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PCB - Schmitt - Trigger - Oszillator

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PCB - Schmitt - Trigger - Oszillator

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Die folgenden Informationen sind eine Einzelstunde in einem größeren Projekt. Weitere große Projekte hier.

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Unterrichtsübersicht:

Jetzt machen wir eine Leiterplatte für unser Design!

Schritt 1: Erste Schritte

In dieser Lektion lernen Sie, wie Sie eine einfache Schaltung in der Leiterplatten- (Platine) -Ansicht des 123D Circuits Editors anordnen. Hier erfahren Sie, wie Sie Komponenten positionieren, die Kupferspuren leiten und die Größe der Karte ändern.

Sobald alle diese Schritte abgeschlossen sind, ist es möglich, physikalische Boards zu machen, indem Sie sie direkt in 123D Circuits bestellen oder die Gerber-Datei herunterladen und über den Leiterplattenhersteller Ihrer Wahl bestellen.

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Schritt 2: Leiterplattenansicht

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Im Editor sehen Sie einen bereits erzeugten Schmitt-Trigger-Oszillator. Um auf dem Leiterplattenlayout zu arbeiten, müssen Sie in die Leiterplattenansicht wechseln.

  1. Wählen Sie PCB-Ansicht oben rechts im Editor, um zur Layoutansicht der Platine (PCB) zu wechseln.
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Schritt 3: Leiterplattenansicht - Umrisse und Abdrücke

Das große braune Quadrat mit dem orange Rand ist der Brettumriss. Das graue Raster im Hintergrund dient zur Ausrichtung der Objekte und hat einen Abstand von 0,156 mm (2,54 mm).

Alle weißen und roten Objekte sind die Abdrücke der verschiedenen Komponenten aus dem Schaltplan. Sie sehen vielleicht, dass sie etwas anders aussehen als in der schematischen Ansicht. Das liegt daran, dass Sie sich in der Leiterplattenansicht mit den physischen Dimensionen der tatsächlichen Komponenten befassen und wie sie sich mit der Platine verbinden.

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Schritt 4: Leiterplattenansicht - Anschlüsse

Der rote Teil der Fußabdrücke stellt das freiliegende Kupfer dar, wo die leitenden Elemente des Bauteils mit der Platine in Berührung kommen. Die weißen Teile werden als Siebdruck bezeichnet. Diese werden auf der Leiterplatte gedruckt, um verschiedene Komponenten und ihre Ausrichtungen zu identifizieren. Sie leiten keinen Strom.

Die grünen Linien zeigen die Verbindungen zwischen den verschiedenen Komponenten. Diese sind äquivalent zu den Drähten im Steckbrett und in den schematischen Ansichten.

Alle gelb markierten Abschnitte zeigen, wo Probleme mit der Platzierung der Komponenten auftreten. Diese werden als DRC-Fehler (Design Rule Checking) bezeichnet. Einer Ihrer Aufträge bei der Erstellung eines Leiterplattenlayouts besteht darin, diese Fehler zu beseitigen.

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Schritt 5: Erstplatzierung

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Die meisten sichtbaren DRC-Fehler können beseitigt werden, indem die Komponenten vollständig innerhalb des Leiterplattenbereichs (braunes Rechteck) und nicht überlappend bewegt werden. Versuchen Sie, sie etwas ähnlich dem Bild zu ordnen. Mit R1 über R2 und C1 über C2.

  1. Bewegen Sie die Komponenten in den PCB-Bereich, ähnlich wie das Bild.
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  3. Fest TIPP: Wenn Sie Probleme haben , das Bild zu sehen, rechts klicken Sie darauf und wählen Sie "Bild öffnen in New Tab" , um eine bessere Sicht zu bekommen.

Schritt 6: Auswählen von Fußspuren

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Viele Komponenten können in verschiedenen physischen Formen und Größen kommen. Die Fußabdrücke müssen den Komponenten entsprechen, die letztlich an die Platine gelötet werden. Es ist Zeit, um sicherzustellen, dass die Abdrücke für Ihre Teile korrekt sind. Einige von ihnen hier sind bereits, was Sie wollen. Die anderen müssen geändert werden.

