Comment concevoir des circuits et créer un PCB à l'aide d'Autodesk EAGLE : 9 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Il existe de nombreux types de logiciels de CAO (conception assistée par ordinateur) qui peuvent vous aider à concevoir et à fabriquer des PCB (cartes de circuits imprimés), le seul problème est que la plupart d'entre eux n'expliquent pas vraiment comment les utiliser et ce qu'ils peuvent faire.

J'ai utilisé de nombreux types de CAO dans le passé et je dois admettre qu'EAGLE est de loin le meilleur, le plus puissant et le plus facile à utiliser. Je ne dis pas seulement cela parce qu'il appartient à Autodesk, tout comme Instructables. Je crois vraiment que c'est la meilleure option pour les débutants et les professionnels. (De plus, si vous êtes étudiant, vous pouvez l'obtenir gratuitement pendant trois ans !)

Dans ce Instructable, je vais vous apprendre, étape par étape, comment installer EAGLE, comment concevoir un circuit et utiliser la liste des pièces, puis le convertir en PCB.

Étape 1: Installation d'EAGLE

La première étape de la création de votre PCB est… surprise surprise, en téléchargeant le logiciel pour le faire. EAGLE est pris en charge sur la plupart des systèmes d'exploitation et peut être facilement obtenu sur le site Web d'Autodesk.

1. Tout d'abord, accédez à https://www.autodesk.com/products/eagle/overview et cliquez sur le bouton « s'abonner » au milieu de la page; il vous demandera ensuite de sélectionner le plan que vous souhaitez. 2. Maintenant, il vous invitera à vous connecter ou à créer un compte. 3. Vous aurez la possibilité de payer, de sélectionner le système d'exploitation que vous souhaitez et la version. Le produit sera alors téléchargé. Pour installer, suivez les instructions de l'assistant d'installation.

Étape 2: Commencer

Le moment est arrivé, vous pouvez maintenant l'ouvrir pour la première fois ! Une fois que vous l'avez ouvert et connecté, vous serez accueilli avec le panneau de contrôle. C'est ici que vous pouvez trouver vos conceptions et modèles, et voir les nouvelles informations de mise à jour.

Pour créer un nouveau schéma:

1. Cliquez sur "Fichier" en haut de la page, puis allez dans "Nouveau" > "Schéma". Cela fera apparaître une nouvelle fenêtre dans laquelle vous pourrez commencer à faire notre schéma.

2. Commencez par installer les bibliothèques des pièces que vous souhaitez utiliser. Pour ce faire, cliquez sur "Ajouter une pièce" dans la barre latérale. Cela fera apparaître une autre fenêtre dans laquelle vous pouvez sélectionner les pièces à ajouter et à utiliser. Vous devrez télécharger les bibliothèques de pièces.

3. Pour ce faire, cliquez sur "Ouvrir le gestionnaire de bibliothèque" dans le coin inférieur gauche. Vous verrez une autre fenêtre; cliquez sur "Disponible" au milieu à droite. Cela vous montrera toutes les bibliothèques de pièces possibles qu'EAGLE a à offrir. Vous pouvez choisir ceux que vous souhaitez télécharger, mais je vous recommande de les utiliser tous.

4. Après avoir mis en surbrillance ceux que vous souhaitez, cliquez sur "Utiliser" dans le coin inférieur droit de la fenêtre. Cela commencera à télécharger toutes les bibliothèques de pièces que vous avez sélectionnées. Cela peut prendre un certain temps, alors ce serait le bon moment pour prendre une collation et vous préparer à commencer à créer votre schéma et votre tableau. Une fois toutes les bibliothèques téléchargées, vous pouvez fermer la fenêtre "Gestionnaire de bibliothèques".

Étape 3: Création de votre schéma

1. Commencez votre schéma en recherchant les pièces que vous voulez dans la fenêtre "Ajouter une pièce" est déjà ouverte (ou sélectionnez-la dans la barre latérale). Une fois que vous avez trouvé la pièce, double-cliquez dessus et elle vous ramènera à votre schéma.

2. Pour placer la pièce, cliquez sur l'endroit où vous voulez qu'elle aille. Une fois que vous avez disposé toutes vos pièces, sélectionnez "Net" dans la barre latérale pour tracer les connexions entre les pièces afin de savoir où tracer les traces (les fils de cuivre à l'intérieur du PCB).

3. Pour dessiner les traces, sélectionnez "Net" et passez votre souris sur la broche de la partie que vous souhaitez connecter. Lorsqu'un cercle vert apparaît, cliquez dessus puis cliquez sur la broche à laquelle vous souhaitez le connecter.

