mit Airwires (gelbe Linien) verbunden. Aus diesen werden später die Leiterbahnen erstellt. Zudem ist der Umriss einer halben Europakartenplatine (10cm x 8cm) zu sehen

3 Maßstab einstellen: Mit Grid lässt sich der Maßstab und das Raster festlegen. Zu beachten ist, dass Size (Abstand des Rasters, Default:1.27) nur um ein Vielfaches verändert wird, da sonst die Leiterbahnen nicht mit dem genormten Inch Maßstab übereinstimmen. Einstellungen: Display - On Style - Dots (Punkte) oder Lines (Linien) Units - mm (Millimeter) Schaltung auf der Platine platzieren: Da in der Lightversion alle Bauteile nur innerhalb der halben Europlatine platziert werden dürfen, helfen folgende Befehle: Mit Group die komplette Schaltung auswählen (Kasten ziehen). Mit Move und rechter Maustaste gesamte Schaltung in den Platinenumriss ziehen. Bauteile sinnvoll anordnen: Mit Move einzelnes Element auswählen (Kreuz in der Mitte des jeweiligen Bauteils) und an eine gewünschte Stelle innerhalb der Platine schieben und ggf. mit rechter Maustaste drehen. Ziele: möglichst wenig Überschneidungen der Airwires (unvermeidlich) auf ausreichende Abstände der Bauelemente und vom Rand achten Tip: Möglichst den Aufbau der Schematic Schaltung als Vorbild nehmen. Leitungen können auch unter Bauteilen hindurch verlegt werden. Zusätzlich kann man mit dem Ratsnest Befehl die Airwires optimieren lassen, dass heißt, es werden die kürzesten Verbindungen angezeigt. Dies dient häufig der Übersicht

4 Airwires durch Leiterbahnen ersetzen: Aus den gelben Verbindungen werden mit dem Route Befehl Leiterbahnen erstellt. Wenn der Route-Button gedrückt wurde, erscheint über dem Grafikeditor eine Toolbar, in der Layer sowie Width (mindestens 0,6mm) ausgewählt wird. Leiterbahnen berechnen: Die Breite der Leiterbahnen hängen vom maximalen Stromfluss ab. Um diese zu berechnen, hilft folgende Formel: I [A] = 9,1 * A [mm 2 ] 0,68 * T [K] 0,43 Der Layer gibt an, auf welcher Ebene man sich befindet (Ober- oder Unterseite). Normalerweise verwendet man zuerst den Bottom-Layer (Unterseite). In der Vollversion können bis zu 16 Layer verwendet werden. Zum Verlegen der Leiterbahnen den Anfangspunkt der Verbindung (Via - grünes Pad) wählen, die Leiterbahn ziehen und evtl. mit rechter Maustaste die Verlaufsart ändern. Endet man wieder an einem Via, ist die Leitung ordnungsgemäß verlegt, andernfalls bleibt das Airwire mit dem Mauszeiger verbunden und kann mit einem Doppelklick abgelegt werden

5 Beschriftung der Platine: Üblicherweise werden Platinen beschriftet. Zum Beispiel sollte Top und Bottom erkennbar sein. Wichtige Beschriftungen: - Autor - Datum - Version - Messpunkte - Top bzw. Bottom Potentialflächen erstellen: Um beim Ätzvorgang das Bad zu schonen, wird die Platine mit einer Potentialfläche überzogen. Dabei bleibt beim Ätzen ein Großteil des Kupfers auf der Platine. Im Display mit None-Button alle Layer ausblenden und relevante Layer (1 Top bzw. 16 Bottom, 17 Pads, 18 Vias, 20 Dimension) einblenden. Nachdem Polygon gedrückt wurde, erscheint über dem Grafikeditor eine Toolbar. Dort wählt man den Layer und unter Isolate den gewünschten Isolierungsabstand (ca 0,6mm). Anschließend wird die gesamte Platine umrandet (Polygon muss geschlossen sein). Thermals auf On stellen. Dadurch werden Pads mit selben Potential beim Füllen des Polygons nicht einfach von der Fläche überzogen. Dies bringt Vorteile beim Löten. Die Füllart kann eingestellt werden. Zur Wahl steht eine ganzflächige Füllung (Solid) sowie ein Gitter (Hatch). Mit dem Name-Button gibt man der Fläche einen Namen (z.b. GND). Leitungen derselben Bezeichnung verschmelzen somit mit der Potentialfläche. Dann den Ratsnest-Button drücken, und die Platine wird mit einem Potentialfeld überzogen

6 Drucken: Um ein Layout zu drucken, sind folgende Einstellungen vorzunehmen: Für Oberseite: Layer auswählen: 1 Top, 17 Pads, 18 Vias, 20 Dimension File > Print > Style: Mirror, Black, solid Für Unterseite: Layer auswählen: 16 Bottom, 17 Pads, 18 Vias, 20 Dimension File > Print > Style: Black, solid Wichtig: Den Scale factor auf 1 setzen, sonst wird der Druck vergrößert bzw. verkleinert. 4. Wichtige Werkzeuge: Pinswap: Tauscht die Pins (Anschlüsse) an Bauteilen, bei denen die Betriebsrichtung egal ist (z.b. Widerstände). Replace: Route: RipUp: Text: Via: Signal: Tauscht ein Bauteil gegen ein Anderes aus der Library. Aus Airwires werden Leiterbahnen erstellen. (Width: mindestens 0,6mm) Leiterbahnen werden entfernen, das Gegenteil zum Route Befehl. Text einfügen z.b. zum Beschriften von Top- und Bottom-Layer. Kontaktpunkte zur Durchkontaktierungen. (Diameter: 0,25mm; Drill: 2,5mm) Zum Erstellen neuer Airwires. Ratsnest: Zum Füllen eines Polygons. (Isolate: 0,6mm) Autorouter: Automatische Erstellung einer Platine (häufig keine optimale Lösung). Sven Winny TU Berlin Projektlabor SoSe