  1. Wählen Sie die Diode D1.
  2. Wählen Sie in der daraufhin geöffneten Informationsbox "Footprint ändern"
  3. Suchen Sie nach "D041-7.6" und wählen Sie es aus, um den Footprint zu ändern.
  4. Ändern Sie beide Widerstände R1 und R1, um den "0204/7" -Fußabdruck zu verwenden.
  5. Ändern Sie die LED D2, um den "LED5MM" -Fußabdruck zu verwenden.
  6. Ändern Sie beide Kondensatoren C1 und C2, um den "E2,5-6" -Fußabdruck ohne das Kondensatorsymbol in der Mitte zu verwenden.
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Schritt 7: Komponentenorientierung

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Jetzt ändern Sie die Ausrichtung der verschiedenen Teile, um die Verbindungen weiter zu verkürzen und ihre Kreuzungen zu reduzieren.

  1. Wählen Sie Widerstand R1 und drücken Sie "R" viermal, um ihn herum zu drehen.
  2. Wählen Sie Widerstand R2 und drücken Sie "R" viermal, um ihn herum zu drehen.
  3. Wählen Sie den Mikrochip U2 und drücken Sie "R" sechsmal, um ihn zu drehen, bis er horizontal mit weißem Kreis in der unteren linken Ecke ist.
  4. Wählen Sie die LED D2 und drücken Sie "R" sechsmal, um es zu drehen, bis das flache weiße Teil oben ist.
  5. Wählen Sie den Kondensator C1 und drücken Sie zweimal "R", bis er sich in einer vertikalen Linie mit dem "+" oben befindet.
  6. Wählen Sie den Kondensator C2 und drücken Sie "R" sechsmal, um es zu drehen, bis die Löcher in einer vertikalen Linie mit dem "+" an der Unterseite sind.
  7. Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

Schritt 8: Zusammenbauen von Komponenten

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Es ist eine gute Idee, die Komponenten dicht beieinander zu platzieren. Das bedeutet, dass kürzere Spuren zwischen den Komponenten und kleineren Boards weniger Geld kosten. Nachdem die Grundorientierung ausgearbeitet ist, ist es an der Zeit, alle Komponenten näher zusammenzubringen. Es ist möglich, alle von ihnen zu erhalten, um in einen Raum von 1,00 Zoll (25,4 mm) zu passen, ohne sie so nahe zu machen, daß die Montage der Platte schwierig wird.

  1. Wählen Sie das linke Loch der Diode D2 und verschieben Sie es so, dass es ein Rasterfeld (.100 inches) nach rechts und unten von der oberen linken Ecke ist.
  2. Wählen Sie das linke Loch des Widerstandes R1 und verschieben Sie es ein Gitterfeld direkt unter dem linken Loch der Diode.
  3. Wählen Sie das linke Loch des Widerstandes R2 und verschieben Sie es ein Rasterfeld unter R1.
  4. Fahren Sie fort, den Rest der Komponenten zu bewegen, damit sie dem Bild entsprechen.
  5. Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

Schritt 9: Boardgröße

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Nun, da alle Komponenten nahe beieinander sind, können Sie die Kontur der Karte entsprechend reduzieren. Ändern Sie die Kartengröße auf 1 Zoll x 1 Zoll (25,4 mm x 25,4 mm)

  1. Klicken Sie auf die Schaltfläche "Zoom To Fit" auf der Symbolleiste, um sicherzustellen, dass die gesamte Karte sichtbar ist.
  2. Klicken Sie auf eine beliebige Stelle auf dem orangefarbenen Brett, um die Greenboard-Scheitelpunkte sichtbar zu machen.
  3. Klicken Sie auf den oberen rechten Eckgriff und ziehen Sie ihn gerade nach links und schnappen Sie zur Hauptrasterlinie (heller graue Rasterlinie).
  4. Bewegen Sie die unteren zwei Griffpunkte, bis Sie ein 1 Zoll quadratisches Brett haben, das die Abbildung zusammenbringt.
  5. Klicken Sie auf die Schaltfläche "Zoom To Fit".
  6. Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

Schritt 10: Kupfer - Trace - Leistung

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Nun ist es an der Zeit, all diese grünen Linien durch tatsächliche Platinenspuren zu ersetzen.

Dies ist der Teil der Leiterplatten-Layout, wo Sie in der Regel verbringen die meiste Zeit.

Sie beginnen mit den Stromspuren. Stromspuren müssen breit genug sein, um Strom für die gesamte Schaltung zu unterstützen, um sie zu passieren. Für diese werden Sie 0,20 cm (= 20 mil = 0,51 mm) breite Spuren verwenden.

