我从哪里开始 Arduino PCB 设计?

电器工程 软件 设计 pcb设计
2022-01-11 00:03:50

寻找有关如何开始将我的创作提升到新水平的资源。

我在哪里:

  • 我是一个软件开发书呆子,硬件设计经验有限
  • 使用 Arduino Duelimanove / Uno 预制板,带面包板、项目盒以及大量胶带和扎带,轻松创建东西

我想去的地方:

  • 将“面包板”解决方案转变为定制的非贫民区 PCB
  • 将 Arduino / Netduino 芯片集成到设计中
  • 作为一名软件专家,我真的不希望使用较新的“计算机设计并将其运送给您”模型手工制作 PCB
  • 设计的数量非常少(一次 1 个,一次最多 5 个)

到目前为止,在我的谷歌搜索中,我已经尝试寻找可能有一个 Arduino 模板组件的外包 PCB 制造商,我可以将它放在虚拟 PCB 板上并开始搞乱,但没有找到任何东西。我假设有一些特定的测量可以让我创建自己的组件,但不知道它们被称为什么来搜索它们。

对于供应商、软件、我需要自学的概念等方面的任何建议,我们将不胜感激。

4个回答

我开始学习 PCB 设计软件,并在两周内成功制作了一个工作 PCB 原型,其中包含两个 Arduino、RTC、外部 EEPROM、RF 模块和一些其他组件。

我是这样做的:

PCB设计软​​件的选择——我选择Eagle是因为:

  • 它是免费的,但板子大小有限(对于大多数业余项目来说没什么大不了的)
  • 与其他软件相比,巨大的社区支持(因为它是免费的)
  • 大多数以 Eagle 格式提供的开源硬件原理图和电路板布局。Ex Sparkfun 发布老鹰原理图和布局。Arduino 也可用。
  • 学习非常轻松。

要学习哪些电子概念:正如您所提到的,您是一名软件专家,在开始开发复杂项目之前您需要阅读一些内容。这是必要的,它会得到回报。

  • 电源稳压器——这里你需要了解线性稳压器和开关稳压器。使用哪一个以及何时使用。
  • 去耦电容器及其在 PCB 上的正确放置。
  • 二极管及其用途 - 电压钳位、反极性保护等。
  • 拉起来拉下来。
  • 滤波电容。
  • 拥有良好接地层的好处。(我曾经低估了它。付出了代价。)

要学习哪些软件概念:显然,您需要学习其中的大部分内容才能制作 PCB。但是在这里,我将重点介绍一些您应该知道的概念,即使您在第一个项目中不需要它。这肯定会在某个时候使用。

  • 如何自己制作组件。
  • 如何制作自定义库。
  • 将符号和包从其他库复制到您的库。
  • 如何使用 ULP。在 eagle 中,有 ULP 可以自动执行某些任务。我没有进行太多探索,但我使用了一个从任何原理图中提取所有组件并将它们转储到库中的工具,以便您可以在不同的项目中使用它。这就是我获得 Atmega328p 的方式。我无法在默认库中找到它,所以我从 Arduino 的原理图中提取了它。
  • 如何制作徽标 - 您可能希望在 PCB 上使用自定义徽标。

生产部分:

  • 完成原理图和电路板布局后,您需要导出 Gerber 文件以发送到生产车间。它以数字形式包含他们的机器可以理解的所有信息。鹰会为你做这件事。在凸轮处理器部分找到它。Sparkfun 提供了一个 Cam 作业文件,但可以根据您的需要对其进行修改。
  • 您需要选择 PCB 厚度和铜层厚度。对于低功率,带有 35 微米铜的 1-2 毫米 PCB 可以轻松完成这项工作。如果您的制作公司允许,您也可以指定遮罩颜色。
  • 大多数生产公司都提供PCB的原型制作。这是昂贵的,但似乎没有替代方案。如果您希望快速交付,他们会向您收取更多费用。在选择一个之前,请确保您与 5-10 家制作公司交谈。他们的价格差异很大。就我而言,一个人要价是另一个人报价的 10 倍。不开玩笑。
  • 元件选择 - 通孔还是 smd?两者都有其优点和缺点。SMD 将允许制作紧凑而整洁的电路板,但它们相对难以自行焊接。但是,如果您选择相对较大的占用空间(1206 左右),则应该不会那么难。首先,我建议通过孔组件。很容易处理。
  • 验证您的 Gerber:在您将 Gerber 文件发送到生产环境之前,您可以使用免费提供的软件来验证它们。我使用 GerberLogix。

提示:在发送您的第一块电路板进行生产之前,请在论坛上发布原理图和电路板布局,以便您可以从该领域有经验的人那里获得建议/意见。

无论您使用什么 CAD 软件包(我使用的是 Eagle,到目前为止,“限制”从未让我感到悲伤),您需要的是 gerber 文件。在 Eagle 中,您使用所谓的 CAM 作业(我使用来自 Sparkfun的作业)生成这些。顺便说一句,如果你走那条路, Sparkfun Eagle 教程也可以很好地帮助你入门,还有一个来自 Adafruit 的不错的截屏视频您还可以直接从他们的网站上获取 Arduino 板的 Eagle 文件(也适用于他们的旧板)。

一旦你有了 gerber 文件,你只需要将它们压缩并发送到工厂。对于小批量,我遇到的最便宜的优质原型服务是用于小型电路板的DorkbotPDX 。我也使用过BatchPCB,但发现它们都更昂贵且延迟时间更长。

看看fritzing它包含:

原理图捕获

仅使用 ardunio 芯片构建原理图。 Fritzing 中的示意图捕获

构建用于演示的面包板

该软件允许您创建图像来向人们展示如何连接他们的面包板。
Fritzing的面包板

构建多氯联苯

您可以在 Fritzing 中构建 PCB,然后将它们送去制造。
熔接中的 PCB

如果您使用 Eagle,您可以将 Arduino 文件加载到其中并创建自己的模板——这些板是使用 Eagle 设计的。我使用 Pulsonix PCB 软件,并导入文件为该程序创建模板。然后,您可以创建自己的盾牌。