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© raf/sev V1.0 0805© raf/sev V1.0 0305 Teil 4 EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Erstellen von Bibliotheken Referenzen: EAGLE Kurzdokumentation, Handbuch,

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2 © raf/sev V © raf/sev V Teil 4 EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Erstellen von Bibliotheken Referenzen: EAGLE Kurzdokumentation, Handbuch, Tutorial

3 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Vorbemerkung 1 Das Erstellen eines neuen Bauteils ist für den Einsteiger eine große Hürde, da wegen der nicht immer Windows-konformen Arbeitsweise manche Dinge nicht in der Art und Weise funktionieren, wie man es gewohnt ist. Hat man jedoch einmal den Sprung ins kalte Wasser riskiert, dann stellt man fest, dass es doch nicht so schwierig ist, wie zuerst vermutet. Trotzdem wird dringend geraten, sich das Handbuch ab Seite 163 und auch das Tutorial ab Seite 64 durchzulesen. Weiters wird empfohlen, andere Bibliotheken zu öffnen und sich mit ihren Besonderheiten vertraut zu machen und Ideen zu übernehmen. Diese Folien zeigen, wie man effizient vorgehen kann. Sie sind aus der Praxis entstanden und sollen helfen, Fehler zu vermeiden. Sie zeigen aber auch manche Arbeitsweise abweichend von Handbuch und Tutorial, denn Einiges wird in der Schule anders benötigt, bzw. ist nicht sinnvoll zu einzusetzen oder fertigbar. 2

4 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Vorbemerkung 2 In den Folien werden unterschiedliche Vorgangsweisen und auch Bauteile gezeigt. Der Benutzer muss selbst entscheiden, welche Art der Bauteilerstellung für ihn die schnellste, bequemste und am wenigsten fehleranfällige ist. Im ersten Moment erscheint die Fülle von Informationen erdrückend zu sein. Da aber versucht wird, Schritt für Schritt den Arbeitsablauf zu erklären, können bestimmte Details nicht ausgelassen werden. Wie gesagt: Hat man die Hemmschwelle einmal überschritten, dann macht das Anlegen von neuen Bauteilen durchaus Spaß. 3

5 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 4 Übersicht Kapitel 1 Wörterbuch – Bibliothek 1 Wörterbuch – Bibliothek 2 Aller Anfang ist … Warum das Rad neu erfinden? Click, Drag ‘n Drop Speichern Der etwas härtere Weg, dafür selbst gemacht Der etwas härtere Weg… das Symbol Pin-Namen Beschriftung Change Visible Ende Kapitel 1

6 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger  Symbol … (genormtes) Schaltzeichen  Package … Gehäuse-Form, mechanische Details  Device … Verbindung von Package(s) mit Symbol(en)  Footprint … Aussehen der Lötaugen bzw. Löt-Pads bei SMD  Connect … Verbinden des Footprint mit dem Symbol  Technology … innerer Aufbau eines Bauteils, z.B. Bipolar, CMOS, usw. wird nur in den mitgelieferten Bibliotheken benutzt, hat KEINE Bedeutung im Schulbereich  Variant … Ausführungsvariante eines Bauteils, z.B. Stiftleiste bedrahtet oder SMD. Wird beim Zeichnen bzw. Layouten eines Projektes verwendet: Siehe „Change Package“-Befehl. WICHTIG: Alle Varianten haben identische Pin-Zahl, die Belegung kann – abhängig vom Gehäuse - unterschiedlich sein!  Pin-Name + + fortlaufende Zahl … wird verwendet, wenn z.B. mehrere Masse- und/oder Versorgungs-Anschlüsse in einem Bauteilgehäuse vorkommen. Der wird nicht angezeigt. Kleines Eagle-Wörterbuch – Bibliothek 1

7 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger  TQFP … Thin Quad Flat Pack (dünnes quadratisches Flachgehäuse), die nachfolgende Zahl gibt die Anzahl der Pins an. Thin bedeutet geringe Gehäusedicke Kleines Eagle-Wörterbuch – Bibliothek 2

