परिचय

पिछले लेख के लिए महत्वपूर्ण टिप्पणियों में से एक निम्नलिखित था: वे कहते हैं कि यह ईंधन है, एक तोप से गौरैया और यहां तक कि $ 10,000 के लिए मालिकाना सॉफ्टवेयर शूट करें, इसके अलावा यह शायद टोरेंट से चोरी हो गया है। पर्दे के पीछे के मुद्दे के नैतिक पक्ष के साथ-साथ निर्दोषता की धारणा को छोड़ते हुए, हम अगले प्रश्न की ओर मुड़ते हैं - और हमारे पास ओपन सोर्स सेक्टर में क्या है, जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को डिजाइन करने की समस्याओं को हल करने के लिए उपयुक्त है। विशेष रूप से, मुद्रित सर्किट बोर्डों का निर्माण। सबसे योग्य, मेरी राय में, जीएनयू जीपीएल लाइसेंस के तहत वितरित किया जाने वाला क्रॉस-प्लेटफॉर्म प्रोग्राम KiCAD था। लिनक्स, विंडोज और मैकओएस के लिए संस्करण हैं।

आइए हम इस उपकरण पर उस समस्या के संबंध में अधिक विस्तार से विचार करें जिसे मैंने पहले ही हल कर लिया है - MAX232 के आधार पर एक स्तर कनवर्टर के लिए पीसीबी ट्रेसिंग।

1. KiCAD और लाइब्रेरी स्थापित करें

वितरण पैकेज और स्थापना निर्देश इसकी आधिकारिक वेबसाइट पर उपलब्ध हैं । चूंकि मैं लिनक्स, विशेष रूप से आर्क लिनक्स का उपयोग करना पसंद करता हूं, इसलिए इंस्टॉलेशन पैकेज मैनेजर के लिए एक जादू को उबालता है

$ sudo pacman -S kicad kicad-library kicad-library-3d

पहला पैकेज स्वयं कार्यक्रम है, दूसरा घटक पुस्तकालय है, तीसरा घटकों का 3 डी मॉडल है। वास्तव में यह सब है। सभी लोकप्रिय लिनक्स वितरण के लिए पैकेज का एक समान सेट उपलब्ध है। विंडोज के लिए, यहां बाइनरी इंस्टॉलर डाउनलोड करें । MacOS के लिए, सब कुछ समान है । सामान्य तौर पर, स्थापना प्रारंभिक है और कठिनाइयों का कारण नहीं है।

2. एक योजनाबद्ध आरेख बनाएं

KiCAD को लॉन्च करते हुए हम मुख्य प्रोग्राम विंडो देखेंगे। इसमें डिवाइस डिज़ाइन के विभिन्न चरणों के लिए डिज़ाइन किए गए सॉफ़्टवेयर घटकों के लिए एक प्रोजेक्ट ट्री और कॉल बटन शामिल हैं।

फ़ाइल पर जाएँ -> नई परियोजना -> नई परियोजना। हमें एक जगह चुनने के लिए कहा जाएगा जहां परियोजना फाइलें स्थित होंगी, साथ ही उसका नाम भी चुनेंगी। परियोजना से संबंधित सभी फाइलें एक अलग निर्देशिका में स्थित होनी चाहिए। मैं सब कुछ ~ / काम / kicad / rs232 निर्देशिका में डालता हूं और मैं इस परियोजना का नाम rs232 रखूंगा।

प्रोजेक्ट बनाने के बाद, ट्री में दो फाइलें बनती हैं: rs232.pro - प्रोजेक्ट फाइल; rs232.sch - अवधारणा फ़ाइल। आरेख फ़ाइल पर डबल-क्लिक करें और एसेकेमा पर जाएं - चित्र आरेख के लिए एक कार्यक्रम

ड्राइंग के मुख्य शिलालेख का प्रारूप स्वाभाविक रूप से बुर्जुआ है। लेकिन हम अभी तक GOST और ESKD का अनुसरण करने में रुचि नहीं रखते हैं। हमें एक विशिष्ट व्यावहारिक समस्या को हल करने के लिए पैकेज की क्षमताओं का मूल्यांकन करने की आवश्यकता है, पथ भी सरल है। इसलिए, हम एक चित्र बनाना शुरू करते हैं।

