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esquemas eagle

Eagle is a PCB design software

This exercise covers the use of Eagle (Easily Applicable Graphical Layout Editor) PCB
design software to design an electronic schematic and lay out a printed circuit board (PCB).
Eagle is a PCB design software package consisting of a schematics editor, a PCB editor and
an autorouter module. The software comes with an extensive library of components, but a
library editor is also available to design new parts or modify existing ones.
Eagle is made by CadSoft (http://cadsoft.de), and is available in three versions. The
light-version is limited to one sheet of schematics and half euro-card format (80x100 mm),
but can be used under the terms of the freeware licence for non-commercial use. This
software can be downloaded from CadSoft’s homepage, for Windows or Linux. We are
investigating the possibilities of getting one or more licenses for the professional version,
which does not have these limitations.

Um exemplo: Dimmer light – Impressão

A última etapa consiste na impressão do circuito, seja para a documentação do projecto ou para a fabricação da PCI.
Antes de imprimir é aconselhável que se desactivem temporariamente as camadas (layers) indesejadas. Deste modo, podemos imprimir apenas as ilhas e pistas (para a fabricação da PCI) ou apenas a serigrafia e as ilhas (para a documentação do projecto). Para isso utilizamos os comandos View>> Display/Hide Layers ou o ícone

Na janela que surge, clique sobre o número da layer para desactivá-la (branco) ou activá-lo (azul) conforme pretendido.

Na janela está seleccionada a camada Top (linhas de cobre) Pads (ilhas) e Dimension (contorno da placa) para serem visíveis. Obtemos o seguinte resultado:

Esta será a impressão a ser utilizada na folha de acetato, pois temos apenas os elementos que devem aparecer na face cobreada a ser corroída.

Porém existe um detalhe muito importante, pois no Eagle a visão que temos da PCI corresponde à sua vista superior, olhando-se através da face de componentes, ou seja, estamos a visualizar as pistas e ilhas como se a placa de circuito impresso fosse totalmente transparente.
Isto significa que a impressão desta vista deve ser feita de modo “espelhado”. Para isso, ao seleccionar os comandos File>> Print deve certificar-se que a opção Mirror esteja assinalada antes de prosseguir.

Nesta janela também podemos alterar alguns parâmetros na opção “Page”.
Com as alterações indicadas abaixo, pode posicionar a impressão em qualquer parte da página permitindo um melhor aproveitamento do papel.

Uma vez que estas características podem variar conforme o tipo de impressora utilizada, antes de imprimir em acetato próprio para impressora faça alguns testes de impressão em papel comum e ajuste os parâmetros conforme a impressora disponível

Um exemplo: Dimmer light – Furos de fixação

Agora que o layout está pronto, vamos finalizar a PCI seleccionando os locais para os furos de fixação e determinado o contorno para recorte da placa de circuito impresso.
Para facilitar o posicionamento active a grelha através do comando “View” >>“Grid”. Seleccione On para ver a grelha. Seleccione o tipo de grelha: pontos (Dot) ou linhas (Lines).

Nota:
1 inch (polegada) Û 2,54 cm
0,05 inch (polegadas) Û 50 mil (milésimas de polegada).
0,05 inch (polegada) Û 1,27 mm Û 1270 mic (milésimas de milímetro).

Caso o fundo (background) esteja preto, mude-o para branco. Para efectuar esta alteração no fundo, seleccione o menu Options>>User Interface e faça a mudança. Deixe o fundo (background) branco.

para marcar os locais de furação seleccione o menu “Draw”>> “Hole” ou clique em

Após essa selecção, aparecerá um menu PopUp, Drill, onde poderá escolher o diâmetro do furo.
Posicione os quatro pontos para furação da placa.Lembre-se que estes pontos serão usados apenas como guia de furação e posteriormente utilizando-se uma broca de 3mm, deverão desaparecer da placa.

O passo seguinte é o de ajustar os bordos da placa de circuito impresso. Para isso podemos seleccionar o comando “Move” e clicando sobre os cantos da linha de contorno deslocá-la até à posição desejada. Neste exemplo não nos preocupamos com as dimensões mecânicas e outros parâmetros referentes à caixa de montagem. Com a ferramenta “Text” pode-se adicionar o texto desejado, facilitando a identificação do projecto

Um exemplo: Dimmer light – Criar o layout

Utilize os comandos “File”>> “Switch to board” ou clique no ícone

Responda afirmativamente à pergunta se quer criar uma nova PCI.

