Od czego zacząć projektowanie Arduino PCB?

Poszukuję zasobów, jak zacząć przenosić moje dzieła na wyższy poziom.

Gdzie jestem w:

• Jestem kujonem programisty z ograniczonym doświadczeniem w projektowaniu sprzętu
• Wygodne tworzenie rzeczy dzięki prefabrykowanym płytom Arduino Duelimanove / Uno z płytkami do chleba, pudełkami projektowymi oraz mnóstwem taśm i zamków błyskawicznych

Gdzie chcę iść:

• Zmień rozwiązanie „breadboard” w niestandardową, nie gettową płytkę drukowaną
• Zintegruj układy Arduino / Netduino z projektami
• Będąc programistą, tak naprawdę nie mam ochoty ręcznie tworzyć obwodów drukowanych przy użyciu nowszego modelu „projektowania w komputerze i dostarczenia go do ciebie”
• Wykonuj projekty w bardzo małych ilościach (1 na raz, może 5 na raz maksymalnie)

W mojej wyszukiwarce do tej pory szukałem zewnętrznego producenta PCB, który mógłby mieć szablon Arduino, który mógłbym upuścić na wirtualną płytkę PCB i zacząć się bawić, ale niczego nie znalazłem. Zakładam, że istnieją pewne konkretne pomiary, które pozwoliłyby mi stworzyć własny komponent, ale nie mam pojęcia, jak się je nazywa, aby je wyszukać.

Wszelkie zalecenia tutaj zostaną docenione na temat dostawców, oprogramowania, koncepcji, na których muszę się kształcić i tak dalej.

Bez względu na to, jakiego pakietu CAD używasz (używam Eagle'a i „ograniczenia” do tej pory nigdy nie przysparzały mi żalu), potrzebujesz plików gerber. W Eagle generujesz je za pomocą tak zwanego zadania CAM (ja używam tego z Sparkfun ). Nawiasem mówiąc, samouczek Sparkfun Eagle jest również całkiem dobry na początek, jeśli wybierzesz tę trasę, a także jest ok screencast z Adafruit . Możesz również pobrać pliki Eagle dla tablic Arduino bezpośrednio z ich strony internetowej (także dla ich starszych tablic ).

Gdy masz już pliki gerber, wystarczy je spakować i wysłać do wspaniałego domu. W przypadku niewielkich nakładów najtańszą usługą prototypowania o przyzwoitej jakości jest DorkbotPDX dla małych płyt. Użyłem również BatchPCB, ale znalazłem je zarówno droższe, jak i dłuższe opóźnienie.

Zacząłem uczyć się oprogramowania do projektowania PCB i z powodzeniem wykonałem działający prototyp PCB zawierający dwa Arduinos, RTC, zewnętrzny EEPROM, moduł RF i kilka innych elementów na jednej płycie w ciągu dwóch tygodni.

Oto jak to zrobiłem:

Wybór oprogramowania do projektowania płytek drukowanych - wybrałem Eagle, ponieważ:

• Jest darmowy, ale z ograniczonym rozmiarem planszy (nie jest to wielka sprawa dla większości projektów hobbystycznych)
• Ogromne wsparcie społeczności w porównaniu do innych programów (ponieważ jest bezpłatne)
• Większość schematów sprzętowych i układów kart open source dostępnych w formacie Eagle. Ex Sparkfun wydaje schematy i układ orła. Dostępne również Arduino.
• Uczenie się było dość łatwe.

Jakich koncepcji związanych z elektroniką należy się nauczyć: Jak już wspomniałeś, jesteś programistą, musisz przeczytać trochę, zanim zaczniesz opracowywać złożone projekty. Jest to konieczne i się opłaci.

• Regulatory mocy - tutaj należy zapoznać się z regulatorami liniowymi i regulatorami przełączania. Którego użyć i kiedy.
• Odsprzęganie kondensatorów i ich prawidłowe umieszczenie na płytce drukowanej.
• Diody i ich zastosowania - mocowanie napięcia, zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją itp.
• Pociągnij w górę i w dół.
• Kondensatory filtrujące.
• Korzyści z posiadania dobrej płaszczyzny uziemienia. (Raz nie doceniłem tego. Zapłaciłem cenę.)

Jakich koncepcji oprogramowania się nauczyć: Oczywiście musisz nauczyć się większości z nich, aby stworzyć płytkę drukowaną. Ale tutaj podkreślę kilka pojęć, które powinieneś znać, nawet jeśli nie potrzebujesz ich w swoim pierwszym projekcie. Na pewno będzie to kiedyś używane.

• Jak samodzielnie wykonać komponent.
• Jak stworzyć własną bibliotekę.
• Kopiowanie symboli i pakietów z innych bibliotek do biblioteki.
• Jak korzystać z ULP. W orle istnieją ULP do automatyzacji niektórych zadań. Nie zgłębiałem wiele, ale użyłem takiego, który wyodrębnia wszystkie komponenty z dowolnego schematu i zrzuca je do biblioteki, dzięki czemu można go używać w różnych projektach. Tak dostałem Atmega328p. Nie mogłem znaleźć go w domyślnych bibliotekach, więc wyodrębniłem go ze schematu Arduino.
• Jak zrobić logo - Może chcesz mieć niestandardowe logo na płytkach drukowanych.