Pour supprimer une pièce, sélectionnez "Supprimer" dans la barre latérale et cliquez au centre de la pièce que vous souhaitez supprimer.

Pour déplacer une pièce, sélectionnez "Déplacer" dans la barre latérale et cliquez sur le centre de la pièce que vous souhaitez déplacer, cela la fera virer au rouge vif. Déplacez-le où vous voulez et cliquez à nouveau pour le placer.

Pour faire pivoter une pièce, sélectionnez "Rotation" dans la barre latérale et cliquez sur le centre de la pièce pour la faire pivoter de 90º dans le sens des aiguilles d'une montre.

Pour créer des connexions GND (Ground) ou VCC (Voltage at the Common Collector), allez dans le menu "Ajouter" et recherchez VCC ou GND.

Vous pouvez également ajouter des annotations, des formes et du texte en cliquant sur ces fonctionnalités dans la barre latérale.

Il y a tellement d'autres façons de manipuler vos pièces et votre conception que je ne les aborderai même pas dans ce didacticiel de base. Consultez-les sous "modifier" en haut de votre écran. Je recommande de jouer avec eux même si vous ne savez pas ce qu'ils font.

Amusez-vous à créer votre schéma et amusez-vous avec les différents outils proposés par EAGLE.

Étape 4: Disposition des composants de votre PCB

Le moment est venu de créer votre planche !

1. Une fois que vous avez créé votre schéma avec succès, enregistrez-le, puis appuyez sur le bouton "Générer/passer à la carte" en haut à gauche de l'interface ou sous "Fichier" en haut de la page. Cela fera apparaître une nouvelle fenêtre avec un fond noir et toutes vos pièces alignées dedans.

2. Si vous souhaitez modifier la forme de la planche sur laquelle vous disposez vos pièces par défaut, cliquez sur "Couche" dans le coin supérieur gauche de l'interface et remplacez-la par "Dimension". Cela signifie que vous modifiez maintenant les dimensions de la planche elle-même.

Pour les modifier, soit cliquez sur l'un des coins du rectangle préexistant et faites-le glisser à la taille que vous voulez, ou allez sur "Dessiner" en haut de la page et sélectionnez le type de planche de forme que vous voulez (rectangle, polygone, cercle, etc.).

3. Maintenant que vous avez créé une carte appropriée, il est temps de commencer à disposer vos composants. Cliquez sur le composant que vous souhaitez placer et faites-le glisser à l'endroit souhaité sur la carte. Pour changer de quel côté de la carte se trouve un composant, cliquez sur l'option "Miroir" dans la barre latérale et sélectionnez le ou les composants dont vous souhaitez échanger les côtés.

Pour faire pivoter un composant, utilisez la fonction "Rotation" de la barre latérale.

4. Une fois que toutes vos pièces ont été placées, il est temps de commencer à créer des traces. Ce sont des fils de cuivre qui vont créer des connexions électriques entre vos composants. Pour les ajouter, vous avez deux options: soit utiliser la fonction de routeur automatique d'EAGLE pour créer automatiquement des traces (si vous faites cela, passez à l'étape 7), soit les dessiner manuellement.

Étape 5: Création de vos propres traces

1. Pour créer vos tracés manuellement, commencez par calculer l'épaisseur que vous souhaitez qu'ils soient à l'aide d'un calculateur de largeur de tracé. J'utilise https://www.4pcb.com/trace-width-calculator.html (non sponsorisé), mais vous pouvez utiliser celui que vous aimez.

2. Une fois que vous avez déterminé l'épaisseur de trace que vous souhaitez, cliquez sur le menu déroulant "Calque" et sélectionnez le calque que vous souhaitez créer en premier. Sélectionnez la fonction "Route" dans la barre latérale. Pour que la trace ait l'épaisseur souhaitée, utilisez le paramètre "Largeur" en haut à gauche du bord de l'interface.

3. Créez la trace en sélectionnant la broche/jambe/pad que vous voulez comme début de votre trace. Le tracé doit apparaître sous la forme d'une ligne rouge s'étendant du début du tracé jusqu'à votre souris. De plus, vous devriez également voir des lignes jaunes s'étendre de la fin de la trace à une épingle/jambe/pad; ce sont les connexions électriques que vous avez conçues dans votre schéma.

