Por onde começo para o design de placas de circuito impresso do Arduino?

Procurando recursos sobre como começar a levar minhas criações para o próximo nível.

Onde estou:

• Sou um nerd de desenvolvedor de software com experiência limitada em design de hardware
• Confortável criação de material com as placas pré-fabricadas Arduino Duelimanove / Uno com tábuas de pão, caixas de projeto e muita fita e zíper

Para onde eu quero ir:

• Transforme uma solução de "breadboard" em um PCB personalizado, que não seja gueto
• Integrar chips Arduino / Netduino em projetos
• Sendo um cara de software, eu realmente não desejo criar PCBs à mão com o mais novo modelo de "design em computador e enviá-lo para você"
• Tenha designs feitos em quantidades muito pequenas (1 de cada vez, talvez 5 no máximo)

No meu google até agora, tentei procurar um fabricante de PCB terceirizado que pudesse ter um componente de modelo do Arduino que eu possa colocar em uma placa de PCB virtual e começar a brincar, mas não encontrei nada. Suponho que existem algumas medidas específicas que me permitiriam criar meu próprio componente, mas não faço ideia do que elas são chamadas para procurá-las.

Quaisquer recomendações aqui serão apreciadas em fornecedores, software, conceitos em que eu preciso me educar e coisas assim.

Qualquer que seja o pacote CAD que você use (eu uso o Eagle e as "limitações" nunca me causaram nenhum pesar até agora), o que você precisará é de arquivos gerber. No Eagle, você os gera usando o que é chamado de trabalho CAM (eu uso o do Sparkfun ). Aliás, o Tutorial Sparkfun Eagle também é muito bom para você começar se você seguir esse caminho, e também há um screencast aprovado do Adafruit . Você também pode obter os arquivos Eagle para as placas do Arduino diretamente no site (também para as placas mais antigas ).

Depois de ter os arquivos gerber, basta compactá-los e enviá-los para uma casa fabulosa. Para volumes baixos, o serviço de prototipagem de qualidade decente mais barato que encontrei é o DorkbotPDX para pequenas placas. Eu também usei o BatchPCB, mas os achei mais caros e com mais atraso.

Comecei a aprender um software de design de placas de circuito impresso e criei com sucesso um protótipo de placa de circuito impresso contendo dois Arduinos, RTC, EEPROM externo, módulo de RF e alguns outros componentes em uma única placa, dentro de duas semanas.

Foi assim que eu fiz:

Seleção do software de design de PCB - eu escolhi a Eagle porque:

• É grátis, mas com um tamanho limitado de placa (não é grande coisa para a maioria dos projetos de hobby)
• Suporte enorme da comunidade em comparação com outros softwares (porque é grátis)
• A maioria dos esquemas de hardware de código aberto e layouts de placas disponíveis no formato Eagle. Ex Sparkfun libera esquemas e layout de águia. Arduino disponível também.
• Aprender foi bem fácil.

Quais conceitos de eletrônica aprender: Como você mencionou, você é um cara de software, precisa fazer uma pequena leitura antes de começar a desenvolver projetos complexos. Isso é necessário e vai valer a pena.

• Reguladores de potência - Aqui você precisa aprender sobre reguladores lineares e reguladores de comutação. Qual usar e quando.
• Desacoplar capacitores e sua colocação correta em uma placa de circuito impresso.
• Diodos e suas utilizações - fixação de tensão, proteção contra polaridade reversa etc.
• Suba e desça.
• Capacitores de filtragem.
• Benefícios de ter um bom plano de terra. (Eu subestimei uma vez. Paguei o preço.)

Quais conceitos de software aprender: Obviamente, você precisa aprender a maioria para criar um PCB. Mas aqui destacarei alguns conceitos que você deve conhecer, mesmo que não seja necessário em seu primeiro projeto. Isso entrará em uso em algum momento, com certeza.

• Como criar um componente por conta própria.
• Como criar uma biblioteca personalizada.
• Copiando símbolos e pacotes de outras bibliotecas para sua biblioteca.
• Como usar ULPs. No eagle, existem ULPs para automatizar algumas tarefas. Não explorei muito, mas usei um que extrai todos os componentes de qualquer esquema e os despeja em uma biblioteca para que você possa usá-lo em diferentes projetos. Foi assim que consegui o Atmega328p. Como não consegui encontrá-lo nas bibliotecas padrão, extraí-o do esquema do Arduino.
• Como criar um logotipo - Você pode gostar de ter um logotipo personalizado em suas PCBs.

