Авторазмещение элементов и автотрассировка печатных плат

Рисуем платы в Sprint-Layout правильно с первых шагов

Спасибо, Александр, за статью – затронули важную тему! Многие из нас наталкивались на «безымянные» платы как на первом фото в статье, особенно много их на форумах (из серии «а я развёл вот так!»). Иногда скачиваешь в таком сообщении 2 — 3 прикреплённых файла (а они зачастую архивом), а там в каждом файле отдельная плата. Ребята! Вот в Exel’е мы же умеем работать со страницами, а в Sprint-Layout почему мало у кого получается? Ведь принцип-то одинаковый. И исправить элементарно: кликаем на закладке платы (справа внизу над переключателем слоёв) правой кнопкой мыши и выбираем «Новая плата…» либо вверху на панели команд выбираем «Проект > Новая плата…».

Если надо соединить платы из разных файлов, открываем одну плату и на всё той же панели команд выбираем «Проект > Импортировать плату из файла…» и в открывшемся окне указываем файл.

По поводу разводки плат согласен с Александром: не уделяем достаточно внимания оформлению. И одно дело, когда плата «пошла в народ» и с ней не сразу могут разобраться многие, и совсем другое, когда сам в своей же уже через месяц…

А причина-то одна. Поэтому чтобы облегчить жизнь себе и другим советую помимо приёмов, рекомендованных Александром, максимально использовать функцию маркировки цепей. На выделенном проводнике кликаем правой кнопкой мыши и в открывшемся меню выбираем «Маркировать…».

Разумеется, маркировать абсолютно все цепи на плате вряд ли имеет смысл, но важные совсем будет не лишне, особенно на сложных платах, например, с микроконтроллерами. Тогда при подведении указателя мыши на дорожку мы увидим название цепи. Кстати, зачастую дорожка рисуется из нескольких кусков проводника и если у вас промаркирован один, а остальные нет, то выделив их все (с нажатой Shift) и выбрав функцию «Маркировать…» можно просто нажать Ok: поле уже будет заполнено названием промаркированной цепи.

Таким же образом я маркирую некоторые макросы. Например, известно, что многие операционники имеют одинаковую цоколёвку. Но радиолюбительствую я не часто и не могу держать цоколёвку ОУ в голове, а заглядывать в даташит при разводке платы не всегда удобно. Делаю так: переношу ОУ из библиотеки на плату, выделяю, нажимаю «Разгруппировать» (открытый замок на панели инструментов, сочетание Ctrl + U, либо через меню «Действия > Разгруппировать»).

Пред разгруппировкой советую шаг сетки выбрать побольше: у меня иногда при выборе нескольких элементов через Shift уже выделенные съезжали в сторону, приходилось отменять и всё заново. После маркирую каждую контактную площадку: “1 — 1Out”, “2 – 1In-“, “3 – 1In+”, “4 – “GND”, “5 – 2In+”, “6 – 2In-“, “7 – 2Out”, “8 – Vcc”. Затем выделяю всё (дорожки и шелкографию), группирую и сохраняю через «Файл > Сохранить как макрос…» либо под старым именем, либо под новым.

To Chugunov

Серёжа, да забывайте Вы время, когда платы рисовали стеклянным рейсфедером! Сейчас в распоряжении радиолюбителей такая полиграфия, что даже ЛУТом можно делать совсем ювелирные вещи (и многие это доказывают).

Когда я осваивал ЛУТ, первая плата вышла хорошо (новичкам везёт), вторая смазалась. Задумался о происходящих процессах: мы разогреваем плату и переносим тонер с бумаги на фольгу, но забываем учесть инерционность разогретого текстолита и тонер течет, когда мы уже утюгом не греем.

Сейчас я перед «сеансом» беру у супруги кастрюльку подходящего размера с плоским дном (знаете, из нержавейки, а-ля Bergoff), наливаю воды и в холодильник (морозильник). Режу тем временем текстолит под размер платы (с запасом), очищаю поверхность меди (ученической резинкой или в особо тяжелых случаях средством для мытья посуды), грею утюг. После приглаживаю плату утюгом, но как только плата вышла из-под утюга – сразу под кастрюлю с ледяной водой. Так мы моментально остановим нагрев тонера и избежим его растекания.

Схема устройства

Существенной разницы не имеет, будем ли мы разводить плату на листочке в клетку, вырезав из картона шаблоны деталей с выводами (хотя я глубоко сомневаюсь, что кто-нибудь будет пользоваться таким методом в 21 веке, когда в каждом доме есть компьютер), либо воспользуемся какой-нибудь программой для разводки печатной платы, например sprint layout. Конечно с помощью sprint layout это сделать будет намного проще, особенно в больших схемах. В обоих случаях сначала мы ставим на рабочее поле деталь с наибольшим количеством выводов в нашем случае это транзистор, допустим VT1, это у нас КТ315. (Ссылка на руководство по пользованию sprint layout будет приведена ниже). Причем поначалу при проектировании у вас печатная плата может напоминать принципиальную схему, ничего страшного, думаю все так начинали. Поставили, дальше соединяем его базу и эмиттер дорожками с резистором R1, также у нас база VT1 соединена с выводом конденсатора С1 и выводом резистора R2. Вместо линий на схеме мы соединяем на печатной плате выводы деталей дорожкой. Еще я взял себе за правило считать количество выводов деталей соединённых на схеме и на печатной плате, у нас должно получиться такое же количество соединенных пятачков.