  1. Wählen Sie das Werkzeug "Copper Trace", um es zu aktivieren.
  2. Wählen Sie im Symbolleistenbereich "0,51 (20mil) Power" für die Trace-Breite.
  3. Klicken Sie auf den roten Kreis (Durchgangsloch) des Stromanschlusses U1.
  4. Klicken Sie auf die obere linke Ecke des weißen Rechtecks ​​um U1 (dies ergibt eine kurze diagonale Linie).
  5. Klicken Sie auf die Oberseite des Kreises um den Kondensator C1.
  6. Klicken Sie auf den roten Durchgangsloch-Kreis auf der rechten Seite der Diode D1, um die Kurve abzuschließen.
  7. Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

Schritt 11: Kupferbahn - Leistung (3)

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Platzieren Sie die nächste Kurve.

  1. Klicken Sie auf das rote Durchgangsloch auf der linken Seite der Diode D1.
  2. Klicken Sie ganz nach rechts, irgendwo in der Mitte des Siebdrucks für die Diode D1.
  3. Bewegen Sie die Maus über den linken Rand des Siebkreises um den Kondensator C1.
  4. Stellen Sie die vertikale Position so ein, dass sich die rote Spur in der Mitte zwischen den rechten Durchgangslöchern der Diode D1 und dem Widerstand R1 befindet. Klicken Sie, um diese Position einzustellen.
  5. Klicken Sie auf das obere Durchgangsloch des Kondensators C1, um die Kurve abzuschließen.
  6. Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

Schritt 12: Kupferbahn - Leistung (3)

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Platzieren Sie die dritte Spur.

  1. Klicken Sie erneut auf das rote Durchgangsloch auf der linken Seite der Diode D1.
  2. Klicken Sie nach unten und nach links, um eine Diagonalspur zu starten.
  3. Bewegen Sie die Maus nach links vom linken oberen Pin des Mikrochips U2.
  4. Stellen Sie die horizontale Position so ein, dass die rote Spur in der Mitte zwischen der linken Kante der Platine und der linken Durchgangsbohrung des Widerstandes R1 liegt. Klicken Sie, um diese Position einzustellen.
  5. Klicken Sie auf den oberen linken Pin des Microchips (VCC), um diesen Trace abzuschließen.
  6. Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

Schritt 13: Kupferbahn - Leistung (4)

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Führen Sie die Stromsignale aus.

  1. Klicken Sie auf das rechte Durchgangsloch des Widerstandes R1.
  2. Klicken Sie auf das untere Durchgangsloch des Kondensators C1, um diese Kurve abzuschließen.
  3. Klicken Sie erneut auf die untere Durchgangsbohrung des Kondensators C1.
  4. Klicken Sie auf die untere (quadratische) Durchgangsbohrung von U1, um diese Spur abzuschließen.
  5. Klicken Sie erneut auf die untere Durchgangsbohrung von U1.
  6. Klicken Sie auf die obere Durchgangsbohrung des Kondensators C2, um diese Spur abzuschließen.
  7. Klicken Sie erneut auf das obere Durchgangsloch des Kondensators C2.
  8. Klicken Sie nach unten und nach rechts, um eine Diagonalspur zu starten.
  9. Klicken Sie mit der Maus in die obere rechte Ecke des Mikrochip-Siebdruck-Rechtecks ​​(dies stellt die horizontale Position der Spur ein).
  10. Klicken Sie auf die untere rechte Durchgangsbohrung des Mikrochips (GND), um die Kurve abzuschließen.
  11. Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

Schritt 14: Kupfer - Trace - Signale

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Damit sind die Stromspuren vervollständigt. Als nächstes arbeiten Sie an den Signalspuren. Für diese können Sie schmalere Spurbreiten verwenden.