Parte da produção:

• Depois de concluir o layout esquemático e da placa, é necessário exportar os arquivos Gerber para serem enviados para as casas de produção. Ele contém todas as informações de forma numérica que podem ser entendidas por suas máquinas. A Eagle fará isso por você. Encontre isso na seção Processador de câmera. O Sparkfun fornece um arquivo de trabalho do Cam, mas não hesite em modificá-lo para atender às suas necessidades.
• Você precisa selecionar uma espessura de PCB e uma camada de cobre. Para baixa potência, PCB de 1-2 mm com 35 mícrons de cobre fará o trabalho facilmente. Você também pode especificar a cor da máscara se sua casa de produção permitir.
• A maioria das empresas de produção fornece prototipagem de PCBs. Isso é caro, mas não parece haver uma alternativa. Eles cobrarão mais se você quiser que seja entregue rapidamente. Certifique-se de conversar com 5 a 10 casas de produção antes de selecionar uma. Seus preços variam muito. No meu caso, um estava pedindo 10 vezes o preço cotado pelo outro. Sem brincadeiras.
• Seleção de componentes - Orifício de passagem ou smd? Ambos têm seus prós e contras. O SMD permitirá fazer placas compactas e limpas, mas elas são relativamente difíceis de soldar por conta própria. No entanto, se você selecionar pegadas relativamente maiores (aproximadamente 1206), não deve ser tão difícil. Para começar, eu sugiro através dos componentes do furo. Muito fácil de manusear.
• Verificando seu Gerbers: Antes de enviar os arquivos gerber para produção, você pode verificá-los usando os softwares disponíveis gratuitamente. Eu uso o GerberLogix.

Dica: Antes de enviar seu primeiro quadro para produção, publique o esquema e o layout do quadro no fórum para que você possa receber sugestões / opiniões de pessoas com experiência nesse campo.

Dê uma olhada no fritzing . Incorpora:

Captura esquemática

Crie esquemas apenas com o chip ardunio.

Construindo tábuas de pão para demonstração

O software permite criar imagens para mostrar às pessoas como conectar sua tábua de pão.

Construindo PCBs

Você pode construir PCBs em fritzing e, em seguida, eles podem ser enviados para fabricação por eles.

Se você usa o Eagle, pode carregar os arquivos do Arduino nele e criar seu próprio modelo - as placas foram projetadas usando o Eagle. Eu uso o software Pulsonix PCB e importei os arquivos para criar um modelo para esse programa. Você pode criar seus próprios escudos.

Há muito pouco a ganhar com a reutilização dos arquivos do Arduino, pois a construção básica é muito simples, portanto, não coloque muito valor nisso, é muito mais importante que você entenda o que está acontecendo e obtenha um bom pacote EDA. pode usar.

Se eu fosse você, começaria a procurar um clone simples como o "DC Boarduino", que é basicamente um Arduino, pois é simples o suficiente para entender um clone facilmente.

O truque com o "DC Boarduino" é deixar de fora o chip USB FTDI, o que é muito legal se você usar apenas a conexão USB durante o desenvolvimento, para poder comprar apenas um adaptador FTDI e reutilizá-lo em todas as placas do tipo Arduino , como este: http://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=19&products_id=284&zenid=42367bcc145ecc7da8c87d51db3b70be

Escreva a recomendação do pacote EDA: eu já usei o EAGLE antes, mas ele é realmente limitado e isso pode te incomodar quando você começa a construir coisas maiores, então eu posso recomendar pular o EAGLE e usar o Kicad em vez disso.

Normalmente, quando você encontra o EAGLE pela primeira vez, seu maior desafio será encontrar pegadas para as peças mais usadas, como - Resistores, Capacitores, Reguladores de tensão, etc.

Eu compilei uma pequena lista das bibliotecas de componentes mais usadas no Eagle, ele ajudará você a começar o design de PCB rapidamente.

http://www.elecrom.com/2009/10/09/eagle-library-list-of-most-commonly-used-electronics-components/

Espero que ajude.