Curso Eagle 6

RAMA ESTUDIANTIL IEEE-TECSUP

CURSO EAGLE 6.2

2012

RAMA IEEE-TECSUP

Ing. Armando Sarco Montiel

CURSO EAGLE 6.2

Para diseñar una nueva placa con el Eagle 4.13 primero crearemos el esquema de la misma y luego diseñaremos la placa de circuito impreso. En el ‘Control Panel’ del Eagle creamos un nuevo proyecto para nuestra placa con el botón derecho del ratón: rat ón:

al que llamaremos ‘4_detectores’

Ahora tenemos que crear el esquema del circuito en el proyecto que acabamos de crear:

Se abrirá la ventana para poder dibujar el esquema.

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1. Esquema

Los componentes para nuestro esquema están ordenados y guardados en librerías por lo que debemos seleccionar las librerías que vamos a necesitar:

Para esta placa necesitamos estas librerías: Librería con-wago-500 diode optocoupler rcl holes

Contenido Conectores y bornas paso 5mm Diodos Optoacopladores Resistencias y condensadores Agujeros para las placas

Vamos a colocar nuestro primer componente:

Seleccionamos la librería con-wago-500 y de entre todas las bornas elegimos la de dos contactos y lo colocamos en el esquema:

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Librería Con-wago-500 Con-wago-500 Diode R-EU_ C-EU CPOL-EU Optocoupler Holes

Componente Descripción W237-102 Borna de 2 contactos W237-103 Borna de 3contactos 1N4004 Diodo R-EU_207/10 Resistencia 10mm C-EU050-025X075 Condensador 2,5x7,5mm CPOL-EUE2.5-6 Condensador electrolítico 6mm PC847 Optoacoplador MOUNT-HOLE3.0 Agujero de 3mm

Si ya no tenéis espacio para colocarlos podéis centrar la distribución con ‘Fit’

Ir colocando los componentes con un orden y distribuyéndolos espaciados, luego se tendrán que dibujar los hilos de unión entre ellos. No juntéis componentes, es mejor unirlos luego con hilos.

Podéis ir moviendo los componentes en el esquema, individualmente o cercándolos se puede mover agrupado.

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Para mover componentes usar ‘Move’ si los movemos con el botón izquierdo del ratón los moveremos individualmente, si los movemos con el botón derecho del ratón los que teníamos agrupados podremos moverlos a la vez.

Distribuyéndolos en el esquema ordenadamente tendremos algo parecido a esto:

Ahora vamos a dibujar los hilos de unión entre los componentes:

Seleccionar una patilla del componente e ir dibujando hasta la patilla del otro componente al que va unido, también podéis unirlo a un hilo ya dibujado:

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1)

2)

3)

4)

5) al conectar diferentes redes de hilos entre sí podéis elegir el nombre de la red del hilo resultante

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Ahora podemos colocar los valores de cada componente:

Podéis cambiar incluso la denominación del componente si no estaba el que necesitáis en la librería:

Para hacer más legible el esquema podemos mover la descripción y valor del componente con ‘Smash’

Aparecerán unas crucecitas con las que con ‘Move’ podremos moverlas y orientarlas convenientemente:

También podemos incluir textos descriptivos:

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Y cambiarle el tamaño:

Una vez finalizado el diseño del esquema quedará así:

Ahora podemos crear la placa de circuito impreso:

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2. Circuito impreso

Aparecerá la ventana del diseño de la placa con los componentes fuera de ella, mantened abierta la ventana del esquema para que el diseño del esquema y de la placa sean consistentes y los posibles cambios en una se reflejen en el otro. Las líneas que unen los componentes corresponden con las uniones que habéis hecho con los hilos en el esquema lo que nos ayudará a la hora de dibujar las pistas de la placa.

Con ‘Move’ podéis ir colocando los componentes dentro de la placa, la versión demo tiene algunas limitaciones en cuanto al espacio de la placa que podéis hacer, así que procurad colocarlos centrados en los limites de d e la placa.

La rejilla de diseño se puede modificar, así la distancia entre componentes y por dónde irán luego las pistas se puede adaptar a vuestras necesidades:

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Aquí he elegido una rejilla de 0.0125 pulgadas:

Una vez colocados y ayudados por las líneas que indican la conexión entre patillas, os puede quedar algo así:

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Para ver la distancia más corta de esas uniones usad ‘Ratsnets’:

2.1 Trazado automático

Ahora podemos hacer que Eagle nos diseñe el trazado de las pistas de la placa automáticamente:

Como quiero una placa de simple cara, indico que por la cara superior no se tracen pistas y por la inferior lo haga hag a en cualquier dirección. direcci ón.