Część produkcyjna:

• Po zakończeniu schematu i układu tablicy musisz wyeksportować pliki Gerber, aby wysłać je do domów produkcyjnych. Zawiera wszystkie informacje w formie liczbowej, które mogą być zrozumiane przez ich maszyny. Orzeł zrobi to za ciebie. Znajdź to w sekcji Procesor kamery. Sparkfun udostępnia plik zadania kamery, ale nie wahaj się go zmodyfikować, aby dostosować go do swoich potrzeb.
• Musisz wybrać grubość płytki drukowanej i grubość warstwy miedzi. W przypadku małej mocy płytka drukowana 1-2 mm z 35 mikronami miedzi z łatwością sobie poradzi. Możesz także określić kolor maski, jeśli pozwala na to Twój dom produkcyjny.
• Większość firm produkcyjnych zapewnia prototypowanie obwodów drukowanych. Jest to kosztowne, ale wydaje się, że nie ma alternatywy. Obciążą Cię wyższą opłatą, jeśli chcesz, aby została szybko dostarczona. Pamiętaj, aby porozmawiać z 5-10 domami produkcyjnymi przed wybraniem jednego. Ich ceny różnią się bardzo. W moim przypadku jedno z nich pytało 10 razy cenę podaną przez drugie. Bez żartów.
• Wybór komponentów - przez otwór czy smd? Oba mają swoje zalety i wady. SMD pozwoli na tworzenie zwartych i schludnych płyt, ale są one stosunkowo trudne do samodzielnego lutowania. Jeśli jednak wybierzesz stosunkowo większe stopy (1206 lub więcej), nie powinno to być takie trudne. Na początek sugerowałbym przez elementy otworów. Całkiem łatwy w obsłudze.
• Weryfikacja Gerbera: Przed wysłaniem plików gerber do produkcji możesz je zweryfikować za pomocą oprogramowania dostępnego za darmo. Używam GerberLogix.

Wskazówka: Przed wysłaniem pierwszej planszy do produkcji opublikuj schemat i planszę forum na forum, aby uzyskać sugestie / opinie od osób posiadających doświadczenie w tej dziedzinie.

Spójrz na fritzing . Zawiera:

Przechwytywanie schematów

Twórz schematy za pomocą samego układu ardunio.

Budowanie płyt demonstracyjnych

Oprogramowanie pozwala na tworzenie obrazów, które pokazują ludziom, jak połączyć ich płytkę.

Budowa PCB

Możesz budować płytki drukowane we fritzing, a następnie można je przez nie wysłać do produkcji.

Jeśli używasz Eagle, możesz załadować do niego pliki Arduino i stworzyć własny szablon - plansze zostały zaprojektowane przy użyciu Eagle. Używam oprogramowania Pulsonix PCB i zaimportowałem pliki, aby utworzyć szablon dla tego programu. Następnie możesz stworzyć własne tarcze.

Ponowne wykorzystanie plików Arduino nie ma wiele do zyskania, ponieważ podstawowa konstrukcja jest tak prosta, więc nie przykładaj zbytniej wartości, ważniejsze jest, aby zrozumieć, co się dzieje i uzyskać dobry pakiet EDA, który można używać.

Gdybym był tobą, zacząłbym szukać prostego klonu, takiego jak „DC Boarduino”, który jest w zasadzie Arduino, ponieważ jest wystarczająco prosty, aby dość łatwo zrozumieć klon.

Sztuczka z „DC Boarduino” polega na tym, że pomija się układ FTDI USB, co jest bardzo fajne, jeśli używasz tylko złącza USB podczas programowania, więc możesz kupić tylko jeden adapter FTDI i użyć go ponownie dla wszystkich płyt podobnych do Arduino , jak ten: http://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=19&products_id=284&zenid=42367bcc145ecc7da8c87d51db3b70be

WRT zalecenie dotyczące pakietu EDA: Używałem wcześniej EAGLE, ale to naprawdę jest ograniczone i może cię ugryźć w tyłek, gdy zaczniesz budować większe rzeczy, więc mogę polecić pominięcie EAGLE i użycie zamiast niego Kicad.

Zwykle, gdy napotykasz EAGLE po raz pierwszy, Twoim największym wyzwaniem będzie znalezienie odcisków stóp dla najczęściej używanych części, takich jak - rezystory, kondensatory, regulatory napięcia itp.

Skompilowałem niewielką listę najczęściej używanych bibliotek komponentów w Eagle, pomoże to szybko rozpocząć projektowanie PCB.

http://www.elecrom.com/2009/10/09/eagle-library-list-of-most-commonly-used-electronics-components/

Mam nadzieję, że to pomoże.