Разделы: Технология

Одной из важнейших задач современного образования является развитие умений творческой деятельности учащихся и формирование их творческого мышления.

Большие возможности для развития творческой деятельности и творческих способностей школьников заложены в программе образовательной области "Технология". Развитию познавательной активности школьников способствует широко применяемый в образовательной области Технология" метод проектов, подразумевающий самостоятельную творческую работу учащихся, выполняемую под руководством учителя. Учителю необходимо разрабатывать такие виды творческой деятельности, результатом которой могут стать работы, конкурентноспособные на Всероссийской олимпиаде школьников по технологии, выставках и конкурсах научно-технической направленности.

Таким направлением проектной деятельности являются работы на основе компонентов современной электронной техники. Одним из этапов работы является разработка и изготовление печатных плат.

Цель данной работы: показать учащимся возможности современных систем проектирования печатных плат, попробовать свои силы и проявить интеллектуальный потенциал в создании новых объектов творческой деятельности.

Метод реализации: личностно ориентированное обучение в рамках подготовки к реализации технологического профиля обучения.

Cadsoft EAGLE - это комплексное средство для разработки печатных плат, начиная с создания принципиальной электрической схемы и заканчивая созданием печатной платы и её трассировкой. В программе реализованы три модуля: Программа включает в себя графический редактор схем (Schematic Editor), редактор печатных плат (Layout Editor), весьма гибкий и удобный редактор библиотек (Library Editor) и автотрассировщик (Autorouter). Кроме этого программа имеет довольно большую библиотеку, содержащую множество стандартных и достаточно распространённых электронных компонентов, например микроконтроллеры, таким образом, не нужно будет самому рисовать изображение компонента на схеме и создавать футпринт для печатной платы.

Разработка печатной платы состоит из нескольких этапов:

1. Создание электрической схемы соединений
2. Изображение очертаний платы (ее формы и размеров)
3. Расположение деталей на плате
4. Проведение соединений между выводами деталей (дорожек)

Рассмотрим эти действия.

Запускаем Eagle. Начнем с главного окна проектов.

Там древовидная структура.

Libraries - библиотеки компонентов. Тут много всего, но вот в рабочую среду их включать будем выборочно. Зеленая точка возле имени библиотеки означает, что она включена в среду и доступна в поиске/выборе элементов. Вручную все точки выключать не надо, достаточно из контекстного меню выбрать пункт Use None, а потом включить нужные выборочно.

Наиболее распространенные библиотеки:

74хх-eu.lbr	библиотека стандартной логики.
atmel.lbr	контроллеры AVR
con-berg.lbr	USB разъем.
crystal.lbr	всякие кварцы
diode.lbr	диоды
docu-dummu.lbr	примитивы основных элементов. Понадобятся для создания своих компонетов
holes.lbr	стандартные отверстия под крепеж.
ic-package.lbr	Просто некие микросхемы в корпусах.
jumpers.lbr	Разные джамперы.
microchip.lbr	Контроллеры PIC
pinhead.lbr	Штырьковые разьемы.
rcl.lbr	Тут все резисторы, конденсаторы и индуктивности.

Ввод схемы

Для ввода схемы исполльзуется Schematic Editor. Перед тем как начинать работать с проектом, необходимо чётко определиться, какие компоненты и в каких корпусах для этого необходимы.

Открываем Control Panel. Жмём File\New\Schematic. При этом откроется окно с будущей схемой.

Выбираем компоненты для нашей схемы, используя кнопку ADD. Выбрав компонент, нажатием левой кнопки мышки устанавливаем его на рабочее поле (лист). При желании компонент можно поворачивать по часовой стрелке на 90 градусов правой кнопкой мышки.
Расставляем компоненты в соответствии с нашими желаниями, используя кнопку MOVE (правая кнопка и здесь используется для поворота).

Соединяем выводы компонентов, используя кнопку WIRE. Правая кнопка мыши используется в этом случае для выбора угла изгиба линии соединения.
Дабы придать схеме законченный вид, каждому элементу присваиваем имя (напр., R1, DD3 и т.д.). Используем для этого кнопку NAME. В большинстве случаев программа расставляет имена автоматически, по мере установки компонентов на рабочее поле. Здесь необходимо обратить внимание на недопустимость ввода русских символов и пробелов. Кроме компонентов, имена можно присваивать и соединениям: это пригодится позднее, при трассировке платы.