Observe que automaticamente será criada uma nova janela apresentando os componentes utilizados no esquema eléctrico, com interligações cruzadas, posicionados ao lado de uma área rectangular (PCI). A partir deste rascunho inicial iremos posicionar adequadamente estes componentes na placa para gerarmos o layout final da PCI.

Grave o ficheiro desta placa (“File”>> “Save”).
Antes de se iniciar a criação da PCI, observe que algumas novas funções (sublinhadas a vermelho) foram acrescentadas na barra de ferramentas.
Copy
REPLACE: Permite trocar o encapsulamento a um componente, por outro da mesma livraria
SPLIT: Permite quebrar uma pista.
OPTIMIZE: Unir segmentos de fio.
ROUTE: Permite criar manualmente uma pista a partir de uma ligação já estabelecida
RIPUP: Permite converter uma pista numa ligação não “routeada”.
VIA: Permite desenhar os furos quando é necessário passar uma pista de uma camada para outra.
SIGNAL: Permite gerar ligações entre ilhas de componentes (pads). Estas ligações devem ser logo “routeadas” manualmente (ROUTE) ou de forma automática (AUTO).
HOLE: Permite desenhar a marcação dos furos para a fixação da placa.
RATSNEST: Calcula a mínima distância entre os pontos de ligação eléctrica.
AUTO: Permite efectuar a traçagem das pistas automaticamente.
DRC (Design Rule Check): Faz a verificação das regras de desenho. (Ver anexo 4)ERRORS: Apresenta os erros encontrados pela análise das regras de desenho (DRC)

Semelhante ao que se fez no esquema eléctrico, também aqui é conveniente termos um rascunho da distribuição desejada, principalmente em função das dimensões mecânicas gerais da placa (tamanho da caixa, pontos de fixação, dissipação térmica, etc.).

A seguir deveremos mover os componentes para dentro da área da placa, para isso use o comando Move da barra de ferramentas

Posicione os componentes conforme a sua preferência e conveniência com o projecto. Durante a movimentação do componente pode girá-lo utilizando o botão direito do rato, de modo a encontrar uma posição mais favorável à passagem das pistas.
NOTA: Quando se inicia o desenho do circuito impresso a partir do esquema, o programa não permite a inclusão de novos componentes nem de ligações eléctricas que não figurem no esquemático, para desta forma se manter a consistência entre eles.

Clicando no seguinte ícone poderá, se necessário, aceder ao esquemático correspondente.
Uma primeira apresentação seria a seguinte (pode tentar outras possibilidades).

Observe que o triac foi posicionado com sua face metálica “para fora” da PCI, em função da possível montagem de um dissipador de calor.

Apos mover os componentes, execute o comando “Ratsnest” para organizar as pistas de referência. Verifique o layout quanto à necessidade de mais ajustes, tais como rodar ou mover algum componente para facilitar a passagem das pistas.

Verifique a existência de erros que possam comprometer a PCI utilizando os comandos Tools>> ERC” e “Errors”, ou clique nos ícones.

Se não houver nenhuma indicação de erro vamos gerar as pistas automaticamente, indo a

“Tools”>> “Auto” ou clique no ícone

Se pretender traçar as pistas manualmente, clique no ícone “Route”, que se encontra na barra de ferramentas, e clique com o rato numa extremidade de um componente e deslize o rato segundo o traçado que pretende até ao próximo terminal, onde voltamos a clicar. Repita as operações para o restante traçado.

Na janela de configuração apresentada (Autorouter setup), na opção General mude a opção disponível em “Preferred Directions” no item “16 Bottom” para N/A (não aplicável) e pressione o botão OK.

Top:
Lado de cima da placa (lado dos compo­nentes).
Bottom:
Lado de baixo da placa (lado da solda)

Conforme a disposição dos componentes adoptada, as pistas serão geradas automaticamente, resultando num layout preliminar. Este layout pode ser alterado, de modo a se organi­zarem as pistas da forma mais adequada, mudar os “ângulos” utilizados, etc. Para desfazer o roteamento sem perder o posicionamento utilize o menu Edit e o comando Ripup ou o ícone (Ripup) da barra de ferramentas (ver figura) e clique sobre os segmentos das pistas que pretende alterar.

Como resultado teremos estas pistas ainda não “roteadas”, ou seja, agora podemos utilizar o comando “Move” e deslocar o que for necessário.
Vá a “Tools”>> “Auto” e refaça as pistas novamente. O resultado destas alterações pode ser visto na imagem seguinte.

