Erste Schritte mit dem PCB-Design

Ich bin ein Hobbyist EE im College und baue seit ungefähr einem Jahr Breadboard-Schaltungen und Perfboard-Schaltungen. Ich möchte mit dem PCB-Design weitermachen.

Ich wollte mit etwas Kleinem beginnen, also entwarf ich eine kleine Verstärkerschaltung für ein Mikrofon, das ich zu einem Modul auf einer Leiterplatte machen wollte.

Hier ist die Datei für das, was ich in Fritzing entworfen habe (ich habe mich für diese Software entschieden, weil sie benutzerfreundlich ist): http://www.mediafire.com/?2b2as7iibys68cu

Hier ist ein Bild, wenn Sie das Programm nicht haben:

pcb

Ist das ein gutes Design? Wie kann ich es verbessern?

Das allgemeine Schema, dem ich folgte, war folgendes (falls Sie es wissen wollten):

sch (Gutschrift @Olin Lathrop)

Welchen Rat können Sie mir zu den ersten Schritten geben? Welche Ressourcen können Sie empfehlen? Welche Software würden Sie empfehlen? Ideal wäre frei und leicht zu erlernen. Welche Art von Unterricht würdest du vorschlagen, um tiefer in diese Sache einzusteigen?

pcb design software

— Shubham
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Welches Betriebssystem verwenden Sie? - Wenn wir das wissen, können wir bessere Vorschläge für Software machen.

— Jim

Ich verwende Windows 7, kann aber auch andere Betriebssysteme verwenden.

— Shubham

Antworten:

Ich werde nur das Design kommentieren:

Ersetzen Sie C5 durch einen 100-nF-Keramikkondensator und platzieren Sie ihn in der Nähe des Netzteilstifts des MCP6022.
Setzen Sie die Bezeichner auf das PCB-Design, nicht Werte. Machen Sie es sich leichter, das Layout zu verstehen.
Vermeiden Sie 90 ° -Spurkrümmungen, da diese Probleme beim Ätzen der Platine verursachen können. Sie sind auch schlecht für High-Speed-Sachen (zumindest ist das die gängige Meinung zu diesem Thema). Verwenden Sie stattdessen zwei 45 ° -Bögen.
Überlegen Sie, ob Sie eine Seite der Platine mit einer GND-Ebene überfluten möchten.
Verwenden Sie breite, kurze Leiterbahnen für die Stromversorgungsanschlüsse.
Verwenden Sie eine Seite der Platine für größtenteils vertikale und die andere Seite für horizontale Leiterbahnen.
Achten Sie mehr auf die Platzierung der Komponenten. Platzieren Sie sie so, dass sie leichter zu routen sind. Die Platzierung der Komponenten macht 70% des Auftrags aus. Platzieren Sie sie, BEVOR Sie mit dem Routen einer einzelnen Spur beginnen (funktioniert nicht immer). Verwenden Sie einfach das Ratten-Nest (die Linien, die auf noch nicht geroutete Verbindungen hinweisen) als grobe Richtlinie.
Sehen Sie eine bereits geroutete Spur nicht als feststehend an. Wenn es im Weg ist oder Sie es nicht mögen, versuchen Sie es erneut.
Wenn Sie Zweifel haben, fangen Sie von vorne an und versuchen Sie nicht, etwas zu retten, das nicht mehr gerettet werden kann.
Faustregel: Kreieren Sie etwas, das dem Auge gefällt. Andere werden es leichter haben, es zu verstehen, und manchmal wird es sogar besser funktionieren.

Es gibt zwei Bücher, die ich zum Erlernen des Elektronik- / Leiterplatten-Designs wärmstens empfehlen kann: The Circuit Designer's Companion und EMC for Product Designers . Im zweiten Teil geht es um die Einhaltung der EMV, aber es hilft zu verstehen, WARUM diese Dinge auf eine bestimmte Art und Weise getan werden sollten.

— Nico Erfurth
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Diese Schaltung hat perfekt funktioniert, als ich sie auf ein Perfboard gelötet habe. Dies ist, was Fritzing einfiel, als ich die Autoroute-Funktion ausführte, nachdem ich die Komponenten in den schematischen Modus versetzt hatte. Ich werde das also nach deinem Rat in Eagle wiederholen. Vielen Dank!

— Shubham

Bezug nehmend auf # 7 oben: Ich habe die Komponenten einfach so platziert, dass sie organisiert aussehen, und dann den Autorouter ausgeführt. Es sind nur Versuche, Erfahrungen und Übungen, die mich bei der Platzierung von Komponenten verbessern, oder gibt es Regeln / Ressourcen oder Richtlinien, die mir helfen können?