Расставляем номиналы - в основном это касается пассивных элементов: резисторов, конденсаторов, катушек. Для этого предназначена кнопка VALUE.
Вот и всё, схема готова!

Теперь рассмотрим создание принципиальной схемы и печатной платы на конкретном примере. В качестве примера используем схему светодиодного светильника, который был представлен на заключительном этапе первого Московского фестиваля научно-технического творчества и молодежных инициатив.

Схема состоит из нескольких светодиодов и гасящих резисторов.

1) Определяемся с необходимыми деталями и библиотеками, в которых они находятся. Для данного проекта нам понадобятся следующие детали:

• 4 постоянных резистора;
• 10 светодиодов;
• 1 диод;
• 1 пара выводов для подпайки проводов;

Ищем по библиотекам выбранные компоненты. Диод MBR0520LT - в библиотеке diode.lbr. Светодиоды LED5MM находятся в led.lbr, постоянные резисторы - в rcl.lbr, пара выводов для подпайки проводов называется 22-23-2021 и расположена в con-molex.lbr.

При выборе компонентов следует сразу выбирать и его Package, т.к. при создании печатной платы из схемы его "упаковка" переносится автоматически (особенно это касается микросхем).

2) Проводим первый этап конфигурации проекта - выбираем сетку кнопкой GRID (по умолчанию её значение установлено 0.1 дюйма, шаг - в дюймах, изображение - линиями, а её видимость выключена).

Возможные варианты:

• Сетка может быть включена\выключена;
• Сетка может иметь вид линий\точек;
• Единицы проекта: милы, миллиметры, микроны, дюймы;

Значения сеток могут быть любыми, однако я рекомендую для рисования схем 0.05 дюйма. Следует особо выделить, что во всём проекте должны участвовать только сетки, кратные 0.1 дюйма (0.05, 0.025, 0.0125, 0.00625) - иначе могут возникнуть затруднения на любом этапе работы. На первых порах также рекомендую включить кнопкой DISPLAY все слои, а заодно установить сетку 0.05 дюйма и сделать её видимой.

3) Нажимая кнопку ADD, достаём и выкладываем на рабочем поле вышеперечисленные компоненты из вышеперечисленных библиотек. Приблизительно в таком порядке:

4) Остаётся только правильно соединить все элементы схемы. Нажимая на Wire, соединяем выводы компонентов.

После завершения соединений схемы получаем картинку, аналогичную изображённой на рисунке. Схема готова, теперь можно приступать к созданию чертежа печатной платы.

Создаём плату из схемы

Для создания платы используется Layout Editor

Мы имеем принципиальную схему "светильника".

Для начала работы с платой необходимо нажать кнопку переключения из Schematic в Layout:

После ее нажатия, EAGLE сообщает нам, что платы, соответствующей нашей схеме, нет. И при этом предлагает создать её из схемы. Отвечаем "Yes" и получаем вот такое окно:

С помощью команд рисования изобразим очертания платы.

Теперь расставим компоненты так, чтобы соединения между выводами деталей как можно меньше пересекались друг с другом.

И в завершение работы, соединим выводы деталей между собой с помощью соединительных линий - так называемых дорожек.

Для этого следует использовать кнопку:

Вот что получится в итоге: готовая плата.

Литература.

1. Технология: Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений / под редакцией В.Д. Симоненкою.-М.: Вентана-Граф, 2005.-288 с.
2. Технология: Учебник для учащихся 10 класса общеобразовательных учреждений / под редакцией В.Д. Симоненкою.-М.: Вентана-Граф, 2006.-288 с.
3. Богатырев А.Н. Электрорадиотехника: Учеб. Для 8-9 кл. общеобразовательных учреждений.-М.: Прсвещение, 1996. - 224 с.
4. Голубцов М.С. Микроконтроллеры AVR - от простого к сложному. М.: СОЛОН, 2004 г.

Cadsoft Eagle - это комплексное средство для разработки печатных плат , начиная с создания принципиальной электрической схемы и заканчивая созданием печатной платы и её трассировкой. Кроме этого, скачав программу, вы получите довольно большую библиотеку, содержащую множество стандартных и достаточно распространённых электронных компонентов.