खिड़की के दाईं ओर एक टूलबार है। उस पर परिचालन एम्पलीफायर की छवि के साथ एक बटन है - उस पर क्लिक करें और घटकों को रखने के मोड पर जाएं। आरेख फ़ील्ड में क्लिक करके, हम एक संवाद की उपस्थिति शुरू करते हैं।

फ़िल्टर लाइन में, हम "max232" टाइप करना शुरू करते हैं। सिस्टम लाइब्रेरी को खोजता है और हमें जिस चिप में दिलचस्पी है, हमें प्रदान करता है। इसे चुनें, ठीक क्लिक करें और घटक पर सर्किट में सही जगह पर माउस कर्सर का उपयोग करें। इसी तरह, हम सर्किट पर इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर लगाते हैं, जो सीपी के नाम से KiCAD का जवाब देता है

संधारित्र पर कर्सर को इंगित करें, "V" दबाएं और दिखाई देने वाली विंडो में इसका मान सेट करें।

यदि आप किसी भी तत्व पर विशेष रूप से होवर करते हैं, तो संधारित्र सिर्फ जोड़ा जाता है, फिर उपयुक्त कुंजियों को दबाकर आप निम्नलिखित क्रियाएं

M को कर सकते हैं - घटक को स्थानांतरित करना (प्रारंभ करना)
C - एक प्रतिलिपि बनाएं। घटक
R - घटक को दक्षिणावर्त घुमाएं
X - क्षैतिज अक्ष
Y के सापेक्ष घटक को प्रतिबिंबित करें - ऊर्ध्वाधर अक्ष के सापेक्ष घटक को प्रतिबिंबित करें

जैसा कि वर्णित है, हम सर्किट के अन्य सभी घटकों को रखते हैं। हमें निम्नलिखित तत्वों की आवश्यकता होगी

पुस्तकालय में घटक का नाम	घटक प्रकार	संख्या
सी.पी.	इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र	4
डी	डायोड	1
डीबी 9	DB-9 संबंधक	1
CONN_01x05	एकल पंक्ति पुरुष कनेक्टर (5-पिन)	1

इसके अलावा, हमें ग्राउंड और पावर +5 वी की आवश्यकता होगी। इन तत्वों को पावर पोर्ट्स के प्लेसमेंट के मोड में जोड़ा जाता है, जो दाहिने पैनल में प्रतीक "ग्राउंड" के साथ एक बटन द्वारा चालू होता है। हमें निम्नलिखित बंदरगाहों की आवश्यकता होगी: जीएनडी - वास्तव में "ग्राउंड"; + 5 वी - कोई टिप्पणी नहीं।

अंत में, हमें सर्किट के क्षेत्र में ऐसा कुछ मिलेगा।

अब, हरे रंग की लाइन की छवि के साथ बटन दबाकर, हम "प्लेस एक्सप्लोरर" मोड पर जाते हैं और डिवाइस के सर्किट आरेख के अनुसार सभी तत्वों के आउटपुट कनेक्ट करते हैं। यदि हमें अतिरिक्त "ग्राउंड" की आवश्यकता होती है, तो हम निकटतम "ग्राउंड" पर मंडराते हैं, "सी" दबाते हैं और इसे क्लोन करते हैं, तत्वों को जोड़ने की प्रक्रिया से बिना रुकावट। अंत में, हमें निम्नलिखित योजना मिलती है

कृपया ध्यान दें कि सर्किट तत्व गिने नहीं हैं। इस उद्देश्य के लिए, तत्व नंबरिंग फ़ंक्शन का उपयोग करना सुविधाजनक है। हम इसे टूल -> नामित योजना मेनू से या शीर्ष टूलबार पर "पदनाम योजना घटक" बटन पर क्लिक करके कहते हैं। हमें तत्वों के नामकरण के लिए सेटिंग्स के साथ एक संवाद बॉक्स दिखाया जाएगा।

हम उन सेटिंग्स को सेट करते हैं जिनमें हम रुचि रखते हैं और "लेबल घटकों" पर क्लिक करें। अब एक और मामला।

यह मानते हुए कि हमने सर्किट खत्म कर दिया है, हम KiCAD नियमों के संदर्भ में इसके निर्माण की शुद्धता की जांच करते हैं। ऐसा करने के लिए, हरे रंग की टिक वाली एक लेडीबग की छवि के साथ शीर्ष पैनल पर बटन पर क्लिक करें। हमें दी गई विंडो में, "रन" बटन पर क्लिक करें और परिणाम प्राप्त करें