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Eagle nos trazará las pistas siguiendo sus reglas y tendremos algo así:

En la parte inferior nos indica si ha podido trazar todas las pistas:

Para ver mejor el trazado de las pistas podemos recurrir a las capas y activarlas o desactivarlas para ver lo que nos interese:

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Las capas que suelo utilizar son: Capa 1 16 21 22 39 40 41 42 43

Nombre Top Bottom tPlace bPlace tKeepout bKeepout tRestrict bRestrict vRestrict

Descripción Pistas cara componentes Pistas cara soldaduras Serigrafia componentes Serigrafia soldaduras Zona sin pistas componentes Zona sin pistas soldadura Zona restringida componentes Zona restringida soldadura Zona restringida vías

Desactivando las capas 21, 22, 39, 40, 41, 42 y 43 nos quedará a la vista sólo las pistas:

Como veis el resultado automático aunque es correcto tiene detalles que lo hacen poco recomendable, como la distancia dist ancia de pistas a pads o el mismo trazado en sí. Vamos a mejorarlo con el trazado manual de las pistas. Con ‘Ripup’ podemos ir borrando las pistas que no n o se han dibujado como queremos qu eremos o si las queremos borrar todas y empezar de cero, hacemos ‘Ri pup’ y ‘Go’.

2.2 Trazado manual

Para el trazado manual de las pistas elegimos ‘Route’

Aparecerá la barra de menú con las opciones de trazado, elegimos la cara inferior (Bottom) y un grueso de pista de 0.024 pulgadas y que el trazado lo vaya realizando RAMA IEEE-TECSUP


con ángulos de 45º

Marcamos un pad y se iluminará y activara el ratnest hasta el siguiente más próximo de la misma señal:

Unimos ambos pads haciendo el trazado que más nos convenga:

Continuamos con los demás pads:

Desactivamos las capas para ver el trazado de las pistas, mejor que el automático:

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La placa con las pistas acabadas:

Podemos añadir texto en la cara de soldaduras:

En la barra de menú podemos elegir el aspecto del texto:

También podemos recolocar la serigrafía de los componentes:

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Si alguna pista necesita ser más gruesa por la corriente que consume podemos variar su ancho si s i no lo hemos hecho al dibujarla: di bujarla:

Resultado final de las pistas:

la serigrafía:

la placa finalizada:

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Consejos: Al acabar la placa, crea un polígono que incluya todas las pistas y componentes, y le asignas la señal de masa, GND, de esta forma, la parte que deberá ser atacada por el Cloruro Férrico (ClFe) será mínima y el proceso es mas rápido. Además el resultado es mucho mas profesional.

Dicho de otra forma, ¿hay alguna forma de que el espacio en blanco que queda entre las líneas se pueda rellenar de negro, de forma que el toner al final cubra una mayor superficie de la placa de cobre y el ácido tenga que atacar menos cobre y los circuitos queden listos más rapido? Necesitas hacer un poligono polig ono alrededor del circuito. cir cuito. - Clica en el icono de poligono y elige un grosor adecuado. (width) - Selecciona un valor para el aislamiento (isolate) - Rodea el circuito con el poligono - Cambia en nombre a GND -Clica en el icono de Ratsnest. Placa sin GND

Placa con GND ¡Recomendado!

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Fíjate en el botón resaltado en ambas imágenes para saber como crear la capa GND. En la web de CadSoft en downloads, encontrarás librerías, que incluyen PICs nuevos, el CNY70, L392D etc. Si no encuentras el componente que necesitas insertar, tendrás que crearlo, consulta el manual. Impresión del circuito.

Al imprimir sólo necesitas que sean visibles las capas Botton, Pads, Vías y dimension. Si haces la placa a dos caras, en la segunda necesitarás imprimir sólo las capas Top, Pads, Vías y dimension La placa impresa queda tal que así:

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Arriba pistas, abajo la serigrafía. Para un resultado profesional imprimiremos también la serigrafía de la posición de los componentes, luego la colocación de los componentes es mucho más sencilla. Te recomiendo que pongas siempre algún texto en el layout de la placa, recuerda que al imprimir las letras deberán verse como reflejadas en un espejo, si no es así no sigas adelante. Te recomiendo también que señales las líneas de alimentación y las líneas de señal más importantes, para el testeo posterior de la placa. Imprime al máximo de calidad en la impresora láser, si no tienes láser, imprime en un folio normal y fotocopia este folio sobre la hoja de papel satinado. OJO, a veces puede atascar la fotocopiadora y en muchos sitios no te hacen las copias.

