Como projetar circuitos e criar uma PCB usando o Autodesk EAGLE: 9 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Existem muitos tipos de software CAD (Computer Aided Design) que podem ajudá-lo a projetar e fazer PCBs (placas de circuito impresso), o único problema é que a maioria deles não explica realmente como usá-los e o que eles podem fazer.

Já usei muitos tipos de CAD no passado e devo admitir que o EAGLE é de longe o melhor, o mais poderoso e o mais fácil de usar. Não estou dizendo isso apenas porque ele é propriedade da Autodesk e, portanto, do Instructables. Eu realmente acredito que é a melhor opção para iniciantes e profissionais. (Além disso, se você é um estudante, pode obtê-lo gratuitamente por três anos!)

Neste Instructable, vou ensinar você, passo a passo, como instalar o EAGLE, como projetar um circuito e usar a lista de peças e, em seguida, convertê-lo em um PCB.

Etapa 1: Instalando o EAGLE

O primeiro passo na criação de seu PCB é … surpresa surpresa, baixar o software para fazer isso. O EAGLE é compatível com a maioria dos sistemas operacionais e pode ser facilmente obtido no site da Autodesk.

1. Primeiro, vá para https://www.autodesk.com/products/eagle/overview e clique no botão "inscrever-se" no meio da página; em seguida, ele solicitará que você selecione o plano que deseja. 2. Agora, ele solicitará que você entre ou crie uma conta. 3. Você terá a opção de como pagar, selecionar o sistema operacional que deseja e a versão. O produto será então baixado. Para instalar, siga as instruções do assistente de instalação.

Etapa 2: primeiros passos

Chegou o momento, agora você pode abri-lo pela primeira vez! Depois de abri-lo e fazer login, você será saudado com o painel de controle. É aqui que você pode encontrar seus designs e modelos, e ver novas informações de atualização.

Para criar um novo esquema:

1. Clique em "Arquivo" na parte superior da página e vá para "Novo"> "Esquemático". Isso abrirá uma nova janela na qual você pode começar a fazer nosso esquema.

2. Comece instalando as bibliotecas das peças que deseja usar. Para fazer isso, clique em "Adicionar Parte" na barra lateral. Isso abrirá outra janela na qual você pode selecionar as peças para adicionar e usar. Você precisará baixar as bibliotecas de peças.

3. Para fazer isso, clique em "Open Library Manager" no canto inferior esquerdo. Você verá outra janela; clique em "Disponível" no meio-direito. Isso irá mostrar a você todas as bibliotecas de peças possíveis que EAGLE tem a oferecer. Você pode escolher qualquer um que deseja baixar, mas recomendo usar todos eles.

4. Depois de destacar os que deseja, clique em "Usar" no canto inferior direito da janela. Isso iniciará o download de todas as bibliotecas de peças selecionadas. Isso pode demorar um pouco, então agora é um bom momento para fazer um lanche e se preparar para começar a fazer o seu esquema e o tabuleiro. Assim que todas as bibliotecas forem baixadas, você pode fechar a janela "Gerenciador de bibliotecas".

Etapa 3: Criando Seu Esquemático

1. Inicie o seu esquema procurando as peças que deseja na janela "Adicionar peça" já aberta (ou selecione-a na barra lateral). Depois de encontrar a peça, clique duas vezes nela e você será levado de volta ao seu esquema.

2. Para posicionar a peça, clique onde deseja que ela vá. Depois de ter todas as suas peças dispostas, selecione "Rede" na barra lateral para desenhar as conexões entre as peças para que você saiba onde desenhar os rastros (os fios de cobre dentro do PCB).

3. Para fazer os traços, selecione "Rede" e passe o mouse sobre o pino da parte que deseja conectar. Quando um círculo verde aparecer, clique nele e, em seguida, clique no pino ao qual deseja conectá-lo.

Para excluir uma parte, selecione "Excluir" na barra lateral e clique no centro da parte que deseja excluir.

