У цій статті розглядається максимально спрощена технологія розробки друкованих плат за допомогою програми PCAD.
1. Створення принципової електричної схеми майбутнього устрою.
Створення схемних зображень радіоелементів.
Розміщення елементів на схемі.
Введення схемних з'єднань між радіоелементами
Введення інформації про відповідність схемних зображень радіоелементів і їх посадочних місць на друкованій платі.
Автоматичне перенесення зв'язків зі схеми на плату.
Автоматичне і / або ручне розміщення радіоелементів на поверхні майбутньої друкованої плати.
Автоматична і / або ручна розводка друкованих з'єднань з використанням інформації про з'єднання радіоелементів, перенесеної з електричної схеми.
4. Перевірка і доведення друкованої плати.
Автоматична перевірка плати відповідно до вимог для зазорів між сусідніми доріжками, між доріжками і контактними майданчиками, між сусідніми контактними майданчиками.
Коригування знайдених вузьких місць. І це тільки загальний план дій. Насправді порядок дій ще складніше.
Початок роботи
Створення бібліотек радіоелементів
Наведемо список стандартних шарів програми PCB:
Top - провідники на верхній стороні плати.
Bottom - провідники на нижній стороні плати.
Board - контур плати.
Top Mask - зображення маски пайки на верхній стороні плати.
Bot Mask - зображення маски пайки на нижньому боці плати.
Top Silk - маркування на верхній стороні плати.
Bot Silk - маркування на нижньому боці плати.
Top Paste - зображення самої пайки на верхній стороні плати.
Bot Paste - зображення самої пайки на нижньому боці плати.
Вибір потрібного шару проводиться за допомогою списку Select Layer в нижній частині екрана. Праворуч від цього поля є квадратик, де відображається колір ліній для цього шару. Якщо клікнути по цьому квадратику, відкриється вікно Options Layers за допомогою якого можна включити або виключити відображення будь-якого шару, крім поточного.
створення радіоелементу
Створення радіоелементу рекомендую починати з введення розташування всіх контактних майданчиків. У нижній частині екрана виберіть зі списку сітку з кроком 2,5 мм. Потім, на панелі інструментів виберіть команду Place Pad (розмістити майданчик). Виберіть на робочій поверхні місце для установки майданчика, помістіть туди курсор і клацніть лівою кнопкою миші. На екрані з'явиться зображення контактної площадки. Виберіть інструмент Select (вибір). Клацніть їм по створеній площадці. Вона виділиться. Тепер клацніть по ній подвійним кліком, або клацніть правою кнопкою миші і в випадаючому меню виберіть пункт Properties ... (властивості). У вікні властивостей, введіть номер виведення Pad Number. Введіть, наприклад, номер 1. Далі, потрібно визначити вид і розміри контактної площадки. Тут же, у вікні властивостей є поле Pad Style. У ньому міститься список всіх стилів майданчиків вашого проекту. Поки там тільки один стиль: Стиль (Default). Він навряд чи нам підійде. Тому створимо новий стиль. Рекомендую для кожного виду радіоелементів створювати свій унікальний стиль. Окремо для мікросхем, транзисторів, резисторів, конденсаторів. Навіть, якщо майданчики повинні бути однаковими, створюйте різні стилі для різних типів елементів. Це полегшить в майбутньому редагування майданчиків. Уявіть, що раптом вам знадобилося збільшити майданчики у всіх змінних резисторів на платі. Вам буде достатньо лише підредагувати відповідний стиль майданчиків, і майданчики збільшаться відразу по всій платі.
Тепер потрібно відредагувати отриманий стиль. Слід зауважити, що PCAD підтримує два види майданчиків: прості і складні. Проста майданчик має мідний шар лише з однією зі сторін плати. Другий варіант простий майданчики - майданчик, що має замедненіе з двох сторін плати, але однакової форми. Складна майданчик має різну форму замедненіе з різних сторін плати.
У нашому випадку, здавалося б, потрібна проста майданчик. Однак при малюванні простий майданчика можна виводити на екран отвір в її середині. А між тим, цей отвір, в разі виготовлення плати фото способом, дуже допоможе нам, під час свердління отворів. Відсутність міді в середині майданчика дозволяє легко фіксувати свердло, під час свердління ручним дрилем без попереднього керненія майбутніх отворів. Тому я рекомендую вибрати складну майданчик.
Для редагування стилю, як для складної майданчики, натиснемо кнопку Modify (Complex). У вікні Modify Pad Style (Complex) встановіть діаметр отвору Hole Diameter 0.5 мм. Потім в списку шарів (Layers) по черзі вибирайте шари. При виборі кожного шару в полях групи Pad Definition відображаються параметри саме цього шару. Виберіть спочатку шар Top. Встановіть розміри майданчика в цьому шарі (Width, Height) рівними нулю. Натисніть кнопку Modify для підтвердження змін. Потім перейдіть в шар Bottom. В поле Shape виберіть форму площадки (еліпс, овал, прямокутник, прямокутник з округленими краями). Виберіть розміри майданчика в довжину (Width) і в ширину (Height). Наприклад, 2.2 мм. Не забудьте натиснути кнопку Modify для підтвердження змін. Тепер натисніть кнопку OK. Майданчик готова. Закрийте вікно Options Pad Style і в вікні Pad Properties зі списку Pad Styles виберіть для даного висновку ваш новий стиль майданчика.