Как видим, с базой у нас на плате также как и на схеме соединено еще 3 вывода, на схеме они помечены красными колечками. Дальше устанавливаем транзистор VT2 — это транзистор кт361, он структуры pnp, но нам это в данный момент все равно, так как он имеет также 3 вывода и в корпусе точно таком же как и кт315. Установили транзистор, далее соединяем его эмиттер с вторым выводом R2, а второй вывод конденсатора С1 с коллектором VT2. Базу VT2 мы соединяем с коллектором VT1, устанавливаем на плату пятачки для подключения динамика ВА1, его мы соединяем одним выводом с коллектором VT2, другим выводом с эмиттером VT1. Вот как все, что описал выглядит на плате:

Продолжаем дальше, мы устанавливаем светодиод, соединяем его с выводом ВА1 и с эмиттером VT2. После мы устанавливаем транзистор VT3, это также кт315 и соединяем его коллектором с катодом светодиода, эмиттер VT3 мы соединяем с минусом питания. Далее мы устанавливаем резистор R4 и соединяем его дорожками с базой и эмиттером транзистора VT3, вывод с базы мы пускаем на щуп Х1. Смотрим, что получилось на плате:

И наконец устанавливаем последние несколько деталей. Установим выключатель питания, соединяя его с плюсом питания дорожкой от одного пятачка и с эмиттером VT2, дорожкой от другого пятачка, соединенного с выключателем. Соединяем этот вывод выключателя с резистором R3, а второй пятачок резистора соединяем с контактами щупа Х2.
Всё, плата разведена
. При большом желании можно перенести этот рисунок на текстолит протравить эту плату и у вас будет устройство Звуковой пробник с прозвонкой сопротивлением до 650 Ом. Конечно, можно было при желании развести более компактно, но у меня не было такой цели, моя цель была поэтапно рассказать о процессе создания макета печатной платы. Если кого-то заинтересовал процесс создания плат с помощью программы
sprint layout
, рекомедую пройти и ознакомиться с руководством

Какой программой открыть lay файл

вы можете выбрать из перечисленного ниже списка!

Функции рисования

В первой части курса Sprint Layout мы познакомились с интерфейсом программы. Вторую часть курса начнем с того, что рассмотрим какие же функции предоставляет программа для рисования плат.

Все элементы расположены на панели слева.

Рассмотрим их.

Курсор

Горячая клавиша «Esc».

Инструмент «по-умолчанию». Используется для выбора элементов на рабочем поле. Сброс любого инструмента в «Курсор» производится нажатием на правую кнопку мыши.

Масштаб

Горячая клавиша «Z».

Курсор принимает вид лупы. Нажатием на левую кнопку мыши на рабочем поле происходит увеличение масштаба платы, на правую — уменьшение.

Также с зажатой левой кнопкой мыши можно выбрать участок платы, который необходимо увеличить.

Дорожка

Горячая клавиша «L».

Инструмент для рисования дорожки заданной ширины. Значение ширины (в мм) задается перед началом рисованием в специальном поле ниже:

Кнопка слева открывает подменю часто используемых, так называемых «любимых» ширин дорожек. Можно добавить новое значение или удалить существующее:

Примечание — Пункт добавления нового значения становится активным лишь в случае, если текущего значения ширины дорожки нет в списке.

После установки ширины, выбрав инструмент «Дорожка», можно приступать непосредственно к рисованию дорожки. Для этого в рабочем поле следует выбрать точку, откуда будет начинаться линия, щелкнуть левой кнопкой мыши и вести линию в точку, где она должна заканчиваться.

Вид изгиба дорожки перебирается нажатием клавиши «Пробел». Доступны пять вариантов:

При нажатии клавиши «Пробел» с зажатой клавишей «Shift» перебор осуществляется в обратном порядке.

В процессе рисования можно при необходимости фиксировать линию нажатием на левую кнопку мыши, формируя тем самым необходимую форму дорожки.

Значение длины отображается для последних не зафиксированных сегментов.

Зажав клавишу «Shift» можно временно сделать шаг сетки в два раза меньше, а зажав «Ctrl» — отключить привязку курсора к сетке.

Зафиксировав последнюю точку дорожки, можно закончить рисование дорожки нажав на правую кнопку мыши. Дорожка завершается и курсор готов к рисованию следующей дорожки.

При выборе нарисованной линии она подсвечивается розовым цветом и панель свойств меняет вид, отображая параметры дорожки:

В этой панели можно изменить значение ширины линии, посмотреть ее длину, количество узлов и подсчитанный максимально допустимый ток.

Примечание — Параметры расчета (толщина слоя меди и температура) настраиваются в разделе «Imax» основных настроек программы (см. первую часть цикла).

Синими кругами отображены узлы дорожки. А еще в середине каждого сегмента дорожки видны синие окружности — так называемые виртуальные узлы. Потянув за них курсором мыши можно превратить их в полноценный узел. Обратите внимание, что в процессе редактирования один сегмент подсвечивается зеленым цветом, а другой — красный. Зеленый цвет означает то, что сегмент расположен горизонтально, вертикально или под углом 45°.

Концы дорожек по умолчанию круглые, но на панели свойств имеются две кнопки, делающие их прямоугольными (обратите внимание на левый конец дорожки).

Если одна трасса представлена на плате двумя раздельными дорожками и их конечные узлы расположены в одной точке, то дорожки можно соединить.

Для этого следует щелкнуть правой кнопкой мыши по конечному узлу и выбрать в контекстном меню пункт «Соединить линию». Трасса станет цельной.

Галочка «Негативно» формирует из дорожки вырез на полигоне Авто-земли:

Контакт

Горячая клавиша «P».

Инструмент создания контактных площадок для выводов компонентов. Нажатием на маленький треугольник слева открывается меню контактов, где можно выбрать необходимую форму контакта:

Пункт «С металлизацией» делает контактную площадку на всех слоях меди, а отверстие металлизированным. При этом цвет контакта с металлизированным отверстием отличается от не металлизированных (обратите внимание на круглый голубой контакт). Горячая клавиша F12 включает/отключает металлизацию у любого выбранного контакта.

Формы контактных площадок не ограничиваются этим списком — их можно сделать любой формы. Для этого необходимо разместить обычный контакт (1), а вокруг него нарисовать площадку нужной формы (2). Причем следует не забывать о маске — необходимо вручную открыть от нее весь контакт (3) (о маске см. ниже).