Para mover uma parte, selecione "Mover" na barra lateral e clique no centro da parte que deseja mover, isso a tornará vermelha brilhante. Mova-o para onde quiser e clique novamente para colocá-lo.

Para girar uma peça, selecione "Girar" na barra lateral e clique no centro da peça para girá-la 90º no sentido horário.

Para criar conexões GND (Terra) ou VCC (Tensão no Coletor Comum), vá ao menu "Adicionar" e pesquise VCC ou GND.

Você também pode adicionar anotações, formas e texto clicando nesses recursos na barra lateral.

Existem tantas outras maneiras de manipular suas peças e design que nem irei abordá-las neste tutorial básico. Verifique-os em "editar" na parte superior da tela. Eu recomendo brincar com eles, mesmo que você não saiba o que eles fazem.

Divirta-se criando seu esquema e experimente as diferentes ferramentas que EAGLE tem a oferecer.

Etapa 4: Layout dos componentes para seu PCB

Chegou a hora de criar sua prancha!

1. Depois de criar seu esquema com sucesso, salve-o e clique no botão "Gerar / mudar para placa" no canto superior esquerdo da interface ou em "Arquivo" no topo da página. Isso abrirá uma nova janela com um fundo preto e todas as suas partes alinhadas nele.

2. Se você gostaria de mudar o formato padrão do tabuleiro em que está colocando suas peças, clique em "Camada" no canto superior esquerdo da interface e mude para "Dimensão". Isso significa que agora você está editando as dimensões do próprio quadro.

Para alterá-los, clique em um dos cantos do retângulo pré-existente e arraste-o para o tamanho que desejar, ou vá em "Desenhar" no topo da página e selecione o tipo de placa de forma que você deseja (retângulo, polígono, círculo, etc).

3. Agora que você criou uma placa adequada, é hora de começar o layout de seus componentes. Clique em qualquer componente que você gostaria de colocar e arraste-o para o local desejado no quadro. Para alterar em que lado da placa está um componente, clique na opção "Espelho" na barra lateral e selecione o (s) componente (s) que deseja trocar de lado.

Para girar um componente, use a função "Girar" na barra lateral.

4. Uma vez que todas as suas peças foram colocadas, é hora de começar a criar traços. São fios de cobre que criarão conexões elétricas entre os componentes. Para adicioná-los, você tem duas opções: Use o recurso de roteador automático do EAGLE para criar rastros automaticamente (se você fizer isso, pule para a etapa 7) ou desenhe-os manualmente.

Etapa 5: criando seus próprios rastros

1. Para criar seus traços manualmente, primeiro calcule qual espessura você deseja que eles tenham usando uma calculadora de largura de traço. Eu uso https://www.4pcb.com/trace-width-calculator.html (não patrocinado), mas você pode usar qualquer um de sua preferência.

2. Depois de determinar o traço de espessura que deseja, clique no menu suspenso "Camada" e selecione a camada que deseja criar primeiro. Selecione a função "Rota" na barra lateral. Para deixar o traçado com a espessura desejada, use a configuração "Largura" no canto superior esquerdo da borda da interface.

3. Crie o traçado selecionando qualquer pino / perna / almofada que você deseja como o início de seu traçado. O traço deve aparecer como uma linha vermelha estendendo-se desde o início do traçado até o mouse. Além disso, você também deve ver linhas amarelas estendendo-se do final do traço até um pino / perna / almofada; essas são as conexões elétricas que você projetou em seu esquema.

4. Para fazer uma conexão, clique em qualquer pino ao qual deseja anexar o rastreamento. Se você quiser fazer seu traçado contornar alguma coisa ou ter um canto, clique onde deseja que o traço gire e mova o mouse para onde quiser que seja o próximo canto ou conexão. Continue fazendo isso com todas as suas conexões até que não haja mais linhas amarelas. Tente não criar ângulos de 90º porque são difíceis de fabricar; em vez disso, use dois ângulos de 45º para conectar os traços.