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3. Preparación de la placa Para adentrarse de lleno en el apasionante mundo de los microntroladores PICs, necesitaras en primer lugar montarte un laboratorio un grabador de pics para poder realizar tus pruebas y proyectos. Este documento trata de explicar de forma de tallada como montar el grabador ‘FullPICs L0G3PTE’ una versión mejorada del TE-20 SE, ya que graba pics de la serie 16F8XX y los pics de la serie 18F45X, 18F4550 (el PIC UBS), también graba las memorias seriales 24XX, sin contar los clásicos 16F84A, 16F623, etc.

Además de montar el grabador, luego veremos como grabamos un programa en un pic usando el WinPic800 (según mi experiencia mejor que el ICprog), para la simulación de pics usamos el Proteus Prot eus ISIS 6.7 SP3 (buenazo (buen azo sobre so bre todo tod o si no quieres qui eres estar es tar grabando grab ando los l os pics a cada cad a instante in stante para depurar errores), el siguiente trabajo esta desarrollado con el fin de poder contribuir en algo el fascinante mundo de la Electronica, area del que yo pienso es una de las más importantes, bueno a trabajar…

3.1 El Grabador. 3.2. ¿Qué Necesitamos?

La mayoría de componentes electrónicos lo podemos encontrar en diferentes establecimientos (pero donde yo encontré casi todos y a buenos precios es en la tienda electrónica Continental y hasta me hicieron descuento), bueno debes saber que puedes adquirir opcionalmente el cable para conectar el grabador a la PC, o sino hacértelo tu mismo (o cochinearlo de mouse antiguos), con lo que te ahorras unos cuantos soles (para tu starcraft o tu dota… por pandalia), el precio de los componentes del grabador ronda aproximadamente unos 20 soles, claro si no lo pones el zocalo ZIF, si pones ese zocalo aumentaria unos 25 soles de mas (yo recomiendo que coloquen el ZIF ya que es de mejor sino quieren ver volar algunas patillas de sus pics de 40 pines). 3.2. Componentes.

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El conector para puerto serie lo encontraras de dos formas, uno ‘hembra’ y el otro ‘macho’, bueno yo use DB9 DB9 hembra y recomiendo ese conector, pero sobre gustos ya se sabe que no hay nada escrito (bueno eso dicen…)

3.2. Montaje. Parte 1

Primero lo primero, tenemos que hacer la placa impresa, esta se realiza en unos 11 pasitos y listo, a continuación se procede a detallar la forma como se hace la palca impresa de nuestro ‘Grabador FullPics L0-G3TPE’ , se que quizás a la mayoría no le resulte al primer intento, pero la practica hace al maestro, les deseo suerte y que la fuerza los acompañe (seria bueno que hagan algunas plegarias antes de empezar ☺). 1. Ligar la placa, para que pierda la capa de grasa que posee para que pueda pegar bien el papel impreso, para ello usar un liga fina (yo use ‘Metalox 180-2/0’), una vez lijado bien procedemos a lavarla con detergente, luego dejar que se seque, deben observar que no quede ningún tipo de impurezas en la superficie

2. debemos tener el circuito impreso en papel couche, como se muestra en la figura, la impresión tiene que ser con una impresora lazer o fotocopia.

Debes dejar un borde de papel alrededor de la impresión para que puedas sujetar posteriormente el papel con la placa.

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3. Luego encajar la impresión con la placa y sujetarlo doblando el papel y asegurando con cinta como se muestra en la figura.

4. Antes de proceder a planchar, verificar que la temperatura de la plancha este entre medio y muy elevado, además que la superficie de la plancha no tenga imperfecciones , ya que puede raspar el papel, sería bueno que pulas la plancha antes. Cuando planches hazlo hasta que veas la impresión se vuelva oscura

5. una vez planchado poner la placa en un recipiente con agua y remojarlo por 5 min,

6. saca la placa del agua y empezar a sacar el papel muy cuidadosamente y con paciencia (ya que te puedes bajar pistas), para ello frótalo con las yemas de las manos y un un cepillo de dientes que ya no uses, finalmente te va a quedar como el de la foto.