Одним из основных достоинств данного пакета профессионалы выделяют полную синхронность изменений в проекте. К примеру, если вы изменили или удалили какой-либо компонент на схеме, это тут же отразится на рисунке платы. В таких программах, как ACCEL EDA, P-CAD и OrCAD необходимо постоянно контролировать весь проект, при малейших изменениях и на любом этапе работы. Кроме того, в EAGLE откат событий (UNDO) возможен на любое количество действий (такое не позволяет делать даже самый мощный на сегодняшний день CAD – ACCEL EDA).

EAGLE позволяет проектировать многослойные платы, содержащие до 16 слоёв и имеющие размеры до 4000x4000 мм при разрешающей способности 0,0001 мм. Систему единиц (дюймовую или метрическую) можно изменить на любой фазе работы с проектом без каких-либо потерь.

Программа включает в себя:
Schematic Module - модуль для создания принципиальных схем. Имеет удобный интерфейс, сетку для выравнивания компонентов и электрических линий, элементы для рисования на листе.
Layout Editor - редактор печатных плат. Позволяет размещать компоненты на будущей ПП, имеется проверка на наличие ошибок, вспомогательные линии для упрощения процесса ручной трассировки, средства для нанесения шелкографической маркировки на ПП.
Autorouter - модуль для автоматической трассировки печатных плат. Большое количество настроек позволяет повысить качество автотрассировки.
Library Editor - весьма гибкий и удобный редактор библиотек.

В стандартный комплект поставки входят также модули, проверяющие правильность подключения электрических цепей (ERC – Electrical Rule Check) и правильность расположения компонентов на плате (DRC – Design Rule Check). Причём две последних операции выглядят намного приятнее, чем в более продвинутых системах. Программа проверяет правильность дизайна и соединений так, что пользователь вообще не знает, что этим занимается какая-то посторонняя утилита. Следует отметить, что пользователю не приходится запускать для этого различные программные модули, как это сделано в P-CAD или ACCEL EDA - все переходы осуществляются внутри самой программы. Имеется также возможность заливки заданного пространства полигонами.

Информация о программе
Год выпуска: 2016
Сайт разработчика: cadsoftusa.com
ОС: Windows 7 / Windows 8 / 8.1 / 10
Язык интерфейса: Multilanguage / Русский
Лекарство / Medical: присутствует / is present (Portable - не требуется)
Размер:121.6 MB
Архив ZIP
Скачать: CadSoft Eagle 7.7.0 Ultimate + Portable (ML / RUS)

Использование специальных программ для черчения печатных плат поможет сэкономить время и силы, а также предоставит возможность в любой момент редактировать созданный проект. В этой статье мы разберем программу Eagle, разработанную известной многим компанией Autodesk. Данный софт предназначен для создания электрических схем и других подобных проектов. Давайте приступим к обзору.

Каждому проекту лучше всего присвоить свою новую библиотеку, в которой будут храниться все данные и используемые объекты. По умолчанию программа предлагает воспользоваться для работы несколькими заготовками разных типов схем, но подойдут они больше новичкам во время знакомства с Eagle, нежели пользователям, которым необходимо создать собственный чертеж.

Создание новой библиотеки не отнимет у вас много времени. Назовите папку, чтобы было проще потом ее найти, и выберите путь, где будут храниться все использованные файлы. Каталог состоит из графических обозначений, посадочных мест, как обычных, так 3D и компонентов. В каждом разделе сохраняются свои объекты.

Создание графического обозначения

В этом же окне нажмите на «Symbol» , чтобы создать новое графическое обозначение. Укажите имя и нажмите «ОК» , чтобы перейти в редактор для дальнейшей настройки. Вы также можете импортировать шаблоны из каталога. Они полностью доработаны и готовы к использованию, к каждому прилагается небольшое описание.

Работа в редакторе

Далее вы будете перенаправлены в редактор, где уже можно начинать создавать схему или графическое обозначение. Слева находится панель основных инструментов – текст, линия, круг и дополнительные элементы управления. После выбора одного из инструментов сверху отобразятся его настройки.