5. Se você deseja conectar entre camadas, use a função "Via" na barra lateral. Isso cria uma conexão entre as camadas superior e inferior na forma de um pequeno ponto.

6. Se você deseja criar furos para montagem, use a função "Furo" na barra lateral. Para alterar o tamanho do furo, clique com o botão direito sobre ele e selecione "Propriedades" e altere as configurações de "Perfuração" de acordo.

Etapa 6: Criando um plano de solo e serigrafia

Existem muitos estilos / layouts diferentes de PCBs, para iniciantes. Eu recomendo um dos dois: ou conecte todos os seus componentes diretamente com rastreios. Como alternativa, crie todas as suas conexões, exceto as que se conectam ao aterramento e, em seguida, tenha o resto da camada inteiramente, ou principalmente, um plano de aterramento de cobre sólido (isso cria todas as conexões de aterramento sem ter vários traços). No diagrama acima, as linhas azuis são os traços em uma camada e as vermelhas são a camada de cobre sólida (o plano de terra). Os traços azuis conectam todas as conexões não aterradas e a camada vermelha conecta todas as conexões aterradas.

1. Selecione em qual camada você gostaria de trabalhar usando a configuração "Camada" no canto superior esquerdo. Depois de selecionar a camada, use a função "Polígono" na barra lateral e desenhe o contorno para qualquer forma de plano de solo que você deseja.

2. Faça deste o plano de chão, depois de ter feito todos os outros traços que deseja, clicando em "Ratsnest" na barra lateral. O resto da placa se tornará a região de cobre sólido. Para alterar a folga entre o plano de solo e os traços do padrão, ajuste a configuração "Espaçamento" no canto superior direito da interface.

3. Para finalizar sua prancha, você pode adicionar uma serigrafia. Esta é uma fina camada de tinta impressa na superfície do PCB para mostrar as orientações, posições e componentes (eles são feitos para você automaticamente, a menos que sejam desativados / removidos). Também pode ser usado para fins decorativos.

4. Se você deseja adicionar texto ou formas à serigrafia, altere a camada que está editando usando a configuração "Camada" no canto superior esquerdo para "tPlace" ou "bPlace". Isso mudará a serigrafia nas camadas superior ou inferior, respectivamente. Use uma das funções "Desenhar" na barra lateral para criar qualquer padrão / desenho que desejar.

Se você seguiu as duas últimas etapas, fique à vontade para pular a Etapa 7.

Etapa 7: usando o roteador automático

Em vez de desenhar manualmente todos os traços, você pode usar o autorouter. Esta função usa um algoritmo para desenhar os rastros para você. Isso é muito útil se você não tem muito tempo ou não se dá ao trabalho de fazer isso manualmente. No entanto, será necessário brincar com as configurações para que funcione bem. E, por melhor que seja o roteador automático de EAGLE, ele ainda não é perfeito e você ainda precisará examinar e ajustar seu trabalho.

1. Para usar o roteador automático, primeiro você precisa informar ao software qual largura deseja que os traços diferentes tenham. Para fazer isso, volte para a visualização esquemática e selecione "Editar"> "Classes de rede". Isso abrirá uma nova janela com várias linhas diferentes.

No primeiro, altere a configuração "Largura" para a largura desejada de um traço padrão; este é o padrão e irá definir automaticamente todos os traços para esta largura (você pode alterá-los mais tarde).

2. Se desejar que alguns traços sejam mais largos, vá para a linha abaixo do primeiro e renomeie-a (por exemplo: Solo). Em seguida, você pode alterar a largura e outras configurações como quiser. Repita essas etapas para cada traço de tamanho diferente que você deseja em sua placa. Quando estiver satisfeito com suas alterações, clique em "OK" no canto inferior esquerdo.

