PaJa-trb  >  Eagle  >  Eagle - návod 2
paja@paja-trb.cz
Logo - Eagle

Eagle - návod 2

Easily Applicable Graphical Layout Editor		 Logo - Eagle

Toto je pokus o jednoduchý návod na návrhový systémem Eagle, je určen převážně úplným začátečníkům. Náročnější uživatelé Eagle, zde asi nenajdou nic nového, protože cílem tohoto návodu je (jednoduché a stručné) seznámení nového uživatele s návrhovým systémem Eagle.
Pro začátek musíte vlastnit tento program, lze si stáhnout z internetu www.cadsoft.de nebo www.cadware.cz. Ale je to jen free verze omezená rozměry navrhované DPS na 8x10 cm.
Po nainstalování sice najdete v adresáři Eagle (např.: C:\Program Files\Eagle\lbr\) spoustu knihoven se součástkami (přípona .lbr), ale pro začátek by stačila nějaká univerzální knihovna s několika nejpoužívanějšími součástkami. Nejen proto je vám k dispozice moje knihovny PaJa. Pokud si je stáhnete, umístěte je do adresáře lbr s ostatními knihovnami. A v okně Schematic nebo Board ji přidejte (Library/Use) do seznamu knihoven, které se otevřou při vkládání (Add) nové součástky.
Návod byl dělán pro Eagle 3.55, později inovován pro verzi 5.06, ale ovládání je až na malé změny stejné i pro ostatní verze.

Obsah tohoto návodu :
  1. Seznámení s Eagle - Control panel
  2. Editor schémat - seznámení s editorem Schémat - popisy a význam tlačítek
  3. Návrh Schématu - postup při návrhu Schématu

  4. Editor Spojů - Board - seznámení s editorem spojů - popisy a význam tlačítek<
  5. Návrh plošného spoje - postup při návrhu Desky Plošných Spojů (DPS)
  6. Polygon - kreslení polygonu (rozlévání plochy mědi)

  7. Export - "textový" výstup z programu (seznam součástek,...)
  8. CAM Procesor - výstupy z Eagle

  9. Knihovna - Library - postup tvorby nové součástky

Seznámení s Eagle

Po spuštění Eagle se otevře okno Control Panel, které slouží převážně ke spouštění nových (File/New ... ) nebo rozdělaných návrhů.
Ve složce Projects jsou rozdělané návrhy, které můžou být jen ve složce nebo vytvořené jako projekt (červeně označené), který když je aktivní (zelený puntík), se po startu Eagle sám rozbalí a čeká na spuštění. V projektu je také uloženo další nastavení, používané knihovny, aj.

V Options/Backup lze nastavit maximální počet záložních soubor (Maximum backup level), nastavit interval automatického ukládání. Záložní soubory se vytváří při každém uložení a mají stejný název jen místo koncovky je vždy , .b#1 , číslo je pořadí zálohy (1 je poslední záloha). Přepsání této přípony na standardní příponu Eagle (b-brd, s-sch, l-lbr) se z ní stává plnohodnotný návrh.

V Options/User interface - lze nastavit pro návrh desky Layout nebo schématu Schematic zvlášť barvy pozadí (Background).
- Always vector font - vždy použít vektorový font písma
- Limit zoom faktor - nastavení velikosti zvětšení při točení kolečkem myši (při hodnotě 0 se toto zakáže)


Vždy je lepší navrhovat zapojení od schématu, odtud je přechod k návrhu boardu otázkou jednoho kliku.
Otevřeme nové schéma File/New/Schematic a uložíme si jej.

Editor schémat


Zde vidíte okno Eagle na návrh schématu s popisky jednotlivých tlačítek (ze starší verze 3.55):

Teď si vysvětlíme význam a funkci jednotlivých tlačítek :

Návrh schématu

Po otevření nového okna návrhu schématu si nastavte rastr: Size 2,54 mm. Při jiném nastavení by se správně nemuseli propojit vývody součástek (pins) a spoje (nets).
Pro správnou kontrolu propojení slouží tlačítko Erc - kontrola elektrických pravidel, kde vás upozorní na chyby, nezapojené vývody, napájení,... nebo při přesunu součástek (Move) se s ní musí přesunovat i Nets.

add_sch.png, 16 kB

Až je schéma hotové, můžete z něho vytvořit DPS, stačí stisknout Switch to board a zobrazí se vám rámeček a propojené součástky podle schématu.
Pokud uděláte změnu ve schématu, automaticky se přenese i na DPS (i naopak, pokud to vám to Eagle povolí).
Od této chvíle je důležité mít otevřeny obě okna (Schematic i Board), jinak změna ve kterémkoliv samostatně zapříčiní nekompatibilitu obou dohromady.
Pokud dáte Erc tak by se měla objevit na začátku řádka: Board and schematic are consistent.