Как и у инструмента «Дорожка» у данного инструмента внизу есть свои настройки:

Верхнее поле задает диаметр контактной площадки, нижнее — диаметр отверстия. Кнопка слева открывает подменю часто используемых размеров контактов. Можно добавить новое значение или удалить существующее:

Задав необходимые значения, выбираем инструмент «Контакт» и левым щелчком мыши выполняем размещение контакта в нужной точке рабочего поля.

Параметры любого выбранного контакта (или группы контактов) всегда можно изменить на панели свойств:

Последний пункт с галочкой включается термобарьер у контакта. Подробнее рассмотрим эту функцию в следующей части курса.

Если контактная площадка не имеет гарантийного пояска, т.е. диаметр отверстия равен диаметру контактной площадки, то она отображается следующим образом:

SMD-контакт

Горячая клавиша «S».

Инструмент создания прямоугольных контактов для компонентов поверхностного монтажа. Настройки:

Справа поля для ввода значений ширины и высоты контакта. Под ними кнопка смены значений в этих двух полях. Кнопка слева открывает подменю часто используемых размеров контактов.

Задав необходимые размеры и выбрав данный инструмент, контакт можно размещать на рабочем поле:

Для SMD-контакта также доступна функция термобарьера на панели свойств, с тем лишь отличием, что настраивается она только на одном слое.

Круг/Дуга

Горячая клавиша «R».

Примитивы — окружность, круг, дуга.

Выбираем точку размещения и зажав левую кнопку мыши двигаем курсор в сторону, задавая тем самым диаметр окружности.

Заметьте, что панель свойств в процессе рисования содержит информацию о создаваемой окружности. Отпустив левую кнопку мыши, мы завершим создание окружности. Выделив ее инструментом «Курсор» мы сможем редактировать свойства окружности в панели свойств — в частности задать координаты центра, ширину линии и диаметр, а также углы начальной и конечной точек, если хотим превратить окружность в дугу.

Превратить окружность в дугу также можно потянув курсором за единственный имеющийся на окружности узел:

Галочка «С заливкой» делает из окружности круг, заливая внутреннюю область, а «Негативно» по аналогии с дорожкой превращает элемент в вырез на полигоне Авто-земли.

Полигон

Горячая клавиша «F».

Инструмент создания участков любой формы. Рисование происходит дорожкой с заданной шириной:

После завершения полигон отображается с заливкой и, при его выборе, возможно редактирование узлов (так же как в инструменте «дорожка»):

Панель свойств содержит еще некоторые настройки:

Можно изменить ширину линии контура, увидеть количество узлов, сделать из полигона вырез на заливке Авто-земли (галочка «Негативно»), а также изменить вид заливки полигона со сплошного на сетчатый.

Толщину линий сетки можно оставить как у контура полигона, либо задать свое значение.

Текст

Горячая клавиша «T».

Инструмент создания текстовых надписей. При его выборе открывается окно настроек:

• Текст — поле ввода необходимого текста;
• Высота — высота строки текста;
• Толщина — три различных вида толщины текста;
• Стиль — стиль текста;
• Поворот на — повернуть текст на определенный угол;
• Зеркально по — отразить текст по вертикали или горизонтали;
• Автоматически — дополнительно добавлять номер после текста, начиная с определенного значения.

Три вида толщины текста и три вида стиля дают девять вариантов начертания (правда некоторые получаются одинаковыми):

Примечание — По умолчанию минимально возможная толщина текста ограничена на уровне 0,15 мм. Если толщина получается слишком маленькой, то высота текста автоматически увеличивается. Это ограничение можно отключить в меню настроек программы (см. первую часть цикла).

Прямоугольник

Горячая клавиша «Q».

Инструмент создания прямоугольного контура или прямоугольного полигона. Для рисования следует щелкнуть левой кнопкой мыши в рабочем поле и, не отпуская, вести курсор в сторону, задавая форму прямоугольника.

Создание прямоугольника завершится после того как кнопка будет отпущена.

Как я уже сказал, доступны два вида прямоугольников — в виде контура из дорожек и с заливкой.

Причем прямоугольник в виде контура есть ни что иное как обыкновенная дорожка, проложенная в форме прямоугольника, а прямоугольник с заливкой — полигон. Т.е. после создания редактировать их можно как дорожку и полигон соответственно.

Фигура

Горячая клавиша «N».

Инструмент создания специальных фигур.

Первый вид фигуры — правильный многоугольник:

Доступны настройки биссектрисы — расстояния от центра до вершин, ширины дорожки, количества вершин, угла поворота.

Галочка «Вершина» соединяет противоположные вершины между собой (средний рисунок), «Залить» — закрашивает внутреннее пространство фигуры (правый рисунок):

Следует отметить, что в результате получаются элементы состоящие из дорожек и полигона. Поэтому и редактируются они соответствующим образом.

Второй вид фигуры — спираль:

Задав параметры, можно создать круглую или квадратную спираль:

Круглая спираль состоит из четвертинок окружностей различных диаметров, а прямоугольная спираль — дорожка.

Третий вид фигуры — форма:

Настройки позволяют задать количество строк и столбцов, вид нумерации ее расположение и общие размеры формы. Результат:

Форма также состоит из более простых примитивов — дорожка и текст.

Маска

Горячая клавиша «O».

Инструмент для работы с паяльной маской. При его использовании плата меняет расцветку:

Белый цвет элементов означает, что участок будет открыт от маски. По умолчанию от маски открыты только контактные площадки. Но нажатие левой кнопкой мыши по любому элементу текущего слоя меди открывает его от маски (на рисунке я открыл от маски дорожку в центре рисунка). Повторное нажатие обратно закрывает.

Связи

Горячая клавиша «C».

Инструмент позволяет установить виртуальную связь, не разрывающуюся при перемещении или повороте компонентов, между любыми контактами на плате.

Для удаления связи нужно щелкнуть по ней левой кнопкой мыши при активном инструменте «Связь».

Автотрасса

Горячая клавиша «A».

Примитивный автотрассировщик. Позволяет трассировать расставленные «Связи».

