Kurs Projektowania PCB #3: Połączenia równoległe

[H1M4W4R1]

Wstęp

W tym rozdziale zrobisz kolejny krok naprzód. Jedna dioda LED to zdecydowanie za mało, dlatego tym razem zbudujesz układ z trzema diodami. Nauczysz się tu praktycznych zasad łączenia elementów na schemacie oraz na płytce drukowanej i używania wylewek miedzianych.

Wprowadzenie do projektu

Ponownie stworzysz prosty układ z diodami LED, ale tym razem zamiast jednej diody użyjesz trzech. Każda dioda będzie wyposażona w rezystor ograniczający prąd. Do zasilania zastosujesz standardowe złącze goldpin.

Na początku dodajesz do projektu nową płytkę PCB (opcja preferowana). Kliknij prawym przyciskiem myszy na nazwę projektu i wybierz New Board.

Tym razem korzystasz z elementów THT, które łatwo montuje się ręcznie wykorzystując:

• złącze goldpin (1x2),
• rezystorów 0,25 W (symbol: RES_AXIAL-1/4W),
• diod LED 5 mm (symbol: LED_TH-X_5mm, gdzie X to kolor: R, G lub B).

Dla urozmaicenia możesz użyć wszystkich trzech kolorów LED.

Łączenie elementów na schemacie

1. Połącz każdą diodę z jej rezystorem.
2. Wolne wyprowadzenia rezystorów połącz ze wspólnym pinem nr 1 złącza goldpin.

Aby połączyć pozostałe rezystory ze sobą, możesz połączyć ścieżkę z już istniejącą. Połączenie zostanie oznaczone czerwoną kropką.

Jak czytać oznaczenia połączeń

Czerwona kropka oznacza, że linie są elektrycznie połączone.

Brak kropki oznacza, że linie się tylko przecinają, ale nie są ze sobą połączone.

Unikaj krzyżowania linii bez potrzeby. Im czytelniejszy schemat, tym łatwiej uniknąć pomyłek.

Korekta wartości rezystorów

Domyślnie rezystory mogą mieć wartość 10 kΩ, co jest nieodpowiednie dla naszych diod LED. Aby to zmienić:

• zaznacz rezystor i w panelu Property po prawej stronie zmień jego Value,

lub

• kliknij dwukrotnie na wartość na schemacie i wpisz nową.

Przyjmij za napięcie zasilania 5 V. Warto tę informację dodać w formie zwykłego napisu obok złącza, korzystając z narzędzia tekstowego (ikona T na górnym pasku).

W praktyce rezystory najwygodniej dobiera się z szeregu E12 lub E6. Można je łączyć szeregowo lub równolegle w celu uzyskania innych wartości, ale takie podejście stosuje się głównie w przypadku elementów SMD.

Po tej korekcie schemat jest gotowy.

Schemat naszego projektu

Czas na PCB

Przekonwertuj projekt na PCB tak jak w poprzednim rozdziale. Rozłóż elementy na płytce w logiczny sposób. Staraj się, aby ratlines (linie wskazujące połączenia) krzyżowały się jak najrzadziej – ułatwi to późniejsze prowadzenie ścieżek.

Po rozmieszczeniu elementów dodaj obrys płytki PCB.

Warto dodać miejsca na śruby montażowe, żeby płytkę dało się łatwo przykręcić. W tym celu:

1. Wybierz narzędzie Slot i ustaw tryb okrągły.
2. Dodaj otwory dla śrub M3 (średnica otworu ok. 3,3 mm).
3. Na warstwie dokumentacyjnej (Document Layer) narysuj okrąg pokazujący średnicę łba śruby (~ 5,5 mm).

Pamiętaj, aby oba okręgi miały ten sam środek.

W edytorze otwory tworzy się podając promień zamiast średnicy. Użycie narzędzia Slot jest preferowane przez większość fabryk, w szczególności dla dużych otworów.

Alternatywną metodą jest wykorzystanie Common Library i dodanie otworów montażowych, które się w nim znajdują.

Prowadzenie ścieżek i wylewka miedziana

Połącz ścieżki od pinu 1 złącza goldpin tak jak w poprzednim projekcie. Możesz łączyć ścieżki razem podobnie jak linie na schemacie.

Pozostałe połączenia (masę) poprowadź za pomocą dolnej warstwy PCB (Bottom Layer).

W tym celu możesz wykorzystać wylewkę miedzianą (ALT+E). Zaznacz cały obszar PCB, zatwierdź prawym przyciskiem myszy i w polu Net wybierz nazwę sieci, która odpowiada drugiemu pinowi złącza.

Jeśli później przesuniesz element lub zmodyfikujesz układ, możesz łatwo odbudować wylewkę:

• kliknij ją prawym przyciskiem,
• wybierz Copper Region → Rebuild lub Rebuild All.

Wytrasowana płytka z otworami montażowymi

Dobrą praktyką jest, by pod każdą ścieżką znajdowała się nieprzerwana warstwa miedzi, gdyż takie podejście redukuje zakłócenia emitowane przez płytkę - energia jest transportowana między ścieżką, a masą (ścieżką powrotną) i zawsze opuszcza obie ścieżki w tym samym momencie.

Kontrola poprawności projektu

Gdy wszystko jest gotowe, uruchom narzędzie DRC (Design Rule Check).

• Jeśli liczba błędów to 0, projekt jest poprawny.
• Jeśli pojawią się oznaczenia żółtych krzyżyków oznaczają one (zazwyczaj) dokładne miejsce położenia problemu.

Edytowano 17 stycznia przez H1M4W4R1