Editor Spojů - Board


Zde vidíte okno Eagle na návrh desky (Board) plošných spojů, s popisky jednotlivých tlačítek (ze starší verze 3.55):

Teď si vysvětlíme význam a funkci jednotlivých tlačítek :
Tlačítka a jejich funkce je stejná jako pro editor schémat, až na malé odlišnosti :

Návrh plošného spoje

Tip: Jestli se vám nechce pořád nastavovat barvy, rastr, aj. stáhněte si mnou upravený balík_scr, který automaticky nastaví rastr (0.3175 mm), barvy vrstev, ... A je možnost dvojklikem myší nakreslit rámeček, přidat Hole, ...

Máme nastaveno vše potřebné, proto se můžeme pustit do samotného návrhu desky plošných spojů (DPS).
Navrhujeme-li rovnou DPS (bez schématu - což není nejvhodnější), tak nakreslíme rámeček. Klikneme na Wire vybereme vrstvu 20 Dimension, tloušťku čáry asi 0,4064 mm (16 mil) a nakreslíme obdélník s rozměry přibližně 8x10 cm.
Dále je potřeba vložit na DPS nějakou součástku, proto klikneme na Add, vybereme knihovnu (pokud není v seznamu, musíte ji přidat Use a najdeme požadovanou knihovnu). Teď si v knihovně najdeme součástku např.: odpor - obvykle se značí R (R 10 - rozteč vývodů v mm), klikneme na něj dáme Enter (nebo OK). Umístíme součástku na DPS a můžeme ji pojmenovat Name a zapsat její hodnotu Value.
Když máme součástky na desce, je potřeba je propojit (prodrátovat). Proto klikneme na Signal a propojíme správné pájecí body (dvojklikem nebo Esc ukončíme prodrátování).
Při návrhu ze schématu se po přepnutí (Switch to Board) zobrazí editor spojů s nakresleným rámečkem 8x10cm (což je omezení velikosti desky u free verze), vlevo od něj poházené a propojené (vzdušnými spoji) součástky.
Ty je potřeba vhodně umístit (Move) a postupně kreslit budoucí cesty tak, že si vezmeme Route a nahradíme Signal - Bottom (modrou) čarou (mědí). Při propojování můžeme tvar Bottom podle potřeby zalamovat pravým tlačítkem myši (nebo ikony nahoře). Pokud máte v Eagle zapnutý "zvuk" (Options/Set/Misc/Beep) uslyšíte při správném propojení do středu pájecího bodu "pípnutí". Toto propojení lze vrátit zpět na Signal tlačítkem Ripup.

Je-li potřeba změnit pouzdro součástky, tak přes Change/Package pak kliknout na součástku a vybrat si ze seznamu dostupných pouzder (ovšem záleží na knihovně, jestli nějaké jiné varianty nabízí).

Pokud navrhujeme složitější DPS a kříží se nám cesty, tak asi nezbude nic jiného než použít most (drátovou propojku). Nebo navrhnout dvouvrstvou DPS.
Jak na to ? Při tažení cesty jednou vrstvou (Bottom) se přepneme do druhé vrstvy (Top), pokračujeme dál a potom se zase přepneme zpět do první vrstvy (Bottom), v místech změny vrstvy se vytvoří průchody (Vias), je to obdoba pájecího bodu (Pad). Velikost, umístění i díru (drill) lze kdykoliv změnit.

Někdy bývá vhodné osazovat součástky na DPS podobně jako je tomu u schématu, ale toto pravidlo nelze využít vždycky.


Kreslení Polygonů - ploch vyplněných mědí

Kreslení polygonů - vyplněných ploch na volné části desky. Většinou se používá pro aplikace z vf techniky, kde slouží jako stínění... Při amatérské výrobě se bez toho většinou obejdeme (zvlášť při kreslený DPS Plotterem).

Polygon nepropojený se žádným spojem.