Для этого следует задать параметры трассировки (ширину дорожки и зазор) и, наведя курсор на связь (она подсветится), щелкнуть левой кнопкой мыши. Если возможность прокладки трассы с заданными параметрами имеется, то она будет проложена:

При этом автоматически проложенная трасса будет отображаться с серой линией по центру дорожки. Это позволяет отличить их от трасс, проложенных вручную.

Повторный щелчок левой кнопкой мыши при активном инструменте «Автотрасса» по автоматически разведенной трассе удаляет ее и возвращает связь контактов.

Контроль

Горячая клавиша «X».

Инструмент позволяет увидеть разведенную цепь целиком, подсветив ее:

Примечание — в первой части курса я описывал настройку вида этой подсветки: мигающий/не мигающий Тест-режим.

Измеритель

Горячая клавиша «M».

Зажатой левой кнопкой мыши выделяется прямоугольная область, а в специальном окне отображаются текущие координаты курсора, изменение координат по двум осям и расстояние между начальной и конечной точкой выделения, угол наклона диагонали прямоугольника выделения.

Фотовид

Горячая клавиша «V».

Удобный инструмент, позволяющий посмотреть как будет выглядеть плата после изготовления:

Переключатель «Верх/Низ» меняет сторону платы для отображения.

Примечание — Нижний слой при отображении зеркалится по сравнению с отображением при трассировке. Инструмент «Фотовид» работает аналогично тому, что если бы Вы крутили в руках готовую плату.

Галочка «С компонентами» включает отображение слоя маркировки, а галочка «Полупрозрачный» делает плату полупрозрачной — сквозь нее просвечивает нижний слой:

Два выпадающих меню — «Плата» и «Паяльная маска» меняют цвет маски и цвет непокрытых маской контактов:

Примечание — Пункт «—» отображает контакты в виде покрытых маской.

Макросы

Макрос — это сохраненный участок платы, готовый к дальнейшему повторному использованию. В Sprint Layout в виде макросов организована библиотека посадочных мест компонентов.

После запуска программы по умолчанию справа открыта панель макросов. Открытием/закрытием этой панели управляет кнопка на панели инструментов в правой части окна:

Пока эта библиотека пуста.

Для подключения скачанного набора макросов достаточно его распаковать и поместить в папку, указанную в настройках SL6 (см. первую часть цикла):

После этого программа, просканировав эту папку во время следующего запуска, отобразит макросы на панели:

Для удаления макроса из библиотеки достаточно его выбрать в дереве библиотеки и нажать на значок корзины рядом с кнопкой сохранения.

Чтобы отредактировать макрос, нужно вытащить его на рабочее поле, провести необходимые изменения и, выделив необходимые элементы, нажать на кнопку «Сохранить» и сохранить как новый макрос, задав ему имя (или заменить существующий).

IPC-7251 и IPC-7351

Хочется сказать несколько слов по поводу именования своих макросов. Существуют зарубежные стандарты IPC-7251 и IPC-7351, которые определяет размеры контактных площадок и виды посадочных мест для различных типовых корпусов. Но в нашем случае оттуда понадобятся рекомендации по именованию посадочных мест.

Рассмотрим на примере конденсатора на 100 нФ серии B32922 фирмы EPCOS:

Согласно стандарту IPC-7251, наименование его посадочного места будет формироваться следующим образом:

CAPRR + Межвыводное расстояние + W Толщина выводов + L Длина корпуса + T Толщина корпуса + H Высота корпуса

Следовательно, согласно даташиту имеем:

CAPRR_1500_W80_L1800_T500_H1050

CAPRR – Конденсатор (CAP), неполярный, с радиальными выводами (R), прямоугольный (R) 1500 – Межвыводное расстояние = 15.00mm W80 – Толщина выводов = 0.80mm L1800 – Длина корпуса = 18.00mm T500 – Толщина корпуса = 5.00mm

Следующий параметр опционален — для Sprint Layout не имеет никакого значения:

H1050 – Высота корпуса = 10.50mm

Таким образом такой тип именования после привыкания к нему позволит уже по имени макроса узнать информацию о посадочном месте и избежать путаницы в библиотеке.

Выдержки из стандартов я приложил к статье:

• Footprint Naming Convention. Surface Mount — для SMD-компонентов.
• Footprint Naming Convention. Through-hole — для выводных компонентов.

Создание макросов

В качестве наглядного примера выберем схему, для которой создадим библиотеку макросов. Пусть это будет простой регулятор тембра на микросхеме TDA1524A:

Внимательно рассмотрим схему и составим список компонентов, для которых нам понадобятся макросы:

1. Микросхема TDA1524A.
2. Постоянный резистор мощностью 0.25 Вт.
3. Переменный резистор.
4. Электролитические конденсаторы.
5. Пленочные конденсаторы.
6. Разъемы для подключения питания, а также для подключения источника сигнала и нагрузки.
7. Миниатюрный переключатель.

Процесс создания макроса состоит нескольких шагов:

1. Расстановка контактов.
2. Рисование графики для слоя маркировки.
3. Сохранение макроса в в отдельный файл на диске.

В видео ниже я покажу процесс создания макросов для элементов выбранной схемы двумя способами.

Прикрепленные файлы:

• Footprint Naming Convention_ Surface Mount Components.pdf (39 Кб)
• Footprint Naming Convention_ Through-hole Components.pdf (103 Кб)

Плата в формате lay

Данная статья поможет вам собрать простой высококачественный усилитель для дома, с не большими затратами! Схема очень простая! Одна микросхема выдает в МОНО 100W («Честных» 70) т.е две микросхемы (СТЕРЕО) дадут нам 200W (140-150)!

Характеристики усилителя: Питание — Двухполярное (от +-12 до +-40V) F вых. — 20-20000 Hz Р вых.max (пит.+-40V, Rн=8оМ) — 100W Р вых.max (пит.+-35V, Rн=4оМ) — 100W К гарм (Рвых=0.7Рmax) —

Всем Добрый День!