8 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger So beginnt‘s …

9 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Warum das Rad neu erfinden? Hinweis: nach Möglichkeit NIE die mitgelieferten Bibliotheken verändern, sondern diese als BASIS für die eigenen benutzen! Erzeugen einer eigenen Bibliothek aus verschiedenen, schon vorhandenen (mitgeliefert oder aus dem Downloadbereich von CadSoft) Vorteil: Es werden nur die benötigten Bauteile ausgewählt, keine Gefahr des unbeabsichtigten Überschreibens bei einem Versionswechsel, problemloses Anpassen an eigene Bedingungen (Fertigungs- parameter, Beschriftung, Pads, Bohrungen, Layer, …) Nachteil: Sorgfältige Pflege notwendig, mit genauem Ausfüllen des Änderungsdienstes (= Description) jedoch leicht beherrschbar! 8

10 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Warum das Rad neu erfinden? 9 Damit Quell- Bibliotheken aktivieren Neue Bibliothek anlegen Grüner Punkt = aktiv

11 © raf/sev V Click, Drag ‘n Drop EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Quelle (Control-Panel)Ziel (eigene, neue Bibliothek) Bauteil wählen Mit gedrückter linker Maustaste in das Ziel ziehen, absetzen Tipp: Arbeitserleichterung: Fenster nebeneinander anordnen! 10

12 © raf/sev V Speichern EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 11 Namen vergeben Speichern

13 © raf/sev V Der etwas härtere Weg, dafür selbst gemacht 12 EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Einen eigenen, noch nicht vorhandenen Bauteil anlegen: Datenblatt mit allen elektrischen und mechanischen Informationen besorgen, ausdrucken Für Symbol notwendig Für Package (Standardgehäuse) notwendig Für Package (Variantengehäuse) notwendig Symbol(e) und Package zusammengeführt ergeben das Device

14 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Der etwas härtere Weg … Symbol zeichnen Wire mil Strichbreite Layer Symbol- Umrandung zeichnen CadSoft empfiehlt Raster 100mil, wir lassen den Standardraster 25mil unverändert – vereinfacht das Zeichnen und Beschriften

15 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Der etwas härtere Weg … Pins & Zusätze Mit den Grafik-Tools zeichnen (Wire, Circle, …) Pin Pin Länge „0“ (= Point) UNBEDINGT vermeiden! Unsichtbar bei Kontrolle mit „Show“ Größe und Position INTERN festgelegt, keine Veränderung möglich! Pin-Länge „Short“, Platz sparend beim Schaltung zeichnen Anmerkung: Die Pin-Funktion, sowie der Swap-Level können direkt beim Setzen des Pins vergeben werden. Weitere Details in der Hilfe – „Change“.

16 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Der etwas härtere Weg … Funktionen zuweisen Change z.B. „In“ Direction Hinweis: Pins ohne Funktion werden auf „NC“ gesetzt, weitere Infos in der Hilfe – „Change“ Jeden Pin EINZELN anklicken Andere Möglichkeit: zuerst alle Pins setzen, dann Ändern der Eigenschaften

17 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Der etwas härtere Weg … Pin-Namen vergeben Jeden Pin EINZELN anklicken Eigener, sinnvoller Name, erleichtert das Verbinden im Device („Connect“) Vorgabe

18 © raf/sev V Der etwas härtere Weg … Change Visible 17 EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Empfohlen, alternativ „Pad“ Voreinstellung Jeden Pin EINZELN anklicken Tipp: Kann jederzeit nachträglich wieder geändert werden

19 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Der etwas härtere Weg … Beschriften des Symbols 1 Jeden Pin beschriften, auf den richtigen Layer achten! Mit dieser Methode ist man von den nichtveränderbaren Vorgaben – Größe und Position – unabhängig