Nejprve se přepneme do vrstvy, kterou chceme polygon kreslit (většinou 1 nebo 16), klikneme na Polygon a nakreslíme jeho obrys (většinou obdelník), nevyhýbáme se žádným překážkám (pájecím bodům, spojům, ...), kreslení polygonu dokončíme v počátečným bodě (jinak se neprovede). Když je obrys polygonu nakreslený použijeme funkci Ratsnest a polygon se podle nastavení vyplní mědí. Jestliže potřebujeme mít polygon spojený s některým spojem (zemí), stačí pojmenovat (Name) tento spoj (GND) a stejně pojmenovat polygon (GND), na dotaz propojení odpovědět YES.
Takto lze rozlité mědi spojené s Gnd využít třeba k lepšímu chlazení stabilizátoru aj.

Propojení polygonu se spojem lze ještě nastavit (termální můstky) : polygon může být propojen se spojem úplně (Thermals off) nebo pomocí čtyř bodů (Thermals on), což je výhodnější pro pájení (spoj se lépe prohřeje).
Dále lze nastavit velikost izolační mezery (Isolate) - vzdálenost polygonu od spoje.
Výplň polygonu (Pour), standardně Solid - vyplněná plocha nebo Hatch - šrafovaná plocha (mřížka), zde lze ještě nastavit hustotu šrafování Spacing.
nakonec lze zamezit vzniku "sirotků" Orphans off (s ničím nepropojené části polygonu).
Všechna nastavení lze měnit i v nakresleném polygonu pomocí funkce Change.



Výstupy z programu

Eagle disponuje i jinými výstupy než těmi, které jsou obsaženy v CAM Procesoru (tiskárna, plotter, vrtačka, TIF-obrázek). K tomu slouží funkce Export ( File/Export/ ), objeví okno, ve kterém si vyberete jaký typ textového souboru chcete použít a zadáte název vytvářeného souboru (např.: název.txt).
  • SCRIPT - Knihovna, předem otevřená příkazem OPEN bude zapsána jako textový (script) soubor.
  • DIRECTORY - Vytvoří seznam prvků obsažených v právě otevřené knihovně.
  • NETLIST - Vytvoří netlist (seznam signálů) z nataženého schématu nebo desky. Jsou zahrnuty pouze ty signály, které jsou připojeny k prvkům.
  • PARTLIST - Vytvoří seznam součástek schématu nebo desky. Jsou zahrnuty pouze součástky, které mají PINy (pájecí body).
  • PINLIST - Vytvoří soubor s popisem signálů připojených k jednotlivým PINům schématu nebo desky.
  • NETSCRIPT - Vytvoří netlist z nataženého schéma ve formátu Script souboru, který může být použit pro čtení nového nebo změnu netlistu na desce.
  • IMAGE - Vytvoří obrázek návrhu SCH nebo DPS, který lze uložit, zkopírovat do schránky (Clipboard), černobílý (Monochrome), nastavit rozlišení s DPI (Resolution).

CAM Procesor - standardní výstupy z programu (tiskárna, plotter, vrtačka, TIF-obrázek,...)
Zde si popíšeme jak vytisknout vámi navržený plošný spoj. Lze tisknout dvěma způsoby :
  1. Lze tisknout přes CAM Procesor (viz obrázek), ale má to tu nevýhodu, že zde nemusí být ovladač pro vaši tiskárnu (někdy lze použít podobný typ). Výhodou je, že si lze přednastavit co chceme tisknout a potom si stačí jen správně vybrat.

    Přiřazení barvy k číslu v Cam procesoru :

      0: Black (černá)
      1: Blue (modrá)
      2: Green (zelená)
      3: Cyan (tyrkysová)
      4: Red (červená)
      5: Magenta (fialová)
      6: Brown (hnědá)
      7: LGrey (světle šedá)
      8: DGrey (tmavě šedá)
      9: LBlue (světle modrá)
    10: LGreen (světle zelená)
    11: LCyan (světle tyrkysová)
    12: LRed (světle červená)
    13: LMagenta (světle fialová)
    14: Yellow (žlutá)
    15: White (bílá)

    Za správnost přiřazení barev k číslům neručím, je dobré si je nejprve vyzkoušet






    Podrobnější popis k CAM Procesoru :
    Section - přednastavený typ (osazovák, spoje, součástky, plotr, vrtačka,...).
    Device - nastavení výstupního zařízení (tiskárny).
    Scale - velikost zvětšení (1 = skutečná velikost, 2 = dvojnásobná).
    Output - výstup. Lze tisknout do souboru (napíše se úplná cesta) nebo přímo do tiskárny (zadáme port, na kterém je připojena tiskárna např.: LPT1)
    Mirror - zrcadlo - používá se pro tisk spojů.
    Rotate - otočení o 90°
    Upside down - otočení o 180°
    Quickplot - pouze obrys desky
    Fill pads - plné pájecí body (bez bílého místa uprostřed)
    Offset - posunutí výkresu proti nulovým souřadnicím
    Page - rozměry stránky

