TDU/SIE/ASP | ||||||||||||||||||||||||||||||||
TDU/SIE
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東京電機大学/情報環境学部 | |||||||||||||||||||||||||||||||
Basic
Project-A |
基礎プロジェクトA (電子工作1) | |||||||||||||||||||||||||||||||
電子工作 1−4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
本日の目標 |
基板CADで、アートワーク(プリント基板パターン設計)する。
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・プログラムのインストールをします。 ・プリント基板パターンを作ります。
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プリント基板パターン設計 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
プリント基板は、回路図のワイヤー部分を金属(銅)で形成した基板です。 この基板のパターンを描くことが、アートワーク(プリント基板パターン設計)になります。
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プログラムのインストール | ||||||||||||||||||||||||||||||||
ファイルを展開する |
このプログラムには、インストーラー(セットアッププログラム等)はありません。 自己解凍圧縮ファイルになっていますので、ダブルクリックで展開します。 プログラム展開する場所は自由ですが、例えば、マイドキュメント¥project¥pcbe048aフォルダを作成し、その中で作業します。 これで、ファイルが展開されます。 「parts.pcb」もこのディレクトリに移動します。
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プログラム起動 |
展開されたファイルの中のpcbe.exe (pcbeと表示されている場合もある)をダブルクリックして、プログラムを起動します。
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設計方法 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
設計方法とデザインルール |
デザインルールとは、設計の決まりのことで、基板のパターンを作る場合の指針です。 (実際のデザインルールは、さらに詳細になります。) ・基板サイズは、100×75(mm)です。 ・グリッド間隔は、2.54(mm) (=0.1インチ)を基準にします。 ・配線図から、部品との接合部をランド(◎)にします。 ランドは、はんだづけする場所になります。 ・部品がうまく実装できるように配置します。部品の大きさ、形によって、ランドの間隔を調整します。 ・基板からワイヤーで引き出す部分(電源線、スイッチの線)は、少し大きめのランドを使用します。 ・配線の部分を重ならないようにつなぎます。基本は、縦または横方向に線をつなぎます。 ・どうしても重なってしまう場合は、ジャンパー線を使います。ジャンパー線の両端もランドにします。 ・銅を溶かす部分を少なくするため、GNDをベタ(GNDを大きく取る)にします。
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実装方法 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
抵抗のランド間隔 |
抵抗のランド間隔は、抵抗の大きさ(写真は1/4Wクラス)や実装方法(立てるか、寝かせるか)によって、間隔が異なります。 写真の様に、抵抗を立てに実装する場合は、1間隔(2.54mm)、寝かせる場合は、5間隔程度です。
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コンデンサのランド間隔 |
電解コンデンサは、大きさによって間隔を調整します。 写真では、普通は1間隔で、コンデンサの足を変えて、2間隔でも付けることができます。
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ジャンパー線 |
ジャンパー線は補助的に使用します。
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基板パターンのサンプル | ||||||||||||||||||||||||||||||||
ファイルを開く |
はじめに、基板パターンのサンプルを見ます。 「ファイル」「開く」をクリックします。 「SAMPLE1.PCB」を選択して「開く」をクリックします。 基板パターン(裏面・はんだ面の外形)は、赤色で示されています。 基板パターン(表面・部品面・シルク面)は、黄色で示されています。 (下の基板パターンはチップ実装用です。) 次に「SAMPLE2.PCB」を開いてみます。 「SAMPPART.PCB」を開いてみます。 これらは、部品に登録されているパターンです。 グリッド(メッシュ・基準)は、ミリとインチがあります。 今回は、P=1.27のグループを使います。(P=2.54は、P=1.27の2倍です。)
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部品パターン登録 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
ダウンロード
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部品パターンをダウンロードします。(右クリックで、対象をファイルに保存してください。) http://www.asp.sie.dendai.ac.jp/ed/pa2004/partlib/parts.pcb
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部品パターンを開く |
はじめに、ライブラリに無い部品パターンを登録します。 ここでは、抵抗のランド間隔が5の部品パターンを作成します。 「ファイル」「別のPCBEで開く」をクリックします。 「parts.pcb」を選択して「開く」をクリックします。 部品パターンが表示されます。 (このパターンのグリッドは、2.54mmに設定されています。)
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部品登録 |
「複数(複数選択)」ボタンをクリックします。 ここでは、抵抗パターン(間隔5)をクリックします。 色が変わります。 選択した部品を登録します。 「結合/分解/部品」ボタンをクリックします。 部品登録をします。 部品名「reg-i5」を入力して、「決定」をクリックします。 (抵抗(register)、インチ(inch)、間隔(interval)の意味です。) これで、部品登録できます。(この部品は後で使用します。)
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部品と名前 |
他の部品も登録します。(部品名を以下に示します。)
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終了 |
部品の登録ができたら、終了します。
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パターン作成 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
グリッド設定 |
グリッドの設定をします。 グリッドは途中で変更できます。 ドットピッチ:2.54(mm)を入力し、「設定」をクリックします。
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レイヤー設定 |
各レイヤーは、「はんだ面」「シルク面」などを意味し、ここでは作図する面を設定します。 「レイヤー選択」ボタンをクリックします。 はじめは、「パターン1」を選択します。「決定」をクリックすると設定されます。 「>>」をクリックすると次のページが表示されます。