20 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Auf richtigen Layer achten! Der etwas härtere Weg … Beschriften des Symbols 2 Schlüsselwort Denselben Vorgang für VALUE wiederholen (kann entfallen, wenn der Wert vorgegeben) Steuerzeichen

21 © raf/sev V Es gibt nun 2 Möglichkeiten: 1.Selbst zeichnen oder 2.aus einer anderen Bibliothek kopieren 3.Symbol aufrufen, dann, 4.Eigene Bibliothek öffnen, neues Symbol anlegen und 5.dann EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Der etwas härtere Weg … Versorgungsspannung Symbol-Dialog öffnen und Namen eingeben Ab Punkt 2. geht es schneller, wenn man es zum ersten Mal macht Tipp:

22 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 21 Der Trick mit dem Klammeraffen - 1 Bei vielen (SMD-)Gehäusen für Leistungshalbleiter kommt man mit je einem Pin für Versorgung und Ausgang nicht aus. Daher liegen mehrere Pins auf dem gleichen Potential. EAGLE lässt pro Anschluss nur EINEN Namen zu. Um diese Einschränkung zu umgehen, gibt es den „Trick mit dem Klammeraffen“ Daher:

23 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Tipp: Vergibt man gleich beim ersten Pin und kopiert den Pin, dann wird automatisch hochgezählt! Ergebnis, in Print eingefügt, teilgeroutet Der Trick mit dem Klammeraffen - 2 Airwire (Layer 19)

24 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Ende Kapitel 1 Gibt es Fragen?

25 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 24 Übersicht Kapitel 2 Ein Chip wird verpackt – Package - Version 1 – Package - Version 2 – Package - Version 3 Ein Chip wird verpackt – Package Was ist eine Gehäuse-Variante? Multi-Gehäuse Der Klammeraffen-Trick SIEHE SEITE 3!!!!!!!!! Die Geister, die ich rief … Ende Kapitel 2

26 © raf/sev V Der einfachere Weg: Aus einer Quellbibliothek, die erprobte Bauteile besitzt, mit das Package zwischenspeichern, in der Zielbibliothek ein neues Package anlegen und danach mit in der neuen (Ziel-)Bibliothek einfügen EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 25 Ein Chip wird verpackt – Package-Version 1 Tipp: Bei „Cut“ den Cursor an den Mittelpunkt = Koordinate 0/0 des Quell-Packages setzen, erleichtert den Paste-Vorgang!

27 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 26 Ein Chip wird verpackt – Package-Version 1 Vor dem AbsetzenNach dem Absetzen Koordinate 0/0 Je nach Anforderung an die Fertigungstechnik kann mit dem „Change“- Befehl z.B. das Aussehen („Shape“) oder der Bohrdurchmesser verändert werden, jedes Pad muss zur Veränderung extra angeklickt werden. Für Varianten – z.B. SMD-Gehäuse – sind die Arbeitsschritte die Gleichen! SMD-Variante

28 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 27 Ein Chip wird verpackt – Package-Version 2 Andere Möglichkeit: der COPY-Befehl kann auch dazu verwendet werden, ein Package aus einer anderen Bibliothek in die eigene zu kopieren. Wie man dazu vorgeht, zeigen die folgenden Bilder: In der Quell-Bibliothek das gewünschte Package suchen Mit Cursor markieren und mit Strg+C zwischenspeichern auswählen

29 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 28 Ein Chip wird verpackt – Package-Version 2 Befehl „copy“ und 1 Leerzeichen in die Kommandozeile eingeben, danach zwischengespeicherten Package-Namen mit „Strg+V“ einfügen, und Quell-Bibliotheksnamen eingeben, danach „enter“ Fertig! Strg+Veingeben Enter,

30 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 29 Eine heimtückische Falle In den mitgelieferten Bibliotheken ist der Pad-Durchmesser auf den Wert „auto“ voreingestellt. Damit leitet EAGLE den Fertigungsdurchmesser von den Einstellungen des DRC ab. Je nach den Einstellungen des DRC - Restringbreite -führt das zu Leiterplatten, bei denen Teile des Pads weggeätzt oder weggebohrt werden. Aber auch Schlüsse können auftreten! Lötfehler und Leiterbahnrisse sind die Folge!

