Introduzione alla progettazione di PCB


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Sono un appassionato di EE al college e ho costruito circuiti di breadboard e circuiti di perfboard per circa un anno. Voglio passare alla progettazione del PCB.

Volevo iniziare con qualcosa di piccolo, quindi ho progettato un piccolo circuito amplificatore per un microfono che voglio trasformare in un modulo su un PCB.

Ecco il file per quello che ho progettato in Fritzing (sono andato con questo software perché è facile da usare): http://www.mediafire.com/?2b2as7iibys68cu

Ecco un'immagine se non hai il programma:

pcb

È un buon design? Come posso migliorarlo?

Lo schema generale che ho seguito era questo (nel caso volessi sapere):

sch (Credit @Olin Lathrop)

Che consiglio mi puoi dare per iniziare? Qualche risorsa che puoi consigliare? Quale software consiglieresti? L'ideale sarebbe gratuito e facile da imparare. Che tipo di lezione suggeriresti di seguire al college per approfondire questo argomento?


Quale sistema operativo stai usando? - Sapere questo potrebbe aiutarci a dare suggerimenti migliori per il software.
Jim,

Sto usando Windows 7, ma posso usare anche altri SO.
Shubham,

Risposte:


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Commenterò solo il design:

  1. Sostituire C5 con un condensatore ceramico 100nF e posizionarlo vicino al pin di alimentazione dell'MCP6022.
  2. Metti i designatori sul PCB-Design, non i valori. Rendi molto più semplice la comprensione del layout.
  3. Evitare curve a 90 °, possono causare problemi quando si incide la scheda. Sono anche dannosi per le cose ad alta velocità (almeno questa è l'opinione comune in materia). Utilizzare invece due curve a 45 °.
  4. Valuta di inondare un lato della scheda con un aereo GND.
  5. Utilizzare ampie tracce corte per i collegamenti dell'alimentazione.
  6. Utilizzare un lato della tavola per tracce prevalentemente verticali e l'altro lato per tracce orizzontali.
  7. Prestare maggiore attenzione al posizionamento dei componenti. Posizionali in modo che siano più facili da instradare. Il posizionamento dei componenti rappresenta il 70% del lavoro. Inseriscili PRIMA di iniziare a instradare una singola traccia (non funzionerà sempre). Basta usare il ratsnest (le linee che indicano connessioni che non sono ancora instradate) come linea guida approssimativa.
  8. Non vedere una traccia che è già instradata come qualcosa che è stato corretto. Se è di mezzo o non ti piace come appare, strappalo e riprova.
  9. In caso di dubbi, iniziare da zero, cercare di non salvare qualcosa che non può più essere salvato.
  10. Regola empirica: crea qualcosa che piace alla vista. Altri avranno un momento più facile per capirlo e talvolta funzionerà anche meglio.

Ci sono due libri che posso consigliare vivamente per l'apprendimento dell'elettronica / progettazione PCB: The Circuit Designer Companion e EMC for Product Designers . Mentre il secondo in più sulla conformità EMC aiuta a capire PERCHÉ queste cose dovrebbero essere fatte in un certo modo.


Questo circuito ha funzionato perfettamente quando l'ho saldato su una perfboard. Questo è quello che mi è venuto in mente quando ho eseguito la funzione autoroute dopo aver messo i componenti in modalità schematica. Quindi, in base al tuo consiglio, rifarò che questo è in Eagle. Grazie!
Shubham,

Facendo riferimento al n. 7 sopra: ho praticamente posizionato i componenti in modo che sembrassero organizzati, quindi ho avviato l'autorouter. Sono solo errori> esperienza, esperienza e pratica che mi renderanno migliore nel posizionamento dei componenti o ci sono regole / risorse o linee guida che possono aiutarmi?
Shubham,

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I circuiti semplici funzioneranno spesso, anche se non segui queste linee guida. Ma dovresti sempre tenere presente che una traccia non è solo una traccia. È anche un piccolo induttore, un resistore e un condensatore, si comporta anche come un'antenna. Un layout adeguato può ridurre al minimo questi effetti collaterali. Un layout errato può influire notevolmente sulle prestazioni e sulla stabilità di un progetto.
Nico Erfurth,

Come progettista di PCB non vuoi necessariamente organizzare i tuoi componenti ma le tue tracce. La regola "La forma segue la funzione" si applica qui. Ma questa è un'area grigia (come molte cose nel PCB-Design). Dopotutto, per le applicazioni del mondo reale anche una facile producibilità e debugabilità sono molto importanti. Un buon design PCB è sempre un equilibrio tra funzionalità, leggi della fisica, estetica, costi e molti altri fattori.
Nico Erfurth,

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@Shubham - Rimani WAY lontano da auto-routing fino a quando si è abbastanza familiarità con PCB per capire i suoi problemi. Inizia con il routing manuale: impari MOLTO di più.
Connor Wolf,

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Eagle CAD è un pacchetto popolare tra gli appassionati. È disponibile una versione gratuita (limitata a 2 strati e piccole schede per uso non commerciale). Eagle ha molte funzionalità avanzate oltre a ciò che fa Fritzing, ma è sconcertante imparare per un principiante.

Ho trovato utile questa serie di video per iniziare.

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


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Non direi che l'aquila ha un'interfaccia utente intuitiva o è facile da usare. Solo che è popolare non significa che sia buono [/ rant].
Hans,

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Gli angoli sono solitamente smussati in modo da non causare problemi durante l'attacco.

Il design del tuo circuito ha tappi filtro. Si tratta in genere di dischi non polarizzati e la distanza tra i conduttori potrebbe essere superiore a 0,1 ", a seconda della tensione da parte dell'utente. Lo schermo serigrafico mostra tappi polarizzati (elettrolitici?). la direzione di polarizzazione è coerente aiuterebbe a prevenire errori di costruzione.

Masta79 ha coperto tutto il resto abbastanza bene dopo che ho iniziato, quindi invierò solo dittos lì. Soprattutto 7. Metti tutte le parti sul tabellone. Girali e mescolali finché il nido dei topi non sembra troppo denso da nessuna parte, quindi inizia a tracciare le tracce.


Sì, sono calotte elettrolitiche polarizzate. Ho girato due tappi in modo che l'autorouter creasse meno curve nelle tracce, non è una buona idea? Cioè, voglio migliorare: posizionamento dei componenti. Esistono linee guida o regole che è possibile utilizzare per ridurre le tracce?
Shubham,

Ci sono alcune tecniche comuni, ma penso che alla fine ognuno trovi il proprio "stile" per farlo. Alcune persone iniziano con i connettori e li posizionano intorno alla scheda. Altri iniziano con i componenti principali nel mezzo e escono. Segui il ratsnest. Cerca di ridurre al minimo le linee di attraversamento. Questo processo richiede un po 'di tempo ma è molto importante. Il ratsnest ti offre una rapida panoramica di quanta confusione rimane ancora nel tuo design. Non esitate a spostare nuovamente un componente dopo averlo posizionato. Ricorda sempre che è una buona cosa evitare i cambi di livello durante il routing.
Nico Erfurth,
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