Далі розставте інші висновки радіоелементу. Увійдіть в властивості кожного з них і введіть номер виводу (Pad Number) і найменування (Default Pin Designator). При цьому перевіряйте правильність вибору стилю майданчики (Pad Style). При нумерації висновків майте на увазі, що це вид з боку деталей. Саме так прийнято в програмі P-CAD.
Наступним етапом створення радіоелементу буде введення точки прив'язки. Саме за цю точку курсор буде захоплювати майбутній радіоелемент при переміщенні. Для введення точки прив'язки на панелі інструментів виберіть Place Point (Розмістити точку). Відкриється вікно вибору спеціальних точок. Потрібна точка (Ref Point) вже вибрана. Тому тисніть OK. Вікно зникне, а курсор миші змінить свою форму на похилий хрест. Встановіть з його допомогою точку прив'язки в позицію першого виведення радіоелементу.
Тепер створимо зображення елементу. Те зображення, яке потім буде з'являтися на платі у вигляді маркування. Якщо ви не збираєтеся робити маркування на готової плати, все одно намалюйте її для того, що б при розведенні плати вам було б легше орієнтуватися, де який елемент. Малювати зображення просто. Встановіть робочий шар Top Silk за допомогою списку Select Layers в нижній частині екрана. Потім за допомогою інструменту Place Line (розмістити лінію) наносите лінії, а за допомогою інструменту Place Arc (розмістити дугу) - кола і дуги. Натиснувши на будь-який, нанесеній лінії і вибравши її властивості, ви можете завжди поміняти її товщину. А, для дуг - поміняти початковий і кінцевий кути, радіус і місце розташування центру, ввівши ці дані у відповідні поля вікна властивостей. Якщо необхідно нанести напис, використовуйте інструмент Place Text (Розмістити текст).
Точно таким же чином введіть атрибут Type - найменування елемента. При бажанні можете встановити в якості його значення (Value) - назва створюваного елемента (наприклад, К155ЛА3). Це значення так само не збережеться. Але ви будете спостерігати його в процесі створення елемента і оцінювати, як він може виглядати на майбутньої плати.
Елемент практично створений. Тепер його потрібно помістити в бібліотеку. Для цього за допомогою інструмента Select (Вибір) виділіть всі, що відноситься до нашого елементу. Далі виберіть пункт меню Library> Pattern Save As .... Відкриється вікно з тією ж назвою. В поле Library виберіть бібліотеку, в яку ви збираєтеся записати елемент. В поле Pattern запишіть його майбутнє ім'я в бібліотеці (наприклад, 155LA8). Ім'я можна писати тільки великими літерами. Встановіть прапорець Create Component (створити компонент). Прапорець потрібен тому, що в бібліотеці зберігаються як зображення елементів, так і опису самих елементів. Різні елементи можуть мати одне і те ж зображення. Прапорець Match Default Pin Des to Pad Numbers теж повинен бути встановлений. Це вказівка програмі автоматично привласнити всім полям Default Pin Designator всіх висновків елемента значення полів Pad Number тих же висновків. Натисніть кнопку OK. Програма може видати попередження, що в процесі зміни імен за замовчуванням будуть втрачені їх старі значення. Тисніть OK. Далі вона видасть вікно із запитом підтвердження імені компонента. Знову тисніть OK. Після цього компонент записується в бібліотеку.
Створіть таким чином всі компоненти, які вам будуть потрібні для вашої плати. Після цього підготовчий етап можна вважати закінченим. Тепер можна приступати власне до розведення друкованої плати. І перший етап розводки: розміщення компонентів на площині майбутньої плати.
Розміщення компонентів
Для розміщення компонента на робочому полі програми виберіть інструмент Place Component (розмістити компонент). З'явиться вікно з тією ж назвою. За допомогою списку, що випадає Library в лівому нижньому кутку вікна, виберіть потрібну бібліотеку. У списку Component Name виберіть потрібний компонент. Потім натисніть кнопку OK. Вікно вибору компонентів зникне. Ви побачите контурне зображення вставляється компонента, яке буде пересуватися разом з курсором. Перемістіть зображення компонента в потрібну вам точку плати і натисніть ліву кнопку миші. Компонент встановиться на вибране місце і його зображення прийме нормальний вигляд. При цьому комп'ютер не вийде з режиму розміщення. Про це свідчить форма курсора - похилий хрест. Якщо вам потрібно розмістити ще кілька копій того ж компонента, поставте курсор в потрібний час і знову клацніть лівою кнопкою миші. Коли все копії компонента будуть розміщені, натисніть праву кнопку миші. Форма курсора зміниться на звичайну стрілку вибору. Тепер, якщо ви клацніть в будь-якому місці робочого поля лівою кнопкою миші, то знову з'явиться вікно вибору компонентів. Ви можете вибрати новий компонент для розміщення і розмістити будь-яку кількість його копій. І так далі, поки ви не розмістите всі потрібні вам компоненти.