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7. y si hubiera algunas partes que no ha pegado la impresión puedes repararlo usando un plumón de tinta indeleble negro (bueno mi amigo de la foto no tenia plumón negro solo rojo, pero igual igu al salió bien)

8. una vez realizado todos los retoques, colocamos la placa en ácido ferrico, y esperamos, pero si tenemos prisa podemos hacer un baño b año maría con otro ot ro recipiente con co n agua y colocarlo nuestro recipiente con ácido encima y verán que la placa va estar listo en un instante, otro tip seria mover el recipiente con ácido de un lado para otro para que acelere el proceso.

9. Luego de que el ácido realizo su trabajo, sacamos la placa y lo lavamos con agua, para poder quitarle la impresión usamos ‘ayudin’ (detergente para lavar ollas) y una espuma (poco áspera) y frotar fuerte hasta quitarle todo la impresión, pero también pueden usar tiner y una espuma pero tienen que tener cuidado (a menos que quieran estar con las manos negras), finalmente les quedara como la placa de la figura.

10. Empezamos a hacer los agujeros con las brocas mas pequeñas que encuentres y un taladro como el de la foto, pero también se pueden fabricar su propio taladrito taladrit o con un motor pequeño (encontré uno bueno a 2 soles en la cachina) y comprarte el adaptador para la broca a 2 soles y listo (cómprate varias brocas ya que son frágiles y se rompen fácilmente).

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11. Finalmente debe quedarte como se muestra en la foto, verifica muy bien que todos los agujeros estén correctamente perforados, prueba los componentes que van a entrar en ellos lo hagan con facilidad, de lo contrario con una broca más grande perfora de nuevo los agujeros pequeños (los ( los agujeros a gujeros de los lo s zener, zene r, el conector DB9 y de los zocalos). Hasta aquí ya tienes la placa lista para montar en ella los componentes (lo demás es very easy )

Parte 2

Una vez terminado la placa procedemos a soldar los componentes para ello se requiere soldador (cautin con punta de plata es la mejor opción), estaño, grasa para soldar, una pequeña franela para limpiar de vez en cuando la punta del soldador. 12. ahora empezamos a soldar primero los puentes, que en realidad son 8, para ello cortamos las patillas del las resistencias y las aprovechamos para hacer los puentes, los puentes están con color colo r rojo en la figura,

13→∞. antes de empezar a soldar los otros componentes repasamos la lista de ellos:

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R1, resistencia: 10K R2, resistencia: 1.5K R3, resistencia: 100K DZ1, zener: 8.2V DZ2, zener: 5.1V D1-D4, diodos: 1N4148 C1, condensador: 22uF/16V C2, condensador: 100uF/16V Q1-Q2, transistor: BC547 (o BC237) Q3, transistor: BC557 (o BC307) Zocalos de: 8, 18, 28, 40 (o ZIF) Conector DB9 hembra Ing. Armando Sarco Montiel

Una vez reconocido los componentes soldamos las resistencias, luego los zócalos de 8, 18, 28, y si vamos a usar el de 40 normal también (tener en cuenta el sentido de los zócalos), pero si van a usar el ZIF (el que recomiendo usar) déjenlo par el final.

Luego pasamos a soldar los diodos zener, pero antes verifiquen el sentido de los diodos Dz1 y Dz2 deben que como el de la figura negra, soldamos los diodos 1N4148, posteriormente soldamos los transistores y condensadores, por ultimo el conector DB9 hembra, si vamos a usar zócalo ZIF debemos soldarlo al final.

Una vez realizado el montado del grabador nos quedara de la siguiente forma, tanto la cara superior y la cara inferior, ahora ya estamos listos para poder grabar programas en nuestros pics, para ello ahora pasaremos a explicar como se realiza este proceso.

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4. Isis Proteus.

Una vez terminado nuestro grabador, vamos a probar si funciona para ello vamos a desarrollar un programa ‘encendido de luces’ utilizando el ISIS Proteus, se darán cuenta que es muy fácil diseñar programa en este software, ya que posee su propio editor de texto, el ensamblador del MPLAB, y sobre todo simula los programas que se desarrollan para los pics.

4.1. ¿Cómo empezamos?