  2. Nebo si nastavíme to, co chceme vytisknout Display (viditelné na obrazovce), klikneme na Print a vytiskneme (případně i do PDF).
    Pro tyto účely mám vytvořené SCRiptové soubory s nastavení barev a vrstev, které stačí jen načíst a pak tisknout
    MIRROR - zrcadlení - na tisk předlohy (Bottom - spodní strana) pro fotoecestu (kdy má být inkoust k fotocitlivé vrstvě) - Mirror NE
    ROTATE - otočení výstupu o 90°
    UPSIDEDOWN - otočení výstupu o 180° Spolu s ROTATE celkem o 270°
    BLACK - vytiskne vše černě
    SOLID - ignoruje nastavení druhů výplní hladin - vše vytiskne s pevnou výplní
    Scale factor - poměr velikosti oproti skutečnosti (pozor na velké návrhy, Eagle je může i přes nastavenou velikost 1 o trochu zmenšit, aby se vešly na papír)
    Page limit - nastaví maximální počet stran

  3. Další obdobná možnost je po nastavení Display použít File/Export/Image a tento obrázek si ještě vhodně upravit v některém grafickém programu, a pak i vytisknout se správně zadaným rozlišením v DPI (vhodné je 600x600 DPI).



Knihovna - Library

Knihovna se skládá ze 3 základních celků. Device = Package + Symbol.

library.png, 1 kB
Description - popis - info o knihovně

Device - "definice - spojení" jednotlivých částí package a symbol v jeden celek
Package - pouzdro součástky (pro Board)
Symbol - schématická značka

Remove - odstranit - smazat součástku (je třeba vepsat název mazané součástky)
Rename - přejmenovat součástku (je třeba vepsat starý a pak nový název součástky)


Vytvoříme si nový Symbol, např. rezistor. Pojmenujeme jej R a potvrdíme Create new symbol.

lbr_symbol.png, 11 kB

  • Nakreslíme vrstvou 94 - symbol rezistoru, zde je možno zjemnit rastr (grid).
  • Přidámě Piny, v horní lišty se zobrazí nabídka :
    Orientation - natočení pinu
    Function - grafické zobrazení pinu
           None - žádná funkce
           Dot - negace
           Clk - vstup hodinového signálu
           DotClk - negovaný vstup hodinového signálu
    Leght - délky pinu
    Visible - viditelnost názvu Pinu a Padu
           Off - nezobrazení název
           Pad - zobrazí název padu (pájecí bod v package)
           Pin - zobrazí název pinu v symbolu
           Both - zobrazí název Pinu i Padu
    Direction - logický popis směru toku signálu (pro kontrolu ERC).
           NC - není připojen žádný signál
           In - vstup
           Out - výstup
           I/O - vstupu i výstup (obousměrný)
           OC - otevřený kolektor nebo otevřené hradlo
           Hiz - třístavový výstup (0, 1, vysoká impedance)
           Pas - pasivní vstup (odpor, kondenzátor, ...)
           Pwr - napájecí signál (zdroj napájení)
           Sup - vstup napájení (Vcc, Gnd, Vss ..) - používá se jen v napájecích signálech.
    Pokud jsou ve schematické značce použity vývody Pwr a ve schématu existují odpovídající vývody Sup, jsou mezi nimi automaticky propojeny sítě.
    Swaplevel - Definuje možnost prohazování pinu s jinými piny. Hodnota 0 zakazuje prohazovat pin s jiným pinem schématického prvku. Hodnota větší než 0 znamená, že pin může být prohozen s jiným pinem ve stejné schematické značce, který má stejné číslo swaplevel.
    Není dobré označovat stejným číslem např. vstupy a výstupy hradel, ... vždy jen stejné (vstupy) nebo vzájemně zaměnitelné vývody - vývody rezistoru, trimru, aj ...
  • Pro umisťování pinů je důležité nastavení rastru (Grid) na 2,54mm (100mil), aby později nedocházelo při kreslení schématu k nespojení pinů a cest (nets)
  • Piny je dobré pojmenovat - zde postačí 1 a 2. Obsahuje-li součástka vícero pinů zapojených na stejný potenciál (třeba Gnd), pojmenují se tyto piny: Gnd, Gnd@1, Gnd@2, ... ve schématu se pak spojí v jedno Gnd (@+číslo se vynechá)
  • Aby se dala součástka pojmenovat, umístí se Text ve tvaru ">Name" ve vrstvě 95 - Names
  • Stejně tak i hodnota ">Value" ve vrstvě 96 - Values


