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DesignSpark PCB从快速入门到实战应用(快速入门篇──闪烁灯电路)(上)

因为教学的缘故,常常要求学生必须把上课实习或是专题制作的电路以电路板的方式进行制作,万用电路板(俗称:洞洞板或万孔板)是制作电路板快速的方式,但笔者常常发现使用万用电路板有个先决条件,也就是学生的焊接与布线的基本功必须是很扎实的,否则万用电路板常常会因为焊点假焊、焊点或布线短路造成许多电路误动作或是烧毁的问题,更甚者如果使用快速线(或称OK线),若没有严格的自我要求常会造成布线的凌乱,导致电路异常除错的困难。毕竟电路不是自己做的,当学生请我协助除错的时候,若遇到专题制作电路复杂度甚高的状况,常常需要花大量时间去检查每一条电路布线,也因此笔者便开始要求学生把需要实作成型的电路以印刷电路板(PCB)进行设计与制作,学生也普遍反映在学会使用PCB的设计与制作流程与观念后,对于专题制作的良率与电路的美观有着很不错的表现,也大幅度减少了电路除错的难度。

为了教学的需要笔者寻找了网络许多可以免费下载使用的各种PCB设计制作的应用软件,其中RS的DesignSpark PCB是笔者发现可以快速让学生学会电路设计与PCB制作的一套软件,这套软件是DesignSpark整合系列软件的一部分,各功能版本(如:3D建模、电气系统设计等)彼此是可以相互连结的,可以说是相当方便,那接下来便以RS的DesignSpark PCB应用软件进行入门使用的介绍,透过简单的「非稳态振荡电路──闪烁灯」制作,一步一步带着大家快速学会使用这套软件。

作者 曾俊霖
时间 2至3小时
难度 简易
材料表

集成电路NE555:1枚
LED(直径10mm):1枚
电阻器100Ω 1/4W:1枚
电阻器1.5KΩ 1/4W:2枚
可变电阻器250KΩ(B型):1枚
电解电容器100uF / 25V:1枚
陶瓷电容器0.1uF:1枚
8Pins IC座 X1

 

下图是我们这次实作所采用的电路图,这是一个NE555非稳态震荡电路,电路的输出是透过一个晶体管开关电路控制LED的导通发光,从这个电路图当中的大多数的零组件都可以在默认的零件库取出使用,本次的实作将针对NE555与TIP121晶体管从RS的网络零件库当中下载取用。

1.电路绘制前的准备à建立工作文件夹

请先在WINDOWS桌面建立一个工作文件夹,在这里我们用NE555_TEST命名。接下来的我们所有的绘图档案的存取与网络零件库的存取都将会以NE555_TEST工作文件夹为主。

2.针对NE555与TIP121两个元件进行RS网络零件库的搜寻与下载

(1).请至以下超链结:https://www.rs-online.com/designspark/pcb-part-library

(2).请在Electronic Component中搜寻想要的电子零件。

(3).从搜寻到的零件库内容当中,找到适用于项目的零件封装外型种类,并且准备进行下载。

(4).请至MEMBER进行Free Download(请先完成账号登录的程序)。

(5).下载至工作文件夹(本次专案预设为桌面的NE555_TEST)

(6).至工作文件夹中将下载回来的零件库数据解压缩

(7).重复以上动作将TIP121晶体管的零件库数据下载至工作文件夹

3.执行DesignSpark PCB软件

4.建立新项目

File → New → Project (按OK) → 选定工作文件夹 → 项目命名为OSC_TEST (按存档)

3.建立电路符号绘图档案Schematic Design

File → New → Schematic Design (按OK)→ 选定工作文件夹 → 绘图档案命名为OSC_TEST (按存档)

5.在Schematic Design中取用零件

File → Libraries → 选择Schematic Symbols →名称命名为OSC_TEST (按New Lib) → 选定工作文件夹 → 新的零件库命名为OSC_TEST (按存档,并且确定增加档案) → Add File → 进入各层文件夹找到DesignSpark PCB文件夹并进入 → 选择 指定零件的 .dsl档 → 确认加入Schematic Symbols

6.请参考流程「5.」的动作,依序完成PCB Symbols与Components的新增档案工作,请记得New Lib名称设定为OSC_TEST。

7.请依照取用零件库流程「5.」至流程「6.」,将TIP121加入到Libraries中。

8.绘制电路图(取用NE555放置绘图画布当中)

9.请按照电路图绘制流程「8.」,将TIP121零件置入画布当中。

10.以右键点选零件,跳出选单,可以照选单的指示调整零件的绘制方向。

11.请参考电路图绘制流程「8.」至「10.」将所有其他相关零件放置在画布当中,请注意取用的零件库Lib可以选用DesignSpark,找到电阻、电容、可变电阻、接线端子台、LED与电源符号等,将这些零件放置在画布当中,并且适度调整位置与方向。

12.电路符号的联线(Add Schematic Connection)

请从零件的X端点按住鼠标左键拖曳,便可进行联线。

完成联线。

13.完成电路图所有联线(请参考电路图)

14.修改零件相关显示参数

鼠标右键点选零件→选择Properties

勾选是否显示相关参数

勾选并设定显示相关参数显示的内容

检视各零件链接的Nets状况

15.检查电路的连接状况

Tools → Schematic / PCB check

这个电路的检查的显示,除了会产生检查报告,显示相关连接的状态外,也会连结到PCB一起检查相关的修改与连接的状况,若Schematic绘图设计改变相关零件参数或连接的方式,则也会在PCB阶段一并连动修改。

这篇就先到这里告一个段落,下篇文章将会为各位朋友带来PCB设计以及相关功能的的教学。

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27 Sep 2019, 7:39