31 © raf/sev V Der DRC in der Schule ist so eingestellt, dass Probleme weitgehend vermieden werden. Anmerkung: Auch die Vorgabe eines Pad-Durchmessers wird von den Einstellungen des DRC überschrieben. Sie bleiben NUR erhalten, wenn die Einstellungen des DRC - Restring kleiner wären! Die Einstellung betrifft alle Pads und kann nicht verhindert werden! Daher UNBEDINGT mit einer Test-Leiterplatte die Einstellungen des DRC überprüfen! EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Schul-Einstellungen des DRC

32 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 31 Ein Chip wird verpackt – Package-Version 3 Der ganz harte Weg: Es ist nicht möglich, ein Package aus einer anderen Bibliothek zu kopieren, weil es einfach (noch) nicht vorhanden ist. Dieser Fall tritt dann ein, wenn es sich um außergewöhnliche oder ganz neue Bauteile handelt. Daher braucht man das Datenblatt. Achtung: moderne SMD-Chips haben meist metrische Maße! In den folgenden Folien wird die Konstruktion eines (noch) nicht genormten TQFP100 gezeigt (Quelle: MAXIM)

33 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 32 Ein Chip wird verpackt – Package-Version 3 Im ersten Schritt werden die Maße und das Aussehen der SMD-Pads festgelegt Voreingestellte Pad- Größen, können jederzeit durch eigene ersetzt werden (markieren & überschreiben) Verrundung der Ecken des Pads: Beispiele siehe nächste Folie Rotationswinkel des Pads: 0…359,9 Grad Wichtig: EAGLE akzeptiert NUR den Dezimalpunkt!

34 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 33 Ein Chip wird verpackt – Package-Version 3 Rechteckiges Pad, abgesetzt mit dem angegebenen Winkel Tipp: Rotieren mit rechter Maustaste in 90 Grad- Schritten Quadratisches Pad, mit 100% Roundness = Kreis Rechteckiges Pad, mit 100% Roundness = 2 Halbkreise an den Enden Standard Willkürlich gewählter Winkel

35 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 34 Ein Chip wird verpackt – Package-Version 3 Beispiel: TQFP100 Raster umstellen Begrenzungs-Hilfslinie für die Pads, wird nach Fertigstellen gelöscht Tipp: Symmetrieachsen einzeichnen, werden nach Fertigstellen gelöscht Pin 1 Kennzeichnung Wichtig: Ansicht von OBEN = Top View Gehäuse-Umrisse lt. Datenblatt

36 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 35 Ein Chip wird verpackt – Package-Version 3 In die Kommandozeile wird eine vom Standard abweichende Padgröße eingegeben, ‘1‘ startet die fortlaufende Nummerierung ohne „P$“ Mit „Paste“ einfügen, mit rechter Maustaste rotieren Pads fortlaufend am Raster absetzen Ist die erste Reihe komplett, & zwischenspeichern Wichtig: Zählrichtung beachten! Mit die restlichen Pads einfügen

37 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 36 Ein Chip wird verpackt – Package-Version 3 Fertig! Die Anschlussbeine werden am tDocu- Layer (51) als Rechtecke gezeichnet, anschließend wieder:,, Hilfslinien entfernen, Name und Value auf den richtigen Layern zufügen, speichern: Fertigstellen des neuen Package mit folgenden Schritten: Vertrauen ist gut, Kontrolle besser: Package in ein Dummy-Layout laden, ausdrucken und den Bauteil zur Kontrolle auflegen Tipp:

38 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Ende Kapitel 2 Gibt es Fragen?