— Shubham

Einfache Schaltungen funktionieren oft, auch wenn Sie diese Richtlinien nicht befolgen. Sie sollten jedoch immer bedenken, dass eine Spur nicht nur eine Spur ist. Es ist auch eine kleine Induktivität, ein Widerstand und ein Kondensator, es wirkt auch wie eine Antenne. Ein korrektes Layout kann diese Nebenwirkungen minimieren. Ein schlechtes Layout kann die Leistung und Stabilität eines Designs erheblich beeinträchtigen.

— Nico Erfurth

Als PCB-Designer möchten Sie nicht unbedingt, dass Ihre Komponenten organisiert sind, sondern Ihre Spuren. Hier gilt die "Form follows function" -Regel. Dies ist aber eine Grauzone (wie viele Dinge im PCB-Design). Schließlich ist für reale Anwendungen auch eine einfache Herstellbarkeit und Debugbarkeit sehr wichtig. Gutes PCB-Design ist immer ein Balanceakt zwischen Funktionalität, Gesetzen der Physik, Ästhetik, Kosten und vielen anderen Faktoren.

— Nico Erfurth

@Shubham - Bleiben WAY weg von Auto-Routing , bis Sie vertraut genug mit PCBs sind es , die Probleme zu verstehen. Beginnen Sie mit manuellem Routing - Sie erfahren VIEL mehr.

— Connor Wolf

Eagle CAD ist ein beliebtes Paket für Bastler. Es ist eine kostenlose Version verfügbar (limitiert auf 2 Ebenen und kleine Boards für den nicht kommerziellen Gebrauch). Eagle hat viele erweiterte Funktionen, die über die von Fritzing hinausgehen, aber es ist verwirrend, für Anfänger zu lernen.

Ich fand diese Videoserie hilfreich für den Einstieg.

http://www.youtube.com/watch?v=qG0O9LKH-_E

— Toby Jaffey
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Ich würde nicht sagen, dass Eagle eine intuitive Benutzeroberfläche hat oder einfach zu bedienen ist. Nur, dass es beliebt ist, heißt nicht, dass es gut ist.

— Hans

Ecken sind normalerweise abgeschrägt, damit sie beim Ätzen keine Probleme verursachen.

Ihr Schaltungsdesign verfügt über Filterkappen. Hierbei handelt es sich normalerweise um unpolarisierte Datenträger, und der Leiterabstand kann abhängig von der Spannung Ihres Teils mehr als 0,1 Zoll betragen. Auf dem Siebdruck sind polarisierte (elektrolytische?) Kappen zu sehen Eine gleichmäßige Polarisationsrichtung würde helfen, Fehler beim Erstellen zu vermeiden.

Masta79 deckte alles andere ziemlich gut ab, nachdem ich angefangen hatte, also schicke ich nur Dittos dorthin. Insbesondere 7. Legen Sie alle Teile auf die Platine. Drehen Sie sie um und mischen Sie sie, bis das Rattennest nirgendwo zu dicht aussieht, und beginnen Sie dann, Spuren zu leiten.

— Ron
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Ja, es handelt sich um polarisierte Elektrolytkappen. Ich habe zwei der Kappen umgedreht, damit der Autorouter die Spuren weniger verbiegt. Ist dies keine gute Idee? Das ist es, was ich verbessern möchte: Komponentenplatzierung. Gibt es Richtlinien oder Regeln, mit denen Sie Spuren reduzieren können?

— Shubham

Es gibt einige gebräuchliche Techniken, aber ich denke, am Ende findet jeder seinen eigenen "Stil", um dies zu tun. Einige Leute beginnen mit den Anschlüssen und platzieren sie um die Platine. Andere beginnen mit den Hauptkomponenten in der Mitte und arbeiten sich heraus. Folgen Sie dem Rattennest. Versuchen Sie, die Überkreuzungslinien zu minimieren. Dieser Vorgang dauert ein bisschen, ist aber sehr wichtig. Das Ratsnest gibt Ihnen einen schnellen Überblick darüber, wie viel Chaos in Ihrem Design noch vorhanden ist. Zögern Sie nicht, eine Komponente nach dem Platzieren erneut zu verschieben. Denken Sie immer daran, dass Schichtwechsel beim Fräsen vermieden werden sollten.

— Nico Erfurth