4. Pour établir une connexion, cliquez sur la broche à laquelle vous souhaitez attacher votre trace. Si vous voulez que votre trace contourne quelque chose ou ait un coin, cliquez sur l'endroit où vous voulez que la trace tourne, puis déplacez votre souris là où vous voulez que le prochain coin ou la prochaine connexion soit. Continuez ainsi avec toutes vos connexions jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de lignes jaunes. Essayez de ne pas créer d'angles à 90º car ils sont difficiles à fabriquer; utilisez plutôt deux angles de 45º pour connecter les traces.

5. Si vous souhaitez vous connecter entre les couches, utilisez la fonction "Via" dans la barre latérale. Cela crée une connexion entre les couches supérieure et inférieure sous la forme d'un petit point.

6. Si vous souhaitez créer des trous pour le montage, utilisez la fonction "Hole" sur la barre latérale. Pour modifier la taille du trou, faites un clic droit dessus et sélectionnez "Propriétés" et modifiez les paramètres "Perçage" en conséquence.

Étape 6: Création d'un plan de sol et d'une sérigraphie

Il existe de nombreux styles/dispositions de PCB différents, pour les débutants. Je recommande l'une des deux suivantes: soit connecter tous vos composants directement avec des traces. Alternativement, créez toutes vos connexions à l'exception de celles qui se connectent à la terre, puis ayez le reste de la couche entièrement, ou principalement, un plan de masse en cuivre solide (cela crée toutes les connexions à la terre sans avoir plusieurs traces). Dans le diagramme ci-dessus, les lignes bleues sont les traces sur une couche et le rouge est la couche de cuivre solide (le plan de masse). Les traces bleues connectent toutes les connexions non mises à la terre et la couche rouge connecte toutes les connexions à la terre.

1. Sélectionnez le calque sur lequel vous souhaitez travailler à l'aide du paramètre "Calque" dans le coin supérieur gauche. Une fois que vous avez sélectionné le calque, utilisez la fonction "Polygone" dans la barre latérale et dessinez le contour du plan de masse de la forme que vous souhaitez.

2. Faites-en le plan de masse, après avoir fait toutes les autres traces que vous voulez, en cliquant sur "Ratsnest" dans la barre latérale. Le reste de la carte deviendra alors la région de cuivre solide. Pour modifier le jeu entre le plan de masse et les traces par défaut, ajustez le paramètre "Espacement" en haut à droite de l'interface.

3. Pour finir votre planche, vous pouvez ajouter une sérigraphie. Il s'agit d'une fine couche d'encre imprimée sur la surface du PCB pour montrer les orientations, les positions et les composants (ceux-ci sont faits pour vous automatiquement à moins qu'ils ne soient désactivés/supprimés.). Il peut également être utilisé à des fins décoratives.

4. Si vous souhaitez ajouter du texte ou des formes à la sérigraphie, modifiez le calque que vous modifiez à l'aide du paramètre "Calque" dans le coin supérieur gauche en "tPlace" ou "bPlace". Cela changera la sérigraphie sur les couches supérieure ou inférieure respectivement. Utilisez l'une des fonctions « Dessiner » dans la barre latérale pour créer le motif/conception de votre choix.

Si vous avez suivi les deux dernières étapes, n'hésitez pas à sauter l'étape 7.

Étape 7: Utilisation de l'Autorouter

Au lieu de dessiner manuellement toutes les traces, vous pouvez utiliser l'autorouteur. Cette fonction utilise un algorithme pour tracer les traces pour vous. Ceci est très utile si vous n'avez pas beaucoup de temps ou si vous ne pouvez pas vous embêter à le faire manuellement. Cependant, il faudra un peu de jeu avec les paramètres pour que cela fonctionne bien. Et, aussi bon que soit le routeur automatique d'EAGLE, il n'est toujours pas parfait et vous devrez toujours examiner et ajuster son travail.

1. Pour utiliser l'autorouteur, vous devrez d'abord indiquer au logiciel quelle largeur vous voulez que les différentes traces soient. Pour ce faire, revenez à la vue schématique et sélectionnez « Modifier » > « Classes réseau ». Cela fera apparaître une nouvelle fenêtre avec de nombreuses lignes différentes.

Dans le premier, modifiez le paramètre "Largeur" sur la largeur souhaitée d'une trace standard; il s'agit de la valeur par défaut et définira automatiquement toutes les traces sur cette largeur (vous pourrez les modifier ultérieurement).

2. Si vous souhaitez que certaines traces soient plus larges, allez à la ligne en dessous de la première et renommez-la (par exemple: Sol). Ensuite, vous pouvez modifier la largeur et d'autres paramètres comme vous le souhaitez. Répétez ces étapes pour chaque trace de taille différente que vous souhaitez sur votre tableau. Une fois que vous êtes satisfait de vos modifications, cliquez sur "OK" en bas à gauche.