Nota: Todas as alterações feitas no esquema serão aplicadas automaticamente na placa. No caso da inclusão de novos componentes no esquema serão estes colocados fora da área da placa para serem posteriormente posicionados por nós no seu interior.

Um exemplo: Dimmer light – Ligar os componentes

Seleccione primeiro o comando “Wire” na barra de ferramentas e conforme o nosso esquema inicial comece a interligar os componentes.Com um clique do rato num dos terminais inicia-se a linha e com dois cliques no outro terminal (ou Esc) conclui-se a ligação.Observe que ao seleccionar o comando “Wire” surgem algumas opções de configuração na parte superior da janela do Eagle. Com estas opções podemos ajustar os parâmetros das linhas que iremos desenhar. Podemos alterar os “formatos” das linhas (ângulo recto, 45 graus, curvas e espessura da linha).



Continue a desenhar as linhas de interligação entre os componentes até completar o circuito. Finalize-o colocando os nós eléctricos utilizando o comando “Junction”.




Para terminar, faça a verificação do esquema utilizando o comando “Erc” e corrija os eventuais erros apontados.

Certifique-se de ter gravado o esquema com o nome Dimmer e vamos passar para a criação da PCI.

Um exemplo: Dimmer light – Inserir os componentes

Exemplo do projecto de um regulador de intensidade luminosa.
Com o esquema, começamos por dimensionar o tipo de componentes a utilizar e quais efectivamente serão montados na PCI.
A tensão de 230 V liga entre os pontos 1 e 4.
A lâmpada liga entre os pontos 2 e 3.



Eventual lista de componentes poderia ser:

1 - Resistência fixa linear de 18K
1 - Potenciómetro de 470K
2 - Condensadores de 47nF/400V
1 - Diac de 32V
1 - Triac BT137

Para sabermos previamente as dimensões dos componentes que iremos utilizar, a partir dos seus valores, recorremos por exemplo a um catálogo geral de componentes (exemplo o catálogo da Farnell) ou compramos os componentes e medimos as suas dimensões.

Nas bibliotecas do programa, nem sempre existem os componentes com as dimensões exactas, tendo por isso de se escolher os que têm valores mais aproximados. Se um dado componente que é necessário não se encontra em nenhuma biblioteca, poder-se-á criar uma nova biblioteca de componentes.
Podemos iniciar o desenho do esquema eléctrico no Eagle, para posterior geração da PCI. É de notar que o potenciómetro não será montado directamente na PCI.
No caso da alimentação da rede por exemplo, deve ser prevista a sua ligação eléctrica com a placa, colocando-se ilhas específicas onde serão soldados os fios. A mesma coisa deve ser feita com a carga (lâmpada), onde deverão ser usadas duas ilhas para a ligação através de fios.
Temos que considerar a possibilidade de montar um dissipador de calor no triac, caso a potência da carga a controlar seja grande.
Seleccione o projecto gravado anteriormente no Eagle (Dimmer) e crie um novo esquema. Execute o comando “Add”.
Localize e abra a biblioteca “rcl”. Seleccione a resistência “R-EU_0207/12” e clique em OK. Posicione a resistência no esquema clicando uma vez com o botão esquerdo do rato. Para fazer a rotação do componente de 90o antes de posicioná-lo utilize o botão direito do rato. Pressione a tecla ESC para finalizar a colocação da resistência e voltar para a selecção de bibliotecas.
Utilizando os comandos “Name” e “Value” altere os nomes e valores dos componentes.
Com o comando “Smash” (clique em Smash e em seguida use Move) podemos deslocar os nomes e valores dos componentes para posições mais adequadas no desenho.

Ainda na biblioteca “rcl” selecciona o condensador C-EU150-054 x 183 e clica em OK.

Coloca os dois condensadores no esquema.

Se pretender mover um componente use o comando “Move”.
Deve utilizar o comando “Rotate” se pretender rodar um componente e o comando “Delete” se pretender apagá-lo.

Feche a biblioteca “rcl”, abra a biblioteca “triac” e seleccione o diac GT32. Coloque o componente no esquema. Na mesma biblioteca seleccione o triac TIC225S e coloque-o no esquema.

Ainda necessitamos de colocar as ilhas para a soldagem dos fios do potenciómetro, alimentação da rede e receptor. Feche a biblioteca “triac”, abra a biblioteca “wirepad” e escolha a ilha desejada conforme o seu diâmetro externo e o diâmetro do furo de solda. Neste exemplo utilizaremos a ilha de 2,54/1,0.

Pressione a tecla ESC para finalizar a colocação das ilhas e feche a biblioteca “wirepad”.