Решил поделиться приобретенным опытом в изготовлении печатных плат. Занятия полезное и интересное да и не особо сложное. На основе этого можно научиться изготавливать различные устройства которых не счесть. Лично я по данному принципу изготавливал светильники в плафон, шкалы в приборную панель, плавный розжиг подсветки в панель приборов, стабилизатор напряжения 12в-5в 1,5А для зарядки планшета. Устройств не счесть. Перейдем к процессу.

Шаг Первый. Выбор схемы и составление печатной платы в Lay6

Сделать можно все что угодно стоит только захотеть. Сделайте выбор того что вам нужно. В нашем случает будет процесс изготовления платы светильника в 18 ватт 50х50 из 24 диодов SMD 5050.

Если вы будите делать другие устройства рисйте плату исходя из схемы. В процессе компануйте элементы как можно ближе друг к другу для экономии места.

Мультимедийный усилитель на базе TDA1554 2.1

Данный усилитель предназначен для создания системы 2.1, т.е. 2 широкополосных усилителя + 1 более мощный, предназначенный для воспроизведения только НЧ сигнала. Принципиальная схема усилителя приведена на рисунке 1, чертеж печатной платы — рисунке 2 (не в масштабе). Взять чертеж в формате lay можно тут.

Рисунок 1.

Рисунок 2. СКАЧАТЬ ПЛАТУ В LAY

ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА ДЛЯ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ

ExpressPCB

Простая в изучении и удобная в работе система ручного проектирования печатных плат. Основными достоинствами ExpressPCB являются легкость освоения, быстрота создания собственной базы радиодеталей и микросхем, корректность работы программы. ExpressPCB сочетает в себе лучшие качства.

Редактор ExpressPCB предназначен для ручного создания двусторонних печатных плат, содержащих детали, как с планарными, так и со штыревыми выводами. Реализованы возможности импорта списка цепей, нарисованных в ExpressSCH, а также подсветка несоединенных контактных площадок. Большинство электронных компонентов пронумерованы цифровым кодом, что упрощает в дальнейшем их поиск и закупку. Опция «Snap to grid» позволяет с высокой точностью разместить детали на плате. После окончания работ программа сообщает примерную цену на изготовление платы, а функция «Order boards via the Internet» помогает сделать заказ. В обоих приложениях имеются библиотеки стандартных компонентов. К сожалению, не обошлось без недостатков. Следует отметить отсутствие автотрассировщика, поддержки кириллических символов, функции проверки всех связей для оптимального расположения деталей, предварительного просмотра перед печатью. Для «утюжно-бытового способа» производства печатных плат, ExpressPCB замечательно работает в сочетании с программой схемотехнического моделирования SwitcherCAD. Поддерживает расширение.pcb программы P-CAD.

Несмотря на простоту программы, существуют два небольших пошаговых руководства для начинающих и специальные советы по разводке печатных плат на английском языке.

Программа написана небольшим коллективом американских программистов и радиолюбителей. Целью своей работы они ставят оперативное решение различных производственных проблем путем быстрой разработки и изготовления высококачественных двух- или четырехслойных печатных плат, с доставкой уже на следующий день в любую точку земного шара. После завершения разводки платы, программа автоматически рассчитывает точную стоимость изготовления платы и на официальном сайте можно заказать изготовление плат.

ExpressPCB работает под управлением Microsoft Windows NT, 2000, XP, Vista и Windows 7. Однако следует быть внимательным при скачивании инсталляционных файлов программы. Один из них работает только в XP, 2000 и NT, а другой – в Vista и Windows 7.

Интерфейс программы англоязычный и русификатора нет.

Распространение программы: бесплатная

Официальный сайт ExpressPCB: https://www.expresspcb.com

Курс по Sprint Layout 6. Часть 2 — Функции рисования. Макросы и библиотека компонентов

Функции рисования

В первой части курса Sprint Layout мы познакомились с интерфейсом программы. Вторую часть курса начнем с того, что рассмотрим какие же функции предоставляет программа для рисования плат.

Все элементы расположены на панели слева.

Рассмотрим их.

Курсор

Горячая клавиша «Esc».

Инструмент «по-умолчанию». Используется для выбора элементов на рабочем поле. Сброс любого инструмента в «Курсор» производится нажатием на правую кнопку мыши.

Масштаб

Горячая клавиша «Z».

Курсор принимает вид лупы. Нажатием на левую кнопку мыши на рабочем поле происходит увеличение масштаба платы, на правую — уменьшение.

Также с зажатой левой кнопкой мыши можно выбрать участок платы, который необходимо увеличить.

Дорожка

Горячая клавиша «L».

Инструмент для рисования дорожки заданной ширины. Значение ширины (в мм) задается перед началом рисованием в специальном поле ниже:

Кнопка слева открывает подменю часто используемых, так называемых «любимых» ширин дорожек. Можно добавить новое значение или удалить существующее:

Примечание — Пункт добавления нового значения становится активным лишь в случае, если текущего значения ширины дорожки нет в списке.

После установки ширины, выбрав инструмент «Дорожка», можно приступать непосредственно к рисованию дорожки. Для этого в рабочем поле следует выбрать точку, откуда будет начинаться линия, щелкнуть левой кнопкой мыши и вести линию в точку, где она должна заканчиваться.

Вид изгиба дорожки перебирается нажатием клавиши «Пробел». Доступны пять вариантов:

При нажатии клавиши «Пробел» с зажатой клавишей «Shift» перебор осуществляется в обратном порядке.

В процессе рисования можно при необходимости фиксировать линию нажатием на левую кнопку мыши, формируя тем самым необходимую форму дорожки.

Значение длины отображается для последних не зафиксированных сегментов.

Зажав клавишу «Shift» можно временно сделать шаг сетки в два раза меньше, а зажав «Ctrl» — отключить привязку курсора к сетке.

Зафиксировав последнюю точку дорожки, можно закончить рисование дорожки нажав на правую кнопку мыши. Дорожка завершается и курсор готов к рисованию следующей дорожки.