Primero cargamos el programa, el entorno debe ser así (isis proteus v 6.7)

hacemos click en ‘P’, para añadir los componentes que vamos a usar, luego nos saldrá una ventana donde escribiremos el componente que vamos a necesitar, en nuestro caso escribimos ‘16F84A’ y presionamos ‘OK’, de la misma manera para las resistencia otra vez pulsamos ‘P’ y luego escribimos ‘res’ y ‘OK’, de la misma manera ‘switch’, ‘led-blue’, ‘led green’, ‘led-red’, ‘led-yellow’

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Luego tendremos la lista de componentes que vamos a usar como se muestra en la figura, no hay necesidad de colocarle un cristal para el pic, ya que se puede configurar su frecuencia de trabajo de forma independiente

Ahora acomodamos nuestros componentes de la forma como se muestra en la figura, como podrán ver los pulsadores están en la parte baja del puerto B, y los leds en la parte parte baja del puerto A.

Luego buscamos la opción ‘Add/remove Source Files’, para poder crear nuestro archivo ‘.asm’, además de poder seleccionar el tipo ensamblador. en samblador.

Para crear el archivo, hacer click en ‘NEW’, seleccionar donde se va a crear el archivo, colocar un nombre, por ejemplo ‘luces.asm’, luego seleccionar el ensamblador ‘MPASM’, que es el ensamblador de microchip, debe quedarte como se muestra en la figura, finalmente presionas ‘OK’.

Ahora para empezar a editar nuestro código fuente, hacemos click en ‘Source’ y luego en la opción ‘1. luces.asm‘, luego se nos abrirá el editor de texto ‘Source Editor’, en el cual vamos a escribir nuestro código fuente

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Luego grabamos el programa, y para ensamblarlo y generar el fichero ‘luces.hex’, regresamos al isis proteus y hacemos click en ‘Bluid All‘, si no se tienen errores nos saldra un mensaje indicándonos que la compilación fue exitosa (‘Build completed ok’), si eso ocurrió ya se nos genero nuestro fichero ‘luces.hex’ y varios mas

Ahora para empezar a simular nuestro programa, hacemos click derecho sobre el pic con el mouse, luego click izquierdo, y se nos abrirá la ventana de edición del pic, en aquí tenemos que cargarle el programa, configurar la frecuencia de trabajo y si quieren también configurar la palabra de control (bueno es opcional), deben quedarle de la siguiente manera.

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Luego de cargar el programa y modificar la frecuencia de trabajo hacer click en ‘OK’

Para empezar la simulación hacemos click aquí, y empezamos a activar los interruptores para ver la simulación.

A continuación se muestran algunas imágenes de cómo se comporta nuestro programa.

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5. WinPic800.

Ahora que ya sabemos como hacer un programa usando el proteus, y así generarnos nuestro fichero ‘luces.hex’, tenemos que grabarlo en un pic real, para ello hacemos uso del WinPic800, según mi punto de vista (y también mi experiencia) el WinPic800 es mucho mejor que el ICProg, ya que posee ciertos detalles que lo hacen mas amigable y fácil de manejar, cabe mencionar que el WinPic800 trabaja bajo las plataformas 95/98/NT/2000/Me/XP y que además es Freeware.

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5.1. Caracteristicas del WinPic800

No requiere driver (como (com o el ICProg) para ser se r usado con el S.O. Windows XP.

Posee detección de dispositivo Pic (util si te molesta a cada nada estar seleccionando que tipo de Pic vas a grabar).

Los microcontroladores Pic están agrupados según su familia, además posee una descripción de la memoria de programa y la memoria eeprom de cada pic, además también puede grabar DsPIC de la serie 30F, memorias seriales (que podemos usar ya que nuestro grabador graba memorias seriales 24Cxx), también graba los pics de la serie 18Fxxx (incluido el USB pic 18F4550, RfPics, etc.)

5.2. Como grabar el Pic?

Una vez ya tenemos nuestro grabador FullPICs L0-G3PTE, ya sabemos generar nuestro archivos *.hex, y estar seguro de que funcionara nuestro programa en la simulación, es hora de pasar a grabar en nuestro Pic (para nuestro caso el 16F84A), el archivo luces.hex (puede ser cualquier otro archivo .hex para cualquier modelo de pic), siguiendo los siguientes pasos (recomendados).

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Cargar el WinPIC800. Conectar el cable serial entre el grabador y el puerto serie de la PC (COM1 o COM2). Si se ha ejecutado por primera vez el WinPIC800,tenemos que configurar el hardware, para Hacer click en ‘detectar dispositivo’, si el pic está en perfectas condiciones nos indicara se detecto un 16F84A. Luego cargamos

¡Gracias Totales!

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