कोई त्रुटि नहीं है, लेकिन 13 चेतावनी हैं। ये चेतावनी मौलिक हैं - वे संकेत देते हैं कि तत्वों के कुछ आउटपुट कहीं भी जुड़े नहीं हैं, और यह भी कि हम सर्किट को बिजली की आपूर्ति नहीं करते हैं।

हमारे पास कई अप्रयुक्त निष्कर्ष हैं। ताकि प्रणाली उनके बारे में हमें शपथ न दे, हम इन निष्कर्षों को अप्रयुक्त के रूप में नोट करते हैं। ऐसा करने के लिए, हम दाएं पैनल पर तिरछे क्रॉस "X" के साथ बटन दबाकर अप्रयुक्त पिन को निर्दिष्ट करने के लिए मोड का चयन करते हैं, तथाकथित "कनेक्ट नहीं" ध्वज। हम इस ध्वज को सभी अप्रयुक्त पिन के साथ चिह्नित करते

हैं। डिवाइस के संचालन के दौरान उन पर शून्य वोल्टेज की गारंटी देने के लिए दूसरे चैनल MAX232 (पैर 8 और 10) के इनपुट जमीन पर खींचे जाते हैं।

उसके बाद, सर्किट को फिर से जांचें

महान, कनेक्टेड पावर के बारे में सिर्फ दो चेतावनी। हमारे मामले में, P1 पिन ब्लॉक के माध्यम से दूसरे डिवाइस से बिजली की आपूर्ति की जाती है, इसलिए सिस्टम को वर्चुअल पावर पोर्ट PWR_FLAG का उपयोग नहीं करने का संकेत देना चाहिए। हम इस पावर पोर्ट को सर्किट पर स्थापित करते हैं और इसे +5V पावर पोर्ट से, "ग्राउंड" और P1 कनेक्टर से डायोड में जाने वाले तार से जोड़ते हैं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।

इस प्रकार, हम उस सिस्टम को इंगित करते हैं, जो लाइनों को बिजली सप्लाई करता है, और अगला टेस्ट बिना पास होता है। त्रुटियां और चेतावनी। हम समाप्त योजना को बचाते हैं।

अब आपको सर्किट सर्किट की एक सूची तैयार करनी चाहिए, जिसका उपयोग भविष्य में हमारे द्वारा किया जाएगा। ऐसा करने के लिए, उपकरण मेनू पर जाएं -> सर्किट की एक सूची बनाएं, या शीर्ष पैनल पर संबंधित बटन पर क्लिक करें। दिखाई देने वाली विंडो में

हम KiCad के मूल निवासी सर्किट सूची प्रारूप का चयन करते हैं, सूची फ़ाइल rs232.net का नाम सेट करते हैं और "जेनरेट" बटन पर क्लिक करते हैं।

योजना तैयार है और आप अगले चरण पर आगे बढ़ सकते हैं।

2. घटकों और उनके पैरों के निशान को जोड़ना

यह चरण KiCAD सुविधा को दर्शाता है - घटक का सर्किट पदनाम अपनी सीट और दृश्य प्रस्तुति से अछूता है। बोर्ड के तारों के साथ आगे बढ़ने से पहले, प्रत्येक घटक को अपने पदचिह्न के साथ पत्राचार में लाया जाना चाहिए - एक टोपोलॉजिकल संरचना जो अनिवार्य रूप से इस घटक को माउंट करने के लिए बोर्ड पर छेद और / या पैड के आकार और स्थान को निर्धारित करती है। यह पैकेज में शामिल CvPcb प्रोग्राम का उपयोग करके किया जाता है। इसे लॉन्च करने के लिए, टूल्स -> कंपोनेंट फुटप्रिंट मेनू पर जाएं। सिस्टम थोड़ा सोचेगा और एक विंडो देगा