При выборе нарисованной линии она подсвечивается розовым цветом и панель свойств меняет вид, отображая параметры дорожки:

В этой панели можно изменить значение ширины линии, посмотреть ее длину, количество узлов и подсчитанный максимально допустимый ток.

Примечание — Параметры расчета (толщина слоя меди и температура) настраиваются в разделе «Imax» основных настроек программы (см. первую часть цикла).

Синими кругами отображены узлы дорожки. А еще в середине каждого сегмента дорожки видны синие окружности — так называемые виртуальные узлы. Потянув за них курсором мыши можно превратить их в полноценный узел. Обратите внимание, что в процессе редактирования один сегмент подсвечивается зеленым цветом, а другой — красный. Зеленый цвет означает то, что сегмент расположен горизонтально, вертикально или под углом 45°.

Концы дорожек по умолчанию круглые, но на панели свойств имеются две кнопки, делающие их прямоугольными (обратите внимание на левый конец дорожки).

Если одна трасса представлена на плате двумя раздельными дорожками и их конечные узлы расположены в одной точке, то дорожки можно соединить.

Для этого следует щелкнуть правой кнопкой мыши по конечному узлу и выбрать в контекстном меню пункт «Соединить линию». Трасса станет цельной.

Галочка «Негативно» формирует из дорожки вырез на полигоне Авто-земли:

Контакт

Горячая клавиша «P».

Инструмент создания контактных площадок для выводов компонентов. Нажатием на маленький треугольник слева открывается меню контактов, где можно выбрать необходимую форму контакта:

Пункт «С металлизацией» делает контактную площадку на всех слоях меди, а отверстие металлизированным. При этом цвет контакта с металлизированным отверстием отличается от не металлизированных (обратите внимание на круглый голубой контакт). Горячая клавиша F12 включает/отключает металлизацию у любого выбранного контакта.

Формы контактных площадок не ограничиваются этим списком — их можно сделать любой формы. Для этого необходимо разместить обычный контакт (1), а вокруг него нарисовать площадку нужной формы (2). Причем следует не забывать о маске — необходимо вручную открыть от нее весь контакт (3) (о маске см. ниже).

Как и у инструмента «Дорожка» у данного инструмента внизу есть свои настройки:

Верхнее поле задает диаметр контактной площадки, нижнее — диаметр отверстия. Кнопка слева открывает подменю часто используемых размеров контактов. Можно добавить новое значение или удалить существующее:

Задав необходимые значения, выбираем инструмент «Контакт» и левым щелчком мыши выполняем размещение контакта в нужной точке рабочего поля.

Параметры любого выбранного контакта (или группы контактов) всегда можно изменить на панели свойств:

Последний пункт с галочкой включается термобарьер у контакта. Подробнее рассмотрим эту функцию в следующей части курса.

Если контактная площадка не имеет гарантийного пояска, т.е. диаметр отверстия равен диаметру контактной площадки, то она отображается следующим образом:

SMD-контакт

Горячая клавиша «S».

Инструмент создания прямоугольных контактов для компонентов поверхностного монтажа. Настройки:

Справа поля для ввода значений ширины и высоты контакта. Под ними кнопка смены значений в этих двух полях. Кнопка слева открывает подменю часто используемых размеров контактов.

Задав необходимые размеры и выбрав данный инструмент, контакт можно размещать на рабочем поле:

Для SMD-контакта также доступна функция термобарьера на панели свойств, с тем лишь отличием, что настраивается она только на одном слое.

Круг/Дуга

Горячая клавиша «R».

Примитивы — окружность, круг, дуга.

Выбираем точку размещения и зажав левую кнопку мыши двигаем курсор в сторону, задавая тем самым диаметр окружности.

Заметьте, что панель свойств в процессе рисования содержит информацию о создаваемой окружности. Отпустив левую кнопку мыши, мы завершим создание окружности. Выделив ее инструментом «Курсор» мы сможем редактировать свойства окружности в панели свойств — в частности задать координаты центра, ширину линии и диаметр, а также углы начальной и конечной точек, если хотим превратить окружность в дугу.

Превратить окружность в дугу также можно потянув курсором за единственный имеющийся на окружности узел:

Галочка «С заливкой» делает из окружности круг, заливая внутреннюю область, а «Негативно» по аналогии с дорожкой превращает элемент в вырез на полигоне Авто-земли.

Полигон

Горячая клавиша «F».

Инструмент создания участков любой формы. Рисование происходит дорожкой с заданной шириной:

После завершения полигон отображается с заливкой и, при его выборе, возможно редактирование узлов (так же как в инструменте «дорожка»):

Панель свойств содержит еще некоторые настройки:

Можно изменить ширину линии контура, увидеть количество узлов, сделать из полигона вырез на заливке Авто-земли (галочка «Негативно»), а также изменить вид заливки полигона со сплошного на сетчатый.

Толщину линий сетки можно оставить как у контура полигона, либо задать свое значение.

Текст

Горячая клавиша «T».

Инструмент создания текстовых надписей. При его выборе открывается окно настроек:

• Текст — поле ввода необходимого текста;
• Высота — высота строки текста;
• Толщина — три различных вида толщины текста;
• Стиль — стиль текста;
• Поворот на — повернуть текст на определенный угол;
• Зеркально по — отразить текст по вертикали или горизонтали;
• Автоматически — дополнительно добавлять номер после текста, начиная с определенного значения.

Три вида толщины текста и три вида стиля дают девять вариантов начертания (правда некоторые получаются одинаковыми):

Примечание — По умолчанию минимально возможная толщина текста ограничена на уровне 0,15 мм. Если толщина получается слишком маленькой, то высота текста автоматически увеличивается. Это ограничение можно отключить в меню настроек программы (см. первую часть цикла).

Прямоугольник

Горячая клавиша «Q».

Инструмент создания прямоугольного контура или прямоугольного полигона. Для рисования следует щелкнуть левой кнопкой мыши в рабочем поле и, не отпуская, вести курсор в сторону, задавая форму прямоугольника.

Создание прямоугольника завершится после того как кнопка будет отпущена.

