Электроника для начинающих

Переход от электрической схемы к проектированию печатных проводников вовсе не является банальной операцией. Операция по расположению компонентов и печатных проводников называется трассировкой (или разводкой), и более дорогостоящее программное обеспечение может проводить специальные процедуры для автоматического выполнения данной задачи.

Для реализации наших печатных плат можно использовать бесплатное программное обеспечение. Некоторые из наиболее часто используемых программ – это:

• gEDA – это набор программного обеспечения с открытым исходным кодом для проектирования электрических схем и печатных плат.

• Eagle – является широко используемым программным обеспечением, схож с gEDA, но бесплатная версия имеет ограниченную область работы 10 × 15 см.

• Kicad – это программа с открытым исходным кодом похожа на gEDA, способная помочь вам в проектировании электрической схемы и конструкции печатной платы. Kicad может также создавать 3D-модель платы для управления габаритами компонентов.

• Fritzing – очень интуитивно понятное программное обеспечение с открытым исходным кодом, в котором вы можете работать на макетной плате, электрической схеме и на готовом продукте. Fritzing также предлагает услуги печати реализованных проектов.

• 123D Circuits – программа Autodesk, которая используется в интернете для проектирования и моделирования схем. На данный момент находится в экспериментальный фазе.

На следующих страницах мы поговорим о gEDA и Fritzing.

gEDA

gEDA представляет собой набор программ для разработки печатных плат. Это открытая программа с лицензией GPL, она не имеет никаких ограничений. Проект gEDA родился в Кембриджском университете в 2006 году. gEDA расшифровывается как GPL EDA, т. е. автоматизация проектирования электронных приборов, вы можете скачать ее по адресу: http://www.gpleda.org/ или http://geda.seul.org/.

Программы, которые мы найдем в gEDA – это:

• gschem – графический редактор для проектирования электрических схем;

• pcb – инструмент для трассировки печатных проводников и создания конструкции печатной платы;

• gerbv – программа для просмотра анализа производственных файлов (формата gerber);

• xgsch2pcb – графический интерфейс для управления проектами;

• Icarus и gtkwave – две программы для выполнения моделирования на схемах и отображения результатов.

Существование нескольких программ для выполнения одной функции, может показаться немного неудобным, но через некоторое время вы к этому привыкнете. Разные этапы проектирования различны, поэтому вряд ли вы сразу перейдете от редактора схемы до редактора печатной платы.

Давайте попробуем нарисовать простую схему, разработаем печатную плату, а затем создадим gerber-файлы для производства плат. Gerber является стандартным форматом, принятый всеми производителями электронных плат. Файлы описывают команды для прорисовки топологии плат, расположение и диаметр отверстий. Отправив файл производителю, мы можем получить немедленный предварительный расчет.

xgsch2pcb

С помощью программы xgsch2pcb мы создаем проект. В панели инструментов программы нажмите на кнопку со значком листа с крестом и мастер проведет вас шаг за шагом.

1. Мы начинаем с чистого проекта (blank).

2. Выбираем имя, например fotoled.

3. Указываем папку для сохранения файлов проекта.

4. При необходимости создаем папку

5. В конце работы мастера в папке найдем файл с именем fotoled.gsch2pcb.

gschem

Проект еще пустой: до этого момента мы создали только контейнер для файлов.

Продолжим наши действия, добавим файл схематичного типа, в котором рисуем электрическую схему, определяем компоненты и их соединения. Чтобы добавить файл этого типа, нажмите кнопку «Добавить» (Add), которую мы находим в нижней части окна для xgsch2pcb. Новый файл появится в списке файлов проекта. В дополнение к файлу с электрической схемой мы также найдем файл со схемой печатной платы. Файл будет называться fotoled. pcb. Работаем с электрической схемой, нажав Edit schematic. Программа для создания электрических схем называется gschem.

gschem открывается в сопровождении окна, в котором появляется ряд предупреждений. Они похожи на ошибки, но на самом деле они содержат информацию о библиотеке компонентов, которые были обнаружены и загружены в программу. Библиотеки gEDA содержат множество данных, но часто некоторая информация отсутствует. В этих случаях с помощью простого текстового редактора можно добавить то, что вам нужно.

Рис. 10.3. Программа xgsch2pcb для управления проектами и файлами gEDA

Рис. 10.4. Создаем файл схемы под названием fotoled.sch

Рис. 10.5. gschem открывается в сопровождении окна, содержащего список найденных библиотек