Втім, не обов'язково розміщувати всі компоненти відразу. Можна робити це поетапно. Розмістити спочатку групу поруч стоять компонентів, створити з'єднання між ними. Потім наступну групу, і так далі. При розміщенні звичайно потрібно відразу приблизно прикидати, як пройдуть зв'язку і як компоненти раціональніше розташувати один щодо одного. Однак не біда, якщо первісне розташування виявиться невдалим. В процесі розводки плати легко поміняти розташування будь-яких компонентів без втрати вже введених зв'язків. Переміщення компонентів на будь-якому етапі проводиться таким чином: Виберіть інструмент Select. за допомогою нього клацніть по зображенню компонента лівою кнопкою миші. Компонент стане виділеним (забарвиться в жовтий колір). Тепер якщо натиснути і утримувати лівою кнопкою миші цей компонент, то його можна переміщати за допомогою миші в будь-яке місце робочого поля.
Введення межелементних зв'язків
Ручна розводка доріжок друкованих провідників
Далі, для ручної розводки виберіть інструмент Route Manual. Клацніть і утримуйте ліву кнопку миші в початковій точці майбутньої доріжки. Не відпускаючи кнопки миші, протягніть курсор до місця, де буде закінчуватися перший сегмент доріжки. В процесі протягання ви будете бачити контурний образ майбутнього сегмента доріжки. Відпустіть кнопку миші. На екрані з'явиться перший сегмент. Курсор при цьому буде мати вигляд похилого хреста. Це, в даному випадку, означає, що процес прокладки доріжки не закінчено. Поставте курсор в місце закінчення другого сегмента доріжки і клацніть лівою кнопкою миші. З'явиться другий сегмент доріжки. Так прокладете всі сегменти, крім останнього. В кінці клацніть правою кнопкою миші і останній сегмент прокласти автоматично. Якщо доріжка повинна повністю збігатися з синьою лінією зв'язку, то для її прокладки досить клацнути спочатку лівої, а потім правою кнопкою миші в будь-якому місці з'єднує їх синьої лінії.
Після закінчення розводки плат намалюйте обриси країв плати. Для цього виберіть шар Board, товщину лінії 0.2 мм і за допомогою інструменту введення лінії намалюйте обриси країв плати.
Висновок на друк
Зображення створеної плати необхідно вивести на друк. Робиться це в такий спосіб. Спочатку натисніть кнопку друк (File Print). Відкриється вікно управління печаткою. Зліва список завдань на друк. Поки він порожній. Потрібно створити завдання на друк. Зазвичай створюють як мінімум два завдання. Друк доріжок і друк маркування. Для створення завдань друку натисніть кнопку Setup Print Jobs ... Відкриється вікно створення завдань. У ньому ми створимо обидва завдання. Спочатку створимо завдання на друк доріжок. У вікні Print Job Name введемо ім'я завдання. Наприклад, DOR. Далі в поле Scale виберемо масштаб. Зазвичай вибирають 2 (тобто 2: 1). Потім включимо прапорець Mirror для дзеркального відображення (згадаємо, що на робочому полі ми бачимо плату з боку деталей). Увімкніть прапорці Pads. що б бачити майданчики і Pad / Via Holes. що б бачити зображення отворів в площадках. Решта прапорці залиште невибраними. Далі потрібно вибрати відображаються шари. У списку Layers клацніть лівою кнопкою миші по шару Bottom. а потім, утримуючи кнопку Ctrl. виберіть ще і шар Board для того, що б включити до друку доріжок зображення країв плати. Кнопка Ctrl необхідна для того, щоб вибрати два шари одночасно. Коли всі параметри шару встановлено, натисніть кнопку Add і завдання на друк з'явиться в списку завдань в лівій частині вікна.
Далі, створимо завдання на друк маркування. Для цього в поле Print Job Name впишемо інше ім'я завдання. Наприклад, MAR. Потім поміняємо установки прапорців. Всі прапорці в групі Display Options повинні бути скинуті. У списку Layers вибираємо шар Top Silk і Board. Scale залишаємо рівним 2. Знову натискаємо кнопку Add. У списку з'являється друге завдання.
У тому випадку, якщо потрібно поміняти введені параметри друку, виберіть у списку завдань (Print Jobs) потрібне завдання, поміняйте його параметри і натисніть кнопку Modify. За допомогою кнопки Delete можна видалити будь-яке завдання.
Після закінчення настройки друку закрийте вікно File Print і обов'язково ще раз збережіть проект за допомогою кнопки File Save. При цьому збережуться і всі завдання на друк. Надалі, при друку малюнка плати, вам уже не треба буде повторювати настройки завдань на друк.