Как я уже сказал, доступны два вида прямоугольников — в виде контура из дорожек и с заливкой.

Причем прямоугольник в виде контура есть ни что иное как обыкновенная дорожка, проложенная в форме прямоугольника, а прямоугольник с заливкой — полигон. Т.е. после создания редактировать их можно как дорожку и полигон соответственно.

Фигура

Горячая клавиша «N».

Инструмент создания специальных фигур.

Первый вид фигуры — правильный многоугольник:

Доступны настройки биссектрисы — расстояния от центра до вершин, ширины дорожки, количества вершин, угла поворота.

Галочка «Вершина» соединяет противоположные вершины между собой (средний рисунок), «Залить» — закрашивает внутреннее пространство фигуры (правый рисунок):

Следует отметить, что в результате получаются элементы состоящие из дорожек и полигона. Поэтому и редактируются они соответствующим образом.

Второй вид фигуры — спираль:

Задав параметры, можно создать круглую или квадратную спираль:

Круглая спираль состоит из четвертинок окружностей различных диаметров, а прямоугольная спираль — дорожка.

Третий вид фигуры — форма:

Настройки позволяют задать количество строк и столбцов, вид нумерации ее расположение и общие размеры формы. Результат:

Форма также состоит из более простых примитивов — дорожка и текст.

Маска

Горячая клавиша «O».

Инструмент для работы с паяльной маской. При его использовании плата меняет расцветку:

Белый цвет элементов означает, что участок будет открыт от маски. По умолчанию от маски открыты только контактные площадки. Но нажатие левой кнопкой мыши по любому элементу текущего слоя меди открывает его от маски (на рисунке я открыл от маски дорожку в центре рисунка). Повторное нажатие обратно закрывает.

Связи

Горячая клавиша «C».

Инструмент позволяет установить виртуальную связь, не разрывающуюся при перемещении или повороте компонентов, между любыми контактами на плате.

Для удаления связи нужно щелкнуть по ней левой кнопкой мыши при активном инструменте «Связь».

Автотрасса

Горячая клавиша «A».

Примитивный автотрассировщик. Позволяет трассировать расставленные «Связи».

Для этого следует задать параметры трассировки (ширину дорожки и зазор) и, наведя курсор на связь (она подсветится), щелкнуть левой кнопкой мыши. Если возможность прокладки трассы с заданными параметрами имеется, то она будет проложена:

При этом автоматически проложенная трасса будет отображаться с серой линией по центру дорожки. Это позволяет отличить их от трасс, проложенных вручную.

Повторный щелчок левой кнопкой мыши при активном инструменте «Автотрасса» по автоматически разведенной трассе удаляет ее и возвращает связь контактов.

Контроль

Горячая клавиша «X».

Инструмент позволяет увидеть разведенную цепь целиком, подсветив ее:

Примечание — в первой части курса я описывал настройку вида этой подсветки: мигающий/не мигающий Тест-режим.

Измеритель

Горячая клавиша «M».

Зажатой левой кнопкой мыши выделяется прямоугольная область, а в специальном окне отображаются текущие координаты курсора, изменение координат по двум осям и расстояние между начальной и конечной точкой выделения, угол наклона диагонали прямоугольника выделения.

Фотовид

Горячая клавиша «V».

Удобный инструмент, позволяющий посмотреть как будет выглядеть плата после изготовления:

Переключатель «Верх/Низ» меняет сторону платы для отображения.

Примечание — Нижний слой при отображении зеркалится по сравнению с отображением при трассировке. Инструмент «Фотовид» работает аналогично тому, что если бы Вы крутили в руках готовую плату.

Галочка «С компонентами» включает отображение слоя маркировки, а галочка «Полупрозрачный» делает плату полупрозрачной — сквозь нее просвечивает нижний слой:

Два выпадающих меню — «Плата» и «Паяльная маска» меняют цвет маски и цвет непокрытых маской контактов:

Примечание — Пункт «—» отображает контакты в виде покрытых маской.

Макросы

Макрос — это сохраненный участок платы, готовый к дальнейшему повторному использованию. В Sprint Layout в виде макросов организована библиотека посадочных мест компонентов.

После запуска программы по умолчанию справа открыта панель макросов. Открытием/закрытием этой панели управляет кнопка на панели инструментов в правой части окна:

Пока эта библиотека пуста.

Для подключения скачанного набора макросов достаточно его распаковать и поместить в папку, указанную в настройках SL6 (см. первую часть цикла):

После этого программа, просканировав эту папку во время следующего запуска, отобразит макросы на панели:

Для удаления макроса из библиотеки достаточно его выбрать в дереве библиотеки и нажать на значок корзины рядом с кнопкой сохранения.

Чтобы отредактировать макрос, нужно вытащить его на рабочее поле, провести необходимые изменения и, выделив необходимые элементы, нажать на кнопку «Сохранить» и сохранить как новый макрос, задав ему имя (или заменить существующий).

IPC-7251 и IPC-7351

Хочется сказать несколько слов по поводу именования своих макросов. Существуют зарубежные стандарты IPC-7251 и IPC-7351, которые определяет размеры контактных площадок и виды посадочных мест для различных типовых корпусов. Но в нашем случае оттуда понадобятся рекомендации по именованию посадочных мест.

Рассмотрим на примере конденсатора на 100 нФ серии B32922 фирмы EPCOS:

Согласно стандарту IPC-7251, наименование его посадочного места будет формироваться следующим образом:

CAPRR + Межвыводное расстояние + W Толщина выводов + L Длина корпуса + T Толщина корпуса + H Высота корпуса

Следовательно, согласно даташиту имеем:

CAPRR_1500_W80_L1800_T500_H1050

CAPRR – Конденсатор (CAP), неполярный, с радиальными выводами (R), прямоугольный (R) 1500 – Межвыводное расстояние = 15.00mm W80 – Толщина выводов = 0.80mm L1800 – Длина корпуса = 18.00mm T500 – Толщина корпуса = 5.00mm

Следующий параметр опционален — для Sprint Layout не имеет никакого значения:

H1050 – Высота корпуса = 10.50mm

Таким образом такой тип именования после привыкания к нему позволит уже по имени макроса узнать информацию о посадочном месте и избежать путаницы в библиотеке.