Рабочая область располагается на сетке, шаг которой не всегда удобен во время работы. Это не проблема, ведь его в любой момент можно изменить. Нажмите на соответствующий значок, чтобы перейти в меню настройки сетки. Установите необходимые параметры и нажмите «ОК» , после чего изменения сразу вступят в силу.

Создание печатной платы

После того, как вы создали принципиальную схему, добавили все необходимые компоненты, можно переходить к работе с печатной платой. На нее будут перенесены все элементы схем и созданные объекты. Встроенные инструменты в редакторе помогут переместить компоненты внутрь платы и установить их в отведенных местах. Доступно использование нескольких слоев для сложных плат. Через всплывающее меню «Файл» вы можете переключиться обратно на схему.

Более подробная информация по управлению платой находится в редакторе платы. Однако предоставленные сведения и подсказки отображаются на английском языке, поэтому у некоторых пользователей могут возникнуть трудности с переводом.

Поддержка скриптов

В Eagle есть инструмент, который позволяет совершать сложные действия всего в одно нажатие. По умолчанию уже установлен небольшой набор скриптов, например, восстановление стандартных цветов, удаление сигналов и изменение доски на евро формат. Кроме этого пользователь сам может добавить в список необходимые ему команды и выполнять их через данное окно.

Настройка печати

После создания схемы она может тут же отправляться в печать. Нажмите на соответствующий значок, чтобы переместиться в окно настроек. Там доступен ряд параметров для изменения, выбор активного принтера, калибровка по осям, добавление границ и другие опции. Справа находится режим предпросмотра. Посмотрите, чтобы все элементы вмещались на лист, если это не так, следует изменить некоторые параметры печати.

Год выпуска: 2014
Версия: 7.1.0
Платформа: Windows
Язык интерфейса: Многоязычный + Русский
Лекарство: Присутствует

Описание:

При помощи CadSoft Eagle Professional разрабатываются платы печатные, размер которых может быть до 1600 на 1600 мм, это 16 слоев, разрешение при этом составляет до 1:10000 мм. При этом задействованы три модуля, а также приличная библиотека со стандартными и довольно распространенными электронными компонентами, такими как микроконтроллеры, поэтому нет необходимости в рисовании в части изображения на схеме самому и в создании футпринтов для печатных плат. Во многих компонентах присутствуют краткие описания.

К стандартному комплекту поставки включены модули, которые проверяют, правильно ли подключена электрическая цепь и правильно ли расположены компоненты на плате. Эти операции выглядят значительно лучше по сравнению с более продвинутыми системами.

Наибольшим достоинством в данном пакете специалисты считают полную синхронизацию изменения в проектах. Если был изменен или удален один из компонентов на схеме, то сразу же это отобразится на рисунке самой платы. Например, программы «P-CAD», «ACCEL EDA», «OrCAD» при незначительных изменениях требуют постоянного контроля всего проекта. Помимо этого, CadSoft Eagle Professional позволяет вернуть неограниченное количество событий.

Подробное описание компонентов:

Schematic Module - модуль для создания принципиальных схем. Имеет удобный интерфейс, сетку для выравнивания компонентов и электрических линий, элементы для рисования на листе.

Layout Editor - редактор печатных плат. Позволяет размещать компоненты на будущей ПП, имеется проверка на наличие ошибок, вспомогательные линии для упрощения процесса ручной трассировки, средства для нанесения шелкографической маркировки на ПП.

Autorouter - модуль для автоматической трассировки печатных плат. Большое количество настроек позволяет повысить качество автотрассировки.

Library Editor - весьма гибкий и удобный редактор библиотек.

Операционная система: Windows® XP|Vista|7 & 8

Скачать CadSoft Eagle Professional 7.1.0 Final + RUS

Стандартный установщик				Бесплатно!
check		Официальный дистрибутив CadSoft Eagle Professional 7.1.0 Final + RUS		check
close		Тихая установка без диалоговых окон		check
close		Рекомендации по установке необходимых программ		check
close		Пакетная установка нескольких программ		check

• Похожие программы

Общие сведения о программе Cadsoft Eagle
Редактор схем Eagle

— комплексное средство для разработки печатных плат, которая включает в себя три основных модуля:
— Schematic Module — модуль для создания принципиальных схем
— Layout Editor — редактор печатных плат
— Autorouter — модуль для автоматической трассировки печатных плат
А также несколько дополнительных функций и возможностей:
— DesignLink — автоматизированная связь между программой и обширной базы данных электронных компонентов из Premier Farnell (также известный как Farnell, Ньюарк, element14). DesignLink позволяет искать и находить детали из программы EAGLE без необходимости покидать ее
— 3D Экспорт — позволяет получить 3-d модель печатной платы: отправляете онлайн-заявку со своей печатной платой и через 1-3 часа вам высылается ее 3-d визуализация (услуга платная, но есть и бесплатный вариант)
— EAGLE’up — набор инструментов, с помощью которых можно создать реалистичное изображение вашей конструкции.