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(アパーチャ/パッド)選択 |
アパーチャ/パッドの大きさ、スタイルを指定します。 「(アパーチャ/パッド)選択」ボタンをクリックする前の描画対象(ここでは、ラインが描画対象)によって、設定対象が変わります。 ラインアパーチャ選択では、線の太さを設定します。18番の1.000(mm)を選択し、「選択」をクリックします。
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丸ランド模写 |
丸ランドを描きます。(このパターンには孔(穴)はありません。) 「丸ランド模写」ボタンをクリックします。 配置したい場所で、クリックします。 大きさ等を変える場合は、「(アパーチャ/パッド)選択」で変更できます。
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角ランド模写 |
角ランドを描きます。(このパターンには孔(穴)はありません。) 「角ランド模写」ボタンをクリックします。 配置したい場所で、クリックします。 大きさ等を変える場合は、「(アパーチャ/パッド)選択」で変更できます。
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ワイヤー(配線) |
ワイヤー(配線)を書きます。 「ライン/多角形模写」ボタンをクリックします。 始点でクリックします。 折り返し点で、クリックします。 折り返し点で、クリックします。 折り返し点で、クリックします。 折り返し点で、クリックします。 右クリックで、終了します。
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ランド |
ランドを描きます。部品を取り付けるランドになります。 「パッド模写」ボタンをクリックします。 配置したい場所でクリックします。
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文字 |
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文字を書きます。 「文字模写」ボタンをクリックします。 文字を書く位置でクリックします。 文字列を入力して、「決定」をクリックします。
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位置修正 |
位置修正をします。 「変形」をクリックします。 修正したいパターンをクリックします。(色が変わります。) ドラッグして、移動します。 右クリックで、配置します。 配線の角をクリックします。 ドラッグすると、配線が延びます。 右クリックで配置します。
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削除 |
要らないパターンを削除します。 「削除」ボタンをクリックします。 要らないパターンをクリックします。(色が変わります。) もう一度クリックすると削除されます。 (右クリックで、キャンセルされます。)
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平行線 |
平行線を描く。
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配線パターンの接続 |
配線パターンの接続をします。 はじめに接続するパターンを描きます。 「ライン/多角形模写」ボタンをクリックします。 接続した部分でクリックします。 クリックします。 終点でクリックします。 適当な場所で、右クリックして、終了します。 2つの配線をつなげます。 「接続/伸縮/分割」ボタンをクリックします。 接続する1方をクリックします。 接続するもう一方をクリックします。 さきほどの起点部分はつながりました。 もう一方の配線をクリックします。 つなげる配線をクリックします。 これで、輪になりました。
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変更 |
大きさ等の変更をします。 「変更」ボタンをクリックします。 例では、丸ランドをクリックします。 「レイヤー」と「アパーチャー」(大きさ)の変更ができます。 アパーチャーの「選択」をクリックします。 現在は、28番2.000mmになっています。 18番1.000mmに変更するには、チェックをクリックします。 「決定」をクリックします。 丸ランドが1mmになりました。
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ベタパターン |
ベタパターンを描きます。 ベタパターンは、GNDパターンなどで使用されます。 「塗潰し/塗潰し解除/窓抜き」ボタンをクリックします。 輪になっているパターンをクリックします。 「はい」をクリックします。 ラインで塗りつぶされました。
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保存 |
できたパターンを保存します。 「ファイル」「保存」をクリックします。 練習として「rensyu.pcb」で保存します。 練習おわりです。
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部品パターンの配置 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
PICマイコンの配置 |
部品パターンを配置します。 はじめに、グリッド間隔を設定します。 「設定」「グリッド」をクリックして、 今回は、ドットピッチ1.27(mm)で設定します。 何も選択されていない状態で、「結合/分解/部品」ボタンをクリックします。 ここで、「一覧」をクリックします。 PICマイコン用として、「dipic-18p」を選択し「決定」をクリックします。 部品パターンが表示されます。配置したい場所に移動します。 クリックすると配置されます。
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配置に関する補足 |
グリッドを2.54mmで設定した場合は、ICのランドが合わなくなりますが、 「設定」「グリッド」で2.54mmにします。 部品配置をしたところ、グリッドに合っていない。 「設定」「グリッド」でドットピッチを1.27mmにします。 「変形」で1グリッド分移動します。 「設定」「グリッド」で2.54mmにもどします。 以降は、2.54mmで作業できます。
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コンデンサの配置 |
コンデンサの配置をします。 「結合/分解/部品」ボタンをクリックします。 部品一覧から、「cap-inch」を選択し、「決定」をクリックします。 選択状態で、「回転」ボタンをクリックします。 回転角度を入力します。 配置したい位置で、クリックします。
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パターンとシルク | ||||||||||||||||||||||||||||||||
はんだ面(銅のパターン)(パターン1:赤色)で文字を書く場合は、「反転文字」にします。 部品面(シルク2:黄色)の文字は、普通に書きます。 はんだ面は、印刷時に反転させる必要があるため、文字を反転させて書きます。
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課題 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
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リンク | ||||||||||||||||||||||||||||||||
大学・学部・学科・研究室 |
情報環境学部 情報環境デザイン学科 信号処理応用研究室 | |||||||||||||||||||||||||||||||
授業・科目 |
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