Выдержки из стандартов я приложил к статье:

• Footprint Naming Convention. Surface Mount — для SMD-компонентов.
• Footprint Naming Convention. Through-hole — для выводных компонентов.

Создание макросов

В качестве наглядного примера выберем схему, для которой создадим библиотеку макросов. Пусть это будет простой регулятор тембра на микросхеме TDA1524A:

Внимательно рассмотрим схему и составим список компонентов, для которых нам понадобятся макросы:

1. Микросхема TDA1524A.
2. Постоянный резистор мощностью 0.25 Вт.
3. Переменный резистор.
4. Электролитические конденсаторы.
5. Пленочные конденсаторы.
6. Разъемы для подключения питания, а также для подключения источника сигнала и нагрузки.
7. Миниатюрный переключатель.

Процесс создания макроса состоит нескольких шагов:

1. Расстановка контактов.
2. Рисование графики для слоя маркировки.
3. Сохранение макроса в в отдельный файл на диске.

В видео ниже я покажу процесс создания макросов для элементов выбранной схемы двумя способами.

Прикрепленные файлы:

• Footprint Naming Convention_ Surface Mount Components.pdf (39 Кб)
• Footprint Naming Convention_ Through-hole Components.pdf (103 Кб)

Теги:

• Sprint-Layout

Записки Механика

Как то неожиданно захотелось описать то, чем сейчас занимаюсь.

Так уж повелось, что платы для своих (и чужих тоже) электронных конструкций я в основном рисую в программе Sprint-Layout. Никакой автоматики (ну почти никакой — та что есть, весьма убогая) — но я пока не доходил до схем таких сложностей, что нужны были бы автоматические трассировщики. Хотя да, надо бы, наконец, освоить хотя бы один из них. Но это уж после ликвидации завалов на работе. Но я отвлекся. Я ведь хотел рассказать о том, как создать свой макрос в Sprint-Layout 5.0…

Иногда бывает так, что среди обширной библиотеки макросов (которую бы не мешало основательно проредить!) нужного элемента нету. Но ведь никто не мешает нарисовать его самому. И вот тут встает проблема размеров монтажных площадок. Иногда эти размеры можно взять в даташите, иногда приходится вооружатся линейкой. Но вот сейчас мне захотелось попробовать создать (проще говоря — нарисовать) макрос Sprint-Layout по графическому шаблону.

Итак, у нас есть разъем под карту памяти Micro SD, для которого нам нужен макрос.

Скорее всего можно было бы найти для него даташит. Но типов этих разъемов есть несколько, да и потом все равно — придется, смотря на даташит — все площадки рисовать вручную. Поэтому берем этот разъем, кладем его на сканер, и сканируем с разрешением… например в 600dpi. Получаем вот такую картинку

Редактируем ее в каком-то графическом редакторе, тщательно выравниваем и сохраняем в формат bmp. Теперь Открываем Sprint-Layout, идем в «Опции», «Шаблон…». Нажимаем кнопку «Загрузить» на любой из вкладок (можно одновременно работать с двумя шаблонами, нам сейчас нужен всего один, не плату же рисуем, а детальку) и подгружаем нашу сохраненную картинку. Вводим разрешение 600dpi.

Теперь берем линейку и измеряем любой удобный для нас размер. Например, ширину разъема. У меня вышло где-то 12 мм. Дело в том, что при введенных 600dpi — мы все равно получим неправильные размеры шаблона. И для того, чтобы подогнать размеры под правильные — нам нужно на что-то ориентироваться. На скриншоте выше можно видеть уже нарисованную мной тонкую зеленую линию — ее длина как раз 12мм (чтобы ее нарисовать — возможно придется выключить привязку к сетке). Видно, что ширина разъема на шаблоне — больше чем надо. Поэтому увеличиваем DPI до тех пор, пока не добьемся совпадения длины линии и ширины разъема на шаблоне.

Вот теперь можно приступать к рисованию. Рисуем монтажные площадки, к которым будет припаиваться корпус разъема. Для того, чтобы нарисовать контактные площадки — воспользуемся инструментом «Создатель макросов» (в том же пункте меню «Опции»). Но перед этим измерим длину всей группы контактных площадок (инструмент «Измеритель» на панели инструментов слева).

Так как контактов у нас 8, а промежутков между ними 7, то получаем расстояние между контактными площадками 7.22/7 = 1.03мм (на самом деле я ошибся — расстояние 7.7 мм, а значит шаг 1.1, что в принципе подтвердилось даташитом). Вот теперь «Опции» — «Создатель макросов». Выбираем «Однорядный SIP», переключаем вид площадок с круглых на прямоугольные, выбираем их размеры (потом можно будет изменить в любой момент, например 1.6 и 0.8мм), вводим количество площадок (8) и растояние между ними 1.03 (а правильно 1.1). Нажимаем ОК и получаем аккуратный ряд контактных площадок.

Удостоверяемся, что мы получили то, что надо (шаг площадок совпадает с шаблоном) и дорисовываем макрос до конца. При этом вспоминаем, что разъем мы сканировали как бы с «не той» стороны, поэтому не забываем «отзеркалить» только что созданный макрос (в Sprint-Layout принято «видеть» все детали — «сверху», а не «снизу»).

Не ленимся, ведь потом этим макросом нам и пользоваться. Не лишним будет даже подписать каждую площадку, чтобы потом не лазить по справочным данным, что я впоследствии и сделаю. Мда. Вот прям сейчас и сделаю… минутку

Теперь выделяем весь макрос — и в меню Sprint-Layout выбираем «Файл», «Сохранить как макрос». Даем макросу понятное имя… и пользуемся. Если кому интересно — он лежит вот здесь. Вот такая технология. Если остались вопросы — задавайте, отвечу