Teď je na řadě vytvoření nového pouzdra součástky. Přepneme se do Package a vytvoříme novou položku s názvem třeba R-10 (rezistor s roztečí vývodů 10mm)

lbr_device.png, 13 kB

  • Nastavíme rastr (Grid) na 0,3175mm
  • Umístíme Pady s osmiúhelníkovým tvarem (Shape-Octagon), o průměru (Diameter) 1,9304mm a s dírou (drill) 0,8128mm
  • Pady se umístí od nulového bodu (křížek) na souřadnice (zobrazují se vlevo nahoře): -5.08   0.0 a na 5.08   0.0
  • Pady je vhodné pojmenovat (Name), zde postačí 1 a 2
  • Potom se nakreslí vrstvou 21 - tPlace obrysy a tvary součástky, tak aby tato vrstva nezasahovala do padů, v těch místech ji nahradí vrstva 51 - tDocu
    Vrstva 21 se používá při profi výrobě DPS, kdežto 51 se vypíná.
  • Stejně jako u symbolu se umístí i zde nápisy >Name a >Value ve vrstvách 25 a 27
  • Description - popis součástky, který se zobrazuje při rozbalení knihovny v Control panelu a při přidávání Add součástek do Sch a Boardu


Posledním krokem je vytvoření Device, zde pojmenujeme součástku taktéž R

lbr_device.png, 14 kB

  • Přidáme Add Symbol, tento můžeme pojmenovat
  • Poté přidáme New pouzdro (Package)
  • Pomocí Connect se propojí Piny (Symbolu) a Pady (Package)
  • Nataví se Prefix na R - podle toho se budou pojmenovávat součástky přidávané do schématu (R1,2,3... )
  • Value - On: Povoluje změnu aktuální hodnoty ve schématu.
    Off: Automaticky přepíše aktuální hodnotu z knihovny do schématu (např.7400) a ta nemůže být ve schématu změněna.
  • K jedné součástce je možno přiřadit vícero pouzder, mezi kterými se dá při návrhu vybírat pomocí Change/Package
    Pak je potřeba při výběru nového package ještě vypisovat Variant a každé jednotlivé pouzdro znovu propojit (Connection)
  • Addlevel - (change/addlevel)
           Next - Pokud součástka obsahuje více než jedno hradlo, symboly jsou do schématu vkládány s Addlevel Next.
           Must - Pokud některý symbol ze součástky je vložen do schématu, pak se současně objeví symbol definovaný s Addlevel Must. To se stane automaticky. Tento symbol nemůže být smazán, dokud nejsou smazány všechny ostatní symboly ze součástky.
           Always - Jako Must, ale přesto symbol s Addlevel Always může být smazán a vložen zpět do schématu pomocí příkazu INVOKE.
           Can - Pokud součástka obsahuje hradla Next, pak se hradla Can přidávají do schématu pouze zvláštním zavoláním pomocí příkazu INVOKE. Symbol s Addlevel Can může být vyvolán do schématu příkazem ADD pouze tehdy, když součástka obsahuje pouze hradla Can a Request.
           Request - Tato možnost se používá u napájecích symbolů součástek. Hradla Request mohou být vyvolána do schématu pouze explicitním zavoláním (příkaz INVOKE) a vnitřně se nepočítají. Efekt je v tom, že v součástkách s pouze jedním hradlem a jedním napájecím symbolem není jméno hradla přidáno do jména součástky. V případě 7400 se čtyřmi hradly (plus napájecí zdroj) jsou jednotlivá hradla ve schématu nazývána např.: IC1A, IC1B, IC1C and IC1D.
  • Swaplevel - možnost přehození stejně označených částí (např. hradel) - mají-li všechny stejné swaplevely


Po uložení knihovny a jejím přidání Use do seznamu Add lze již s takto vytvořenou součástkou pracovat.
Je-li ve schématu součástka použita, pak se upraví ve stejné knihovně a znovu přidá (Add) do schématu, tak se Eagle zeptá zda má nahradit za upravenou i všechny dosud použité součástky.

Vytvořeno 22.12.2002 zhruba po roční práci s Eagle, upgrade 1.3.2011
PaJa © PaJa-trb 2002- E-mail