39 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 38 Fast wie beim Auto: Die Hochzeit Mit den nachfolgenden Schritten wird gezeigt, wie aus den Einzelteilen Symbol und Package ein Device zusammengebaut wird. Neues Device anlegen, mit „OK“ bestätigen Da es sich um einen 4-fach- OPV handelt, 4 mal „adden“ Das Symbol ist allerdings etwas groß geraten, daher wird es im Symbol-Editor „zurechtgestutzt“. Die Änderung wird im Device automatisch übernommen.

40 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 39 Ein Device entsteht In der Schaltung wird mit jedem Mausklick ein weiteres „Gate“ eingefügt „0“ bedeutet, dass KEIN Austausch der Anschlüsse möglich ist. Dies ist mit anderen Werten als „0“ möglich. Wichtig bei Digital- Bausteinen, z.B. Gattern

41 © raf/sev V „Request“ bedeutet, dass NUR auf Anforderung („INVOKE“) die Anschlüsse in die Schaltung geholt werden EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 40 … noch den Strom anschließen Hinweis: Mit dem „Change“-Befehl können verschiedene Einstellungen geändert werden, siehe dazu die Hilfe – „Change“ Das fertige Device, aber noch ohne Gehäuse!

42 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 41 Gehäuse zufügen und verbinden („Connect“) Mit “OK“ bestätigen Das „!“ bedeutet, dass Pins und Pads noch nicht verbunden sind Das Datenblatt wird für die richtige Anschluss-Reihenfolge benötigt!

43 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 42 Verbindungsherstellung Pin - Pad Bei einem Irrtum kann die Verbindung wieder rückgängig gemacht werden Bauteil fertig verbunden Nach Pad-Nummer aufsteigend sortieren Tipp:

44 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 43 Gehäuse-Variante(n) Da die Variante eine identische Pin-Belegung hat, kann man „Übernehmen von“ wählen und mit „OK“ bestätigen. Damit ist auch die Variante angeschlossen. Variantenname ‘‘ durch Package- Namen ersetzen Grünes Häkchen: alles OK Beim Einfügen in die Schaltung bekommt jeder OPV „IC“ zugefügt: IC1A, IC1B …

45 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 44 Beschreibung des Device editieren Startfenster UNBEDINGT ausfüllen, da im ADD-Dialog „Search“ auch die Beschreibung nach dem Suchbegriff durchsucht wird! So wird der Text ein- gegeben, die Funktion der Steuerzeichen in „ “ findet man in der Hilfe unter „Rich Text“ So erscheint der Text im Beschreibungsfeld Hier klicken

46 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 45 Beschreibung der Bibliothek editieren Zur Demonstration wurden einige Funktionen des „Richt Text“ angewendet Zum Schluss: Bibliothek speichern und Testen

47 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 46 Die Geister, die ich rief … 1 Was tun, wenn in einem Bauteil der „Wurm“ drin ist? Zur Erinnerung: Ein Bibliotheksbauteil = DEVICE besteht aus SYMBOL + PACKAGE, daher muss das Device gelöscht werden. Sonst gibt es eine Fehlermeldung! Das gilt auch Symbol(e) und Packages

48 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 47 Die Geister, die ich rief … 2 Hinweis: Symbol und Package(s) bleiben erhalten, sie könnten ja noch von anderen Devices verwendet werden Sicherheitsabfrage: Ergebnis: Danach kann eine neue – richtige - Version angelegt werden Anschließend: Bibliothek speichern und Testen

49 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger 48 Übersicht Kapitel 2

50 © raf/sev V EAGLE für fortgeschrittene Einsteiger Ende Kapitel 3 Gibt es Fragen?

51 © raf/sev V Mit besonderem Dank an: Alexander Sevelda, Leopold Wayßmaier, Helmut Weiss, Albert Rafetseder Marion Schiemer, sowie Schülern verschiedener Klassen für die konstruktive Kritik und Mitarbeit!

52 © raf/sev V Danke für die Aufmerksamkeit


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