3. Pour modifier différentes traces selon des paramètres de taille différents, sélectionnez la fonction « Info » dans la barre latérale et cliquez sur la trace que vous souhaitez modifier. Maintenant, cliquez sur le menu déroulant "Net Class" près du bas et sélectionnez l'option que vous souhaitez. Appuyez sur "OK" lorsque vous êtes satisfait.

4. Vous êtes maintenant prêt à exécuter le routeur automatique: revenez à la vue PCB et appuyez sur la fonction « routeur automatique » dans la barre latérale. Une nouvelle fenêtre apparaîtra avec tous les paramètres de l'autorouteur affichés. Pour un didacticiel de base, aucun de ces éléments n'est important, il vous suffit donc d'appuyer sur le bouton "Continuer" en bas, puis de cliquer sur "Démarrer". Le logiciel fera alors son travail. Cela peut prendre un certain temps, alors asseyez-vous et détendez-vous un peu.

Une fois qu'il a cessé d'apporter des modifications, cliquez sur "Terminer le travail" et examinez le PCB pour corriger les erreurs qu'il aurait pu commettre.

Étape 8: Exportation de Gerbers et de nomenclatures pour la fabrication

Vous avez enfin fini de concevoir votre PCB ! Donnez-vous une tape dans le dos pour tout le travail que vous avez fourni. Vous le méritez.

Bien que vous veniez de terminer la conception de notre schéma et de notre carte, le plaisir ne fait que commencer. Cette étape vous montre comment transformer votre idée et votre conception en réalité (c'est-à-dire créer un PCB physique).

1. Si vous souhaitez commander votre conception de PCB auprès d'un service professionnel, vous pouvez soit utiliser la fonction "Citation PCB" en haut à droite de l'interface. Cela vous mènera au service de fabrication de PCB d'Element14. Suivez les instructions sur leur site Web.

2. Si vous souhaitez le faire fabriquer par un autre fabricant, vous devrez exporter les fichiers Gerber (fichiers contenant les informations de votre conception de PCB). Pour ce faire, utilisez la fonction "processeur CAM" en haut à gauche de l'interface.

Une nouvelle fenêtre apparaît: cliquez sur "Charger le fichier de tâche" > "Tâches CAM locales" > "gerb274x-mill-drill.cam" dans le coin supérieur gauche de la fenêtre. Cochez la case à côté de la liste déroulante intitulée "Exporter au format ZIP".

Cliquez sur chaque calque de la barre latérale un à la fois et assurez-vous que "Miroir" sous "Style" n'est PAS sélectionné, c'est-à-dire: désélectionnez-le.

3. Une fois que vous avez terminé, vous pouvez cliquer sur "Traiter le travail" dans le coin inférieur gauche de la fenêtre. Une autre fenêtre s'ouvrira où vous pourrez enregistrer votre travail où vous le souhaitez.

Vous pouvez maintenant l'envoyer au service de fabrication de votre choix, commander les pièces et faire la soudure !

4. Alternativement, vous pouvez graver le PCB vous-même. Pour ce faire, je vous recommande l'article de Yeo Kheng Meng sur comment exporter une image pour cela: "https://yeokhengmeng.com/2016/03/eagle-file-to-diy-pcb-etching/" (non sponsorisé).

5. Pour créer une nomenclature (Bill Of Materials) pour commander les pièces, allez dans la vue schématique et utilisez la fonction "Run ULP" en haut à gauche de l'interface. Cela fera apparaître une nouvelle fenêtre, sélectionnez "BOM" et appuyez sur Entrée. Ajustez les paramètres selon vos préférences, puis enregistrez votre travail.

Étape 9: Conclusion

Félicitations, vous avez atteint la fin de l'Instructable ! Vous méritez une médaille. Je sais que c'était long, mais c'est tellement difficile de faire entrer autant de contenu dans un seul instructable.

J'espère que vous avez maintenant les connaissances et les compétences pour installer EAGLE, concevoir un schéma et le transformer en PCB. Bien que cet Instuctable ait pu sembler long et complexe, ce n'est en fait pas si difficile si vous le décomposez en étapes simples.

Si vous avez des conseils, des suggestions ou des questions, veuillez les laisser dans la section commentaires. Ceux-ci sont inestimables pour moi car cela m'aidera à améliorer mes derniers Instructables.

Si vous pensez que je mérite votre vote dans le concours PCB, veuillez le faire ci-dessous.

Je vous souhaite bonne chance et, comme toujours, amusez-vous bien !