पहले कॉलम में उपलब्ध पुस्तकालयों की सूची है। दूसरे कॉलम में - हमारे आरेख में प्रस्तुत घटकों की एक सूची। तीसरे में - उपलब्ध सीटों की एक सूची। मान लें कि हमें कैपेसिटर C1 के फॉर्म फैक्टर को निर्धारित करने की आवश्यकता है। हमारे पास 5 मिमी, 11 मिमी ऊंचे व्यास और 2 मिमी के टर्मिनलों के बीच की दूरी के साथ छेद में बढ़ते के लिए ईथर कैपेसिटर उपलब्ध हैं। ठीक है, पहले कॉलम में Capacitor_ThroughHole लाइब्रेरी (छेदों में बढ़ते हुए कैपेसिटर), दूसरे कॉलम में कैपेसिटर C1 और तीसरे कॉलम में C_Radial_D5_L11_P2 का चयन करें। चयनित पदचिह्न पर डबल-क्लिक करें और इसे घटक पर बाँधें। चयनित पदचिह्न कैपेसिटर C1 के दाईं ओर दिखाई देता है, जैसा कि ऊपर की आकृति में दिखाया गया है।

जांच करने के लिए, आइए शीर्ष पैनल पर आवर्धक कांच के नीचे माइक्रोक्रिकिट की छवि के साथ बटन पर क्लिक करके सीट के ड्राइंग को देखें।

दर्शक विंडो में माइक्रोक्रेकिट की छवि के साथ बटन पर क्लिक करने पर, हम घटक का एक 3 डी मॉडल देखेंगे।

हम सुनिश्चित करते हैं कि चयनित सीट वास्तविक भाग से मेल खाती है। उसी तरह हम शेष घटकों को जोड़ते हैं। मुझे इस तरह की एक सूची मिली है। मुझे

कहना होगा कि एक आदत से सही सीट ढूंढना काफी मुश्किल है। लेकिन मैं मानक पुस्तकालयों के साथ प्राप्त करने में कामयाब रहा। किसी भी मामले में, आवश्यक भाग की कमी की समस्या को गुग्लिंग या स्वयं-निर्माण द्वारा हल किया जाता है (लेकिन यह लेख के दायरे से परे है)।

परिणामी सूची को सहेजें, CvPcb को बंद करें और नेटलिस्ट को फिर से जेनरेट करें। अब बोर्ड के प्रत्यक्ष तारों को शुरू करने के लिए सब कुछ तैयार है।

3. पीसीबी लेआउट

ऐसा करने के लिए, सर्किट एडिटर टूल्स -> लेआउट प्रिंटर सर्किट बोर्ड के मेनू से, Pcbnew ट्रैसर प्रोग्राम चलाएं।

ट्रेसिंग नियमों को कॉन्फ़िगर करने के लिए, "डिज़ाइन रूल्स" मेनू पर जाएं और

पटरियों की चौड़ाई, उनके बीच का अंतर, होल व्यास और ड्रिल व्यास निर्धारित करें। आप तकनीकी क्षमता। स्क्रीनशॉट में मेरी सेटिंग्स दिखाई गई हैं।

अगला, आपको डिज़ाइन किए गए सर्किट को आयात करने की आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए, मेनू टूल्स -> सर्किट की सूची पर जाएं। दिखाई देने वाली विंडो में, नेटलिस्ट फ़ाइल (पिछले चरण में उत्पन्न हमारी rs232.net) का चयन करें और "वर्तमान नेटलिस्ट पढ़ें" बटन पर क्लिक करें।

यदि हम पिछले चरणों में गलत नहीं थे, तो प्रक्रिया त्रुटियों के बिना जाएगी। विंडो को बंद करें और देखें कि घटक बोर्ड ड्राइंग विंडो में स्थित हैं

बेशक वे सब एक साथ फंस गए। और उन्हें अपने इच्छित स्थानों की ओर खींचना होगा। घटकों को सर्किट एडिटर के समान कमांड द्वारा स्थानांतरित किया जाता है - तत्व पर कर्सर ले जाएं और "एम" दबाएं। यदि हम घटक को बोर्ड के दूसरी तरफ ले जाना चाहते हैं, तो चाल मोड में, एफ कुंजी दबाएं। यह U1 चिप के साथ किया जाना चाहिए, क्योंकि यह पटरियों के किनारे स्थित है, मामले के एसएमडी-प्रदर्शन के कारण।

थोड़ा सा भरकर, हमें कुछ समान मिलता है।

हम घटकों को व्यवस्थित करने की कोशिश करते हैं ताकि संभव के रूप में कुछ इंटरसेक्टिंग कनेक्शन प्राप्त हो सकें। अब आप ट्रेसिंग शुरू कर सकते हैं। स्वचालित अनुरेखण मेरे लिए काम नहीं किया, शायद मैं इसकी सेटिंग्स को पूरी तरह से समझ नहीं पाया। मैनुअल ट्रेसिंग के लिए, हम शीर्ष पैनल पर "ट्रैक मोड: ऑटो-ट्रेस" बटन पर क्लिक करके ट्रेसिंग मोड में जाएंगे।

कार्य विंडो के खाली स्थान पर राइट-क्लिक करें और पॉप-अप मेनू में "वर्किंग लेयर का चयन करें" चुनें। दिखाई देने वाली विंडो में, B.Cu परत (बोर्ड के पीछे तांबा) का चयन करें।

किसी भी पिन पर होवर करें और "X" दबाएं। चयनित पिन से वर्तमान कर्सर स्थिति तक एक ट्रैक दिखाई देता है। हम इस ट्रैक को खींचते हैं, इसके मध्यवर्ती बिंदुओं को माउस के एक क्लिक से ठीक करते हैं। पूरा होने पर, आखिरी पिन पर डबल-क्लिक करें। यदि हमें परिणाम पसंद नहीं है, तो ट्रैक को रद्द करने के लिए Esc दबाएं। अन्य उपयोगी कमांड और उनकी हॉट कुंजियाँ संदर्भ मेनू में उपलब्ध हैं, जिन्हें ट्रेस के समय दाहिने बटन द्वारा बुलाया गया है।

मुझे कहना होगा कि ट्रेस प्रक्रिया सहज और सुंदर है जल्द ही हमें इसका परिणाम मिलेगा

स्क्रीन पर पीली लाइन बोर्ड की रूपरेखा दर्शाती है। इसे खींचने के लिए, Edge.Cuts लेयर पर जाएं (लेयर्स की लिस्ट प्रोग्राम विंडो में दाईं ओर स्थित है) और Line या Polygon टूल (राइट टूलबार पर डॉटेड लाइन वाला बटन) बोर्ड की आउटलाइन ड्रा करें।

अब सब कुछ तैयार है। परिणाम सहेजें। आप परिणामी बोर्ड को 3 डी मोड में देख सकते हैं (मेनू व्यू -> 3 डी व्यूअर में)।

परिणाम बहुत अच्छा लग रहा है, हालांकि स्थापना अधिक कसकर की जा सकती है।

उदाहरण के लिए, LUT के लिए एक टेम्पलेट, फ़ाइल -> प्रिंट मेनू पर जाएं। दिखाई देने वाली विंडो में

प्रिंट करने योग्य परत सेट करें (बोर्ड के पीछे की ओर B.Cu - तांबा), बॉक्स "मिरर" की जांच करना सुनिश्चित करें, जांचें कि स्केल 1: 1 है, और चेकबॉक्स "प्रिंट शीट फ्रेम" को हटा दें। प्रिंट पर क्लिक करें। यदि हमारे पास प्रिंटर नहीं है, तो पीडीएफ में प्रिंट

करें। आउटपुट में वांछित टेम्पलेट प्राप्त करें।

निष्कर्ष

मुझे कहना होगा कि मैं बहुत जल्दी KiCAD की क्षमताओं के माध्यम से भाग गया, केवल इसके उपयोग के प्रमुख बिंदुओं पर ध्यान देना। यह लेख कुछ परिचयात्मक मैनुअल है जो नेटवर्क पर उपलब्ध बहुत ही खंडित जानकारी को संक्षेप में प्रस्तुत करता है। फिर भी, यह एक अच्छी शुरुआत के रूप में काम कर सकता है।

हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि कार्यक्रम मुद्रित सर्किट बोर्डों के डिजाइन के लिए काफी उपयुक्त है, यह देखते हुए कि इसकी सभी विशेषताओं का विवरण एक दर्जन से अधिक ऐसे लेखों में रोल आउट होगा। इसका निस्संदेह लाभ सभी कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइलों और पुस्तकालयों का स्वतंत्र और खुला प्रारूप है, जो घटक आधार के विस्तार के लिए अंतहीन गुंजाइश देता है।

मुझे उम्मीद है कि यह दिलचस्प था। आपका ध्यान के लिए धन्यवाद!

KiCAD में सर्किट बोर्ड ट्रेसिंग