3. Para alterar traços diferentes para configurações de tamanhos diferentes, selecione a função "Informações" na barra lateral e clique no traço que deseja alterar. Agora clique no menu suspenso "Net Class" próximo à parte inferior e selecione a opção que deseja. Clique em "OK" quando estiver satisfeito.

4. Agora você está pronto para executar o roteador automático: volte ao PCB View e acesse a função "autorouter" na barra lateral. Uma nova janela aparecerá com todas as configurações para a exibição do autorouter. Para um tutorial básico, nenhum desses é importante, então, basta clicar no botão "Continuar" na parte inferior e, em seguida, clicar em "Iniciar". O software então fará seu trabalho. Isso pode demorar um pouco, então sente-se e relaxe um pouco.

Assim que parar de fazer alterações, clique em "Finalizar trabalho" e examine o PCB para corrigir quaisquer erros que possa ter cometido.

Etapa 8: Exportando Gerbers e BOM para Fabricação

Você finalmente concluiu o projeto do seu PCB! Dê a si mesmo um tapinha nas costas por todo o trabalho que você fez. Você merece.

Embora você tenha acabado de fazer nosso esquema e design de placa, a diversão está apenas começando. Esta etapa mostra como transformar sua ideia e design em realidade (ou seja: criar um PCB físico).

1. Se você deseja solicitar seu design de PCB de um serviço profissional, pode usar a função "Cotação de PCB" no canto superior direito da interface. Isso o levará ao serviço de fabricação de PCB da Element14. Siga as instruções em seu site.

2. Se desejar que seja fabricado por outro fabricante, você terá que exportar os arquivos Gerber (arquivos contendo as informações do projeto de sua placa de circuito impresso). Faça isso usando a função "Processador CAM" no canto superior esquerdo da interface.

Uma nova janela aparecerá: clique em "Load Job File"> "Local CAM Jobs"> "gerb274x-mill-drill.cam" no canto superior esquerdo da janela. Marque a caixa ao lado do menu suspenso denominado "Exportar como ZIP".

Clique em cada camada da barra lateral, uma de cada vez, e certifique-se de que "Espelho" em "Estilo" NÃO esteja selecionado, ou seja: desmarque-o.

3. Quando terminar, você pode clicar em "Processar trabalho" no canto inferior esquerdo da janela. Outra janela será aberta, onde você pode salvar seu trabalho onde quiser.

Agora você pode enviá-lo para qualquer serviço de fabricação que desejar, solicitar as peças e soldá-lo!

4. Alternativamente, você mesmo pode gravar o PCB. Para fazer isso, recomendo o artigo de Yeo Kheng Meng sobre como exportar uma imagem para fazer isso: "https://yeokhengmeng.com/2016/03/eagle-file-to-diy-pcb-etching/" (não patrocinado).

5. Para criar um B. O. M. (Lista de materiais) para solicitar as peças, vá para a visualização esquemática e use a função "Executar ULP" no canto superior esquerdo da interface. Isso abrirá uma nova janela, selecione "BOM" e pressione Enter. Ajuste as configurações de acordo com suas preferências e salve seu trabalho.

Etapa 9: Conclusão

Parabéns, você chegou ao final do Instructable! Você merece uma medalha. Eu sei que era longo, mas é tão difícil encaixar tanto conteúdo em um único instrutível.

Espero que agora você tenha o conhecimento e as habilidades para instalar o EAGLE, projetar um esquema e transformá-lo em um PCB. Embora este Instuctable possa ter parecido longo e complexo, na verdade não é tão difícil se você dividi-lo em etapas simples.

Se você tiver algum conselho, sugestão ou dúvida, por favor, deixe-os na seção de comentários. Eles são inestimáveis para mim porque me ajudarão a melhorar meus Instructables posteriores.

Se você acha que eu mereço seu voto no Concurso PCB, faça-o abaixo.

Desejo-lhe boa sorte fazendo e, como sempre, divirta-se!