Если коротко, программа Cadsoft Eagle позволяет:
— быстро нарисовать принципиальную схему (огромнейшая библиотека электронных компонентов, которую можно дополнять с сайта разработчика, а можно создать элемент и самому)
— расположить элементы на макете печатной платы
— с помощью одной кнопки провести автотрассировку печатной платы (можно и вручную; а также — часть вручную, а остальное доверить программе)

Все модули в программе взаимосвязаны — если вы удалили деталь в схеме, то она автоматически удалится и в редакторе плат.
Не так давно программа наконец-то приобрела интерфейс на русском языке, что позволяет более быстро освоится в работе

На что хочу обратить особое внимание.
Программа платная, но имеется вариант ее бесплатного использования с несколькими ограничениями:

Как видите, ограничения незначительные:
1. Максимальный размер печатной платы — 100 на 80 мм, вполне достаточные размеры для большинства самоделок, в крайнем случае схему можно разделить на несколько частей
2. Печатная плата может быть только одно- или двухсторонней — а мы в практике используем только одно- и двухсторонние печатные платы, т.е. больше слоев нам и не надо
3. Создаваемая схема должна умещаться на одном листе (в полной версии — 999 листов), тоже не существенное ограничение, можно поступить как в пункте №1
Больше ограничений нет! Все остальные функции — как у платной версии.
Поэтому я советую не пользоваться пиратскими версиями, а скачивать и устанавливать программу с официального сайта.

Для тех кто пользуется полной (пиратской версией) программы, ниже я выложу файл-русификатор программы — eagle_ru.gm

Для тех кто желает ознакомиться с программой, или научиться работать в ней, я предлагаю просмотреть видеоурок по работе в Cadsoft Eagle (ссылка на видеоурок в конце статьи). Видеоурок делался на 6-й версии программы, а сейчас доступна для скачивания 7 версия, изменения в новой версии незначительные, так-что просмотрев видеоурок по 6-й вы сможете без проблем разобраться и в 7-й версии. Также в конце статьи выложен учебник на русском языке.

Редактор схем Eagle

Вот так выглядит принципиальная схема, нарисованная в редакторе схем Cadsoft Eagle:

Редактор макета печатной платы Eagle

Внешний вид модуля редактора печатной платы:

Автоматическая трассировка печатной платы Eagle

А вот так выглядит автоматически оттрассированная печатная плата программой Cadsoft Eagle:

Дополнительные возможности программы Cadsoft Eagle

DesignLink — с помощью этой кнопки можно войти в библиотеку электронных компонентов, просмотреть нужную деталь: внешний вид, характеристики, стоимость (даже в рублях) и при желании заказать:

3D Экспорт — вот так может выглядеть ваша печатная плата после посещения 3D Экспорт:

EAGLE’up — используя этот набор инструментов (а все они бесплатны) вы можете получить не только 3-d визуализацию печатной платы, но и всего устройства:

— основная моя программа. В большинстве случаев для создания принципиальных схем и печатных плат я пользуюсь ей — довольно простая, эффективная и просто хорошая программа.

http://www.cadsoftusa.com/ – адрес официального сайта разработчиков программы . Скачиваете файл программы для своей операционной системы и устанавливаете программу на компьютер. При запросе лицензии нажимаете кнопку “Run as freeware” . Для тех, кто пользуется более ранними версиями программы, предлагаю скачать и установить русификатор программы: скачиваете файл, открываете папку с установленной программой, открываете папку «bin» и в нее устанавливаете скачанный файл.

(302,7 KiB, 1 310 hits)

(872,6 KiB, 8 093 hits)

Другие радиолюбительские программы: