บทความประกอบการเรียนรู้ => ออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ด้วยคอมฯ => ข้อความที่เริ่มโดย: admin ที่ มีนาคม 07, 2020, 11:45:33 AM
-
การออกแบบวงจรพิมพ์ในหลาย ๆ ครั้งตัวอุปกรณ์ที่ให้มากับโปรแกรมไม่มีตามที่ต้องการ จำเป็นต้องสร้างขึ้นมาใหม่เพื่อใช้งาน งานครั้งนี้เป็นการฝึกการออกแบบลายวงจรที่ตัวอุปกรณ์ต้องสร้างขึ้นมาใหม่เพื่อใช้งาน ความรู้บางอย่างอาจต้องใช้ความรู้เบื้องต้นของการใช้งานโปรแกรม KiCad หากจำขั้นตอนการใช้ให้กลับไปศึกษาการงานครั้งที่ 8[V2] https://www.praphas.com/forum/index.php?topic=409.0 (https://www.praphas.com/forum/index.php?topic=409.0)
งานในครั้งนี้การจัดวางอุปกรณ์ให้แต่ละตัวอุปกรณ๋มีความห่างไม่เกิน 200mil โดยตัวอย่างการจัดวางเป็นดังรูป (สามารถจัดวางอุปกรณ์ในรูปแบบอื่น ๆ ได้ตามต้องการ)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/67.png)
งานครั้งนี้ต้องสร้างอุปกรณ์ดังนี้
1. ไอซี LM3915 (Symbol Library) แต่ใช้ตัวถัง (Footprint) ที่มีมาแล้วในตัวโปรแกรมที่เป็นไอซี 18 ขาแบบ DIP
2. โพเทนธิโอมิเตอร์ โดยตัวอุปกรณ์โปรแกรมวาด Schemaic มีมาให้แล้วแต่ตัวถัง (Footprint) 3362P ต้องสร้างขึ้นมาใหม่
ขั้นตอนการดำเนินงาน
1. วงจรและขนาดของตัวอุปกรณ์ที่ใช้ในการออกแบบ
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/1.png)
2. เปิดโปรแกรม KiCad แล้วสร้างโปรเจคไฟล์ใหม่ ทำการเปิดโปรแกรมส่วนของการเขียนวงจร โดยเริ่มกดไอคอนวางอุปกรณ์เมื่อตรวจสอบตัวอุปกรณ์แต่ละตัวแล้วพบว่าไอซี LM3914 หรือ LM3915 ไม่มีให้ใช้งานจำเป็นต้องสร้างขึ้นมาใช้งาน เขียนโครงร่างการจัดวางขาให้เหมาะสม (ง่ายต่อการเขียนวงจร) โดยดูรายละเอียดจากดาต้าชีต ในที่นี้จัดวางตำแน่งดังรูป
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/2.png)
3. คลิกไอคอนสร้าง/แก้ไขตัวอุปกรณ์ Symbols
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/3.png)
4. สร้างไลบรารี่ใหม่เพื่อให้เก็บตัวอุปกรณ์ให้เป็นสัดส่วน ไม่ปนกับอุปกรณ์ที่ให้มากับโปรแกรม
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/4.png)
5. ตัวชื่อไฟล์ไลบรารี่ (ชื่อไฟล์จะเป็นขึ้นชื่อไลบรารี่ในโปรแกรมด้วย)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/5.png)
6. เลือกว่าต้องการให้แสดงไลบรารี่ที่สร้างขึ้นเฉพาะโปรเจคนี้ (หรือทุกโปรเจคที่จะสร้างขึ้นในอนาคต)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/6.png)
7. ชื่อไลบรารี่ที่สร้าขึ้นจะปรากฎขึ้นในรายการ
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/7.png)
8. คลิกไอคอนเพื่อสร้างอุปกรณ์ใหม่
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/8.png)
9. เลือกไลบรารี่ที่จะใช้เก็บตัวอุปกรณ์
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/9.png)
10. ใส่ชื่ออุปกรณ์ที่ต้องการ พร้อมคุณสมบัติอื่น ๆ ดังรูป (ไอซี LM3914 และ LM3915 การจัดเรียงขาเหมือนกัน)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/10.png)
11. สร้างกรอบตัวถังอุปกรณ์ (โดยประมาณก่อน สามารถปรับทีหลังได้)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/11.png)
12. ดับเบิลคลิกที่เส้นขอบ เลือกสีพื้น (หากต้องการ)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/12.png)
13. คลิกไอคอนวางขาอุปกรณ์ ใส่ชื่อ, เลขขา, ชนิดของขา(ดูจากดาต้าชีพว่าเป็นขาแบบใด) ทำให้ครบทุกขา ทำการขยับ จัดวางในตำแหน่งที่เหมาะสม
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/13.png)
14. ดับเบิลคลิกในบริเวณพื้นที่ว่าง ๆ คลิกตำแหน่งดังรูปเพื่อเลือกตัวถัง (Footprint)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/14.png)
15. จะปรากฎหน้าต่างดังรูป ทำการเลือกตัวถังที่ต้องการแล้วดับเบิลคลิกที่ตัวตัวนั้น ๆ
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/15.png)
16. ผลจะเป็นดังรูป
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/16.png)
17. ทำการบันทึก (หากยังไม่บันทึกจะมี * ขึ้นท้ายตัวอุปกรณ์)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/17.png)
ดำเนินการวางตัวอุปกรณ์ ซึ่งการค้นหามีดังนี้
18. กลับมาที่โปรแกรมวาดผังวงจร ทำการวางอุปกรณ์(วางอุปกรณ์ชนิดละ 1 ตัวก่อน)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/18.png)
18.1 ตัวต้านทาน (ให้พิมพ์ลงในช่องค้นหาดังรูป)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/19.png)
18.2 LED (ให้พิมพ์ลงในช่องค้นหาดังรูป)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/20.png)
18.3 ตัวต้านทานปรับค่าได้ ให้พิมพ์ลงในช่องค้นหาดังรูป)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/21.png)
18.4 ไฟเลี้ยง (ให้พิมพ์ลงในช่องค้นหาดังรูป)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/22.png)
18.5 กราวด์ (ให้พิมพ์ลงในช่องค้นหาดังรูป)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/23.png)
18.6 ไอซี LM3914 (ให้พิมพ์ลงในช่องค้นหาดังรูป)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/24.png)
18.7 คอนเน็คเตอร์สำหรับต่อสายไฟ ค้นจากรายการดังรูป
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/25.png)
18.8 รูยึดแผ่นวงจรพิมพ์ ค้นจากรายการดังรูป
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/26.png)
19. หลังจากวางอุปกรณ์ในแต่ละชนิดอย่างละ 1 ตัวในขั้นตอนที่ 18 จะได้ดังรูป
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/27.png)
20. ทำการจัดวางอุปกรณ์ในตำแหน่งที่ใกล้เคียงกับวงจรต้นแบบ อุปกรณ์ชนิดใดที่ต้องใช้มากกว่า 1 ตัวให้ใช้การ copy
คีย์ลัดสำหรับการจัดวางอุปกรณ์เพื่อให้การใช้งานรวดเร็วขึ้น
เอาเมาส์วางลอยบนตัวอุปกรณ์แล้วใช้คีย์...
M (Move) เพื่อเลื่อนตำแหน่งการอุปกรณ์
R (Rotage) หมุนตัวอุปกรณ์ (สามารถกด m แล้ว r เพื่อเลื่อนตำแหน่งและหมุนก่อนคลิกวางได้)
C (Copy) คัดลอกอุปกรณ์ หรือบางครั้งหลายคนเรียกว่าการแยกร่าง ใช้ในกรณีที่มีการใช้อุปกรณ์ชนิดเดียวกันหลายตัว
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/28.png)
21. คลิกไอคอนสำหรับเชื่อมต่อสาย ทำการเชื่อมต่อให้เรียบร้อยแล้วดังรูป
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/29.png)
22. ทำการใส่เลขลำดับของอุปกรณ์ โดยคลิกที่ไอคอน Annotate...
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/30.png)
23. คลิกไอคอนกำหนดค่าฟุตปริ้นของอุปกรณ์ในแต่ละตัว
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/31.png)
24. เลือกตัวถังของอุปกรณ์แต่ละตัว จะพบว่าตัวถังของตัวต้านทานปรับค่าได้ (3362P) ไม่มีให้ใช้งาน จำเป็นต้องสร้างใหม่
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/32.png)
25. เมื่อหาข้อมูลขนาดจากดาต้าชีตของ 3362P จะเป็นตามรูป
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/33.png)
*จากขนาดตามดาต้าชีต เขียนโครงร่างขนาดคร่าว ๆ เพื่อใช้ในการออกแบบตัวถังดังรูป โดยใช้หน่วย mil (1000 mil เท่ากับ 1 in)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/33a.png)
26. คลิกไอคอนสร้าง/แก้ไขตัวถัง (Footprint)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/34.png)
27. กดสร้างไฟล์ไลบรารี่ตัวถังใหม่
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/35.png)
28. ตั้งชื่อไฟล์ (ชื่อไฟล์จะเป็นชื่อไลบรารี่ในรายการ)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/37.png)
29. เลือกว่าต้องการให้แสดงเฉพาะโปรเจคปัจจุบัน หรือทุกโปรเจค
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/38.png)
30. จะปรากฎชื่อไลรารี่ชื่อเดียวกับชื่อไฟล์ขึ้นในช่องรายการ
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/39.png)
31. คลิกสร้างถัวถัง
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/40.png)
32. ตั้งชื่อตัวถังที่กำลังจะสร้าง
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/41.png)
33. ตั้งค่าหน่วยการวัดและค่ากริดให้เหมาะสมกับการออกแบบ
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/42.png)
34. เข้าเมนูเพื่อแก้ไขค่าเริ่มต้นของเส้น
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/43.png)
35. กำหนดให้เส้นสำหรับการวาดเป็น 10 mil
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/44.png)
36. คลิกเลเยอร์สกรีนด้านบน คลิกไอคอนวาดตัวถัง ทำการวาดตัวถัง
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/45.png)
37. คลิกวางจุดต่อ (PAD) เปลี่ยนหน่วยเป็น mm ทำการวางจุดต่อแล้วดับเบิลคลิกที่จุดต่อเพื่อแก้ไขค่า โดยรูขาจะให้โตกว่าขนาดขา 0.1mm จากดาต้าชีตขนาดคือ 0.46mm หรือประมาณ 5mm ดังนั้นรูจึงต้องใช้ขนาด 0.6mm
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/46.png)
38. ทำการวาดตัวถัง วางจุดต่อ โดยให้ขนาดตรงกับดาต้าชีตที่กำหนด สามารถใช้เครื่องมือวัดระยะเพื่อตรวจสอบได้ดังรูป
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/47.png)
39. เมื่อทำเสร็จจะได้ดังรูป
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/48.png)
40. ทำการบันทึก โดยโปรแกรมจะขึ้นหน้าต่างถามว่าต้องการบันทึกลงในไลบรารี่ใด ให้เลือกไลบรารี่ที่เพิ่งสร้างขึ้นจากขั้นตอนที่ผ่านมา
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/49.png)
หากต้องการให้ตัวถังแสดงเป็นภาพ 3D
41. เข้าเวปไซด์แจกไฟล์ 3D แล้วลงทะเบียนเข้าใช้งาน พิมพ์ในช่องค้นหา
https://www.3dcontentcentral.com
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/50.png)
ลิงค์ดาวน์โหลด (สามารถหาตัวอื่น ๆ ได้ตามความต้องการ)
https://www.3dcontentcentral.com/download-model.aspx?catalogid=171&id=416213
42. เลือกชนิดไฟล์เป็น step ทำการดาวน์โหลด (ต้องล็อกอินก่อนถึงจะดาวน์โหลดได้)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/51.png)
43. คลิกไอคอนกำหนดคุณสมบัติ
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/52.png)
44. จะปรากฎดังรูป
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/53.png)
45. คลิกเลือกไฟล์ 3D ที่ดาวน์โหลดมา (อาจมีการปรับตำแหน่งบ้าง)
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/54.png)
46. คลิกไอคอนกำหนดฟุตปริ้น
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/55.png)
47. ตัวไอซีเลือกจากไลบรารี่ที่สร้างขึ้น
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/56.png)
48. รายการฟุตปริ้นทั้งหมดเป็นดังรูป
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/57.png)
49. สร้างไฟล์ NetList
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/58.png)
50. คลิกไอคอนเปิดไฟล์ PCB
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/59.png)
51. ดำเนินการจัดวางและเดินลายเบื้องต้น (หากจำไม่ได้ให้กลับไปทบทวนงานก่อนหน้านี้)
-โหลดไฟล์ Netlist
-จัดวางในตำแหน่งที่เหมาะสม
-เดินลาย
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/60.png)
52. เพิ่มขนาดลายทองแดงด้วย polygon และใส่ข้อความกำกับด้านลายทองแดง
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/61.png)
53. ทดลองดูภาพ 3D
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/62.png)
หากต้องการให้ตัวถัง LED ให้เป็น 3D แบบอื่น ๆ
54. เข้าเวปไซต์ข้อที่ 41 ค้นหาและดาวน์โหลด
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/64.png)
ลิงค์ดาวน์โหลด (สามารถหาตัวอื่น ๆ ได้ตามความต้องการ)
https://www.3dcontentcentral.com/secure/download-model.aspx?catalogid=171&id=120691
https://www.3dcontentcentral.com/secure/download-model.aspx?catalogid=171&id=120692
https://www.3dcontentcentral.com/secure/download-model.aspx?catalogid=171&id=381263
55. ดับเบิลคลิกที่ตัว LED ที่ต้องการแก้ไขภาพ 3D
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/63.png)
56. คลิกลบภาพ 3D เดิมออกก่อน แล้วโหลดไฟล์ภาพ 3D ใหม่ที่ดาวน์โหลดไว้เข้ามา
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/65.png)
57. หากตำแหน่งภาพที่ตรงกับแบบให้ปรับตำแหน่งให้ถูกต้อง
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/66.png)
58. แสดงภาพ 3D หลังจากที่เป็นครบทุกตัวตามต้องการ
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/67.png)
สร้างต้นแบบสำหรับทำปริ้นด้วยตัวเอง
59. เตรียมการสั่ง plot เป็นไฟล์ต้นแบบที่เป็นไฟล์ pdf
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/68.png)
60. เปิดไฟล์ pdf ด้วยโปรแกรมเปิดไฟล์ pdf เพื่อดูผลลัพธ์
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/69.png)
สร้างต้นแบบสำหรับส่งโรงงานผลิต
61. กำหนดจุดอ้างอิงของแผ่นวงจร
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/70.png)
62. สั่ง plot เป็นไฟล์ gerber โดยตั้งค่าตามรูป
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/71.png)
63. สั่งให้สร้างไฟล์รูเจาะ ตามรูป
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/72.png)
64. กำหนดค่าการสร้างไฟล์รูเจาะ
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/73.png)
65. เปิดโฟลเดอร์เก็บไฟล์ gerber เลือกไฟล์ทั้งหมดแล้วทำการ zip ดังรูป
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/74.png)
66.เข้าเวปไซด์ตรวจสอบไฟล์ Gerber ที่
https://www.seeedstudio.com/fusion_pcb.html
คลิกอัพโหลดไฟล์ zip ที่ดำเนินการที่ผ่านมา
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/75.png)
67. คลิกดูผลของไฟล์ Gerber
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/76.png)
68. ผลที่ได้
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/77.png)
69. ดูผลด้านบนปริ้น
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/78.png)
70. ดูผลด้านล่างปริ้น
(http://www.praphas.com/PhotoForum/KiCAD/kicadEx6/79.png)