  1. Wählen Sie im Symbolleistenbereich "0.30 (12mil) Signal" für die Trace-Breite.
  2. Klicken Sie auf das linke Durchgangsloch des Widerstandes R1.
  3. Klicken Sie irgendwo in der Mitte des Siebdrucks auf den Widerstand R1, um eine horizontale Spur zu starten.
  4. Klicken Sie auf die Mitte zwischen den rechten Durchgangslöchern des Widerstandes R1 und des Widerstands R2.
  5. Klicken Sie auf die obere Durchgangsbohrung der LED D2, um die Kurve abzuschließen.
  6. Klicken Sie auf die untere Durchgangsbohrung der LED D2.
  7. Klicken Sie auf das rechte Durchgangsloch des Widerstandes R2, um die Kurve abzuschließen.
  8. Klicken Sie auf das mittlere Durchgangsloch des Potentiometers R3.
  9. Klicken Sie auf das linke Durchgangsloch des Widerstandes R2, um die Kurve abzuschließen.
  10. Klicken Sie auf das rechte Durchgangsloch des Potentiometers R3.
  11. Klicken Sie auf den mittleren Punkt zwischen den nächsten oberen Pins des Mikrochips U2, um die horizontale Position des Trace einzustellen.
  12. Klicken Sie auf die untere linke Durchgangsbohrung des Mikrochips U2, um die Ablaufverfolgung abzuschließen.
  13. Klicken Sie auf das zweite Durchgangsloch von links an der Unterseite des Mikrochips U2.
  14. Klicken Sie rechts oben auf das Loch, um eine Diagonalspur zu starten.
  15. Diese Spur zwischen den Durchgangslöchern an der Oberseite des Mikrochips U2 durch Klicken auf den Mittelpunkt zwischen ihnen führen.
  16. Klicken Sie auf die untere Durchgangsbohrung der LED D2, um die Kurve abzuschließen.
  17. Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

Schritt 15: Kupfer-Trace-Signale (2)

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An dieser Stelle bleibt eine grüne Linie stehen. Es kreuzt direkt über eine der Spuren. Es muss so verlegt werden, dass es nicht mit einer anderen Spur in Berührung kommt. Es gibt mehrere Möglichkeiten, diese Situation zu bewältigen. Da es sich um ein zweiseitiges Board handelt, können Sie diese Spur auf die Rückseite des Boards legen.

Sie würden dies tun, indem Sie auf die Schaltfläche "Ebenen", wählen Sie "Unten" und dann Zeichnung der Ablaufverfolgung.

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Schritt 16: Kupfer-Trace-Signale (3)

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Was, wenn Sie alle Spuren auf einer Seite behalten möchten? Oft gibt es Möglichkeiten, um dies geschehen. Die verbleibende grüne Leitung verbindet das rechte Durchgangsloch des Potentiometers R3 mit dem unteren Durchgangsloch des Kondensators C2. Beachten Sie, dass das Potentiometer bereits durch eine Spur bis zum unteren linken Durchgangsloch des Mikrochips U2 verbunden ist. Dort können Sie diesen letzten Anschluss anstelle des Potentiometers vornehmen, da diese beiden Stellen bereits elektrisch verbunden sind.

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Schritt 17: Kupfer-Trace-Signale (4)

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Der Weg, dies zu lösen, besteht darin, diese letzte Spur zwischen den Durchgangslöchern des Mikrochips in die Nähe der unteren Kante der Platte und quer zu der unteren linken Durchgangsbohrung zu ziehen.

  1. Klicken Sie auf das untere Durchgangsloch des Kondensators C2.
  2. Klicken Sie diagonal nach links, um die Kurve zu starten.
  3. Klicken Sie auf die Mitte zwischen den unteren rechten Durchgangslöchern des Mikrochips U2, um die horizontale Position dieser Spur einzustellen.
  4. Klicken Sie diagonal nach links, um die Spurmitte zwischen den unteren Durchgangslöchern des Mikrochips U2 und dem unteren Rand der Platine zu positionieren.
  5. Klicken Sie auf die untere linke Durchgangsbohrung des Mikrochips U2, um die Spur abzuschließen.
  6. Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

Schritt 18: Fertigstellung

Das Layout ist abgeschlossen. Dieses Board konnte nun gebaut werden und die Komponenten wurden angelötet.

Denken Sie daran, es gibt nicht nur einen richtigen Weg, um eine Platine zu legen. Fühlen Sie sich frei, diese Lektion neu zu starten und versuchen, das Brett auf andere Weise zu legen.

Für den Fall, dass Sie versuchen sollten, dieses Board zu bauen, hier ist eine Liste der Komponenten und wo sie zu bekommen.

Www.digikey.com:

C1 - 493-12624-1-ND

C2 - 399-6103-ND

D1 - 1N456A-ND

D2 - 754-1731-ND

R1 - CF14JT470RCT-ND

R2 - CF14JT27K0CT-ND

R3 - 987-1501-ND

U2 - 296-1577-5-ND

Wenn Sie diesen Stromkreis von den allgemeinen AAA-Batterien mit Strom versorgen möchten, benötigen Sie einen 4 x AAA Batteriehalter.

www.digikey.com: BH24AAAW-ND

Herzlichen Glückwunsch, Sie haben dieses Projekt abgeschlossen!

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