Altium20.1使用教程 PCB板绘制方法 电饭煲电路设计
本文章记录Altium20.1的使用方法,利用电饭煲温度控制电路作为例程
文章目录
- 电路组成
- 一.绘制原理图
- 1.原理图如下:
- 2.元器件绘制:
- 3.对原理图进行编译
- 二、将原理图导入PCB
- 1.设置pcb板的布线规则
- 2.将原理图导入pcb
- 3.将元器件拖入框中,并进行自动布线
- 4.对PCB板进行辅铜
- 5.电气规则检查
- 三、成果展示
- 3D图:
- 四、遇到的问题及解决办法
电路组成
电路由四部分组成,分别为:温度采集信号部分、温度信号处理部分、控制温度电路、显示电路。其中主要器件为热敏电阻、A741集成运放、三极管和双向晶闸管2N1595。
一.绘制原理图
软件版本:Altium Designer20.1
1.原理图如下:
此处利用Altium Designer所绘制的原理图与网上的电路图有所区别,原电路图由220V电源输入,此处更改为VCC输入但需要在外部增加一个变压器,使得电路工作在15V电压左右。
2.元器件绘制:
(1) UA741MJG原理图和封装图:
由于AD20自带原理图库中没有UA741系列的原理图以及封装图,因此我们采用自行绘制的形式完成
a.根据电路图画出UA741MJG原理图:
b.上网查阅UA741MJG封装图:
根据上述封装图我们发现UA741MJG系列封装形式为SOIC格式,因此可以直接调用AD20中的封装库,并采用16引脚封装,调用出其封装图如图:
但是在后续的实践当中我们发现Texas Instrument所生产的UA741MJG采用的封装格式为8引脚封装,为了简化封装电路,因此决定采用后者的封装图如图:
注:大部分原理图以及封装图均可以从网站:snapeda.com中获取
(2)双向晶闸管2N1595原理图和封装图
同样由于AD20自带库中找不到晶闸管的原理图以及封装图,因此此处决定自行绘制
a.根据电路图画出2N1595的原理图:
b.上网查阅2N1595封装图:
根据2N1595的封装图可见,其对各个尺寸以及角度都有要求,例如L的长度最低不能超过5.1mm、E的最小宽度为0.78mm等,因此根据其要求绘制出封装图如图:
(3)其他元器件原理图和封装图
剩余所有电阻、电容、热敏电阻、三极管等元器件均可以在AD20自带库Miscellaneous 中找到,因此直接调用即可。至此,所有我们所需要的元器件原理图和封装图均绘制完成,创建一个新的原理图库以及封装图库,将所绘制的原理图和封装图统一放置在库中,方便之后调用。
3.对原理图进行编译
现所有原理图已经绘制完毕,选择原理图,并右键点击compile document eletric cooker.schdoc对原理图进行编译,发现没有任何结果,打开右下角panels调出Message页面发现编译成功,没有出现错误,如图:
二、将原理图导入PCB
1.设置pcb板的布线规则
- 新建pcb文件并保存,点击‘设计—规则’,设置Electrical Clearance最小间距=6mil
- Routing Width最小宽度10mil,最大宽度24mil,首选宽度14mil;点击应用
2.将原理图导入pcb
代码如下(示例):
- 新建pcb project,点击‘设计—Update Schematics in PCB_project’将原理图导入PCB
3.将元器件拖入框中,并进行自动布线
将元器件按照原理图形式拖入框中
为了最大限度利用PCB板资源,因此需要按照图示去规划板子形状,这时需要选中下方的Mechanical层,利用线条将元器件围住后并全选绘制内容,点击‘设计—板子形状—按照选择对象定义’,如下图所示:
于是得到规定板子形状的PCB图,如下图:
点击‘布线—自动布线—全部’,得到如下界面,发现所有线已自动布好:
在原理图比较简单的情况下可以采用自动布线,此时不会出现太多问题,即使出现,也可以手动进行更改;但是当原理图过于复杂时,建议手动布线
4.对PCB板进行辅铜
由于pcb板分为两层,因此需要依次将两层板进行辅铜
点击‘放置—辅铜—选中PCB板’完成辅铜,但是还需要对其细节进行定义,双击选择辅铜层,右边弹出窗口,更改右上角properties中Net为GND,并且此时Layer为Top Layer顶层,最后右下角选择‘Remove Dead Copper’去掉多余的辅铜以节约材料
此时会发现图中出现许多绿点报错,需要我们再次辅铜,点击‘工具—辅铜—所有辅铜重铺’完成顶层辅铜工作,如下图:
Ctrl+C顶层辅铜层,Ctrl+V复制辅铜层,再次对底层进行辅铜操作即可,所有操作与顶层辅铜操作基本相同,但注意此时Layer层选择为Bottom Layer底层,如下图:
5.电气规则检查
点击‘工具—电气规则检查—运行’
得到检查报告,发现总共出现74个错误,分为三类:
a.Minumun Solder Mask Silver
b.Silk To Solder Mask
c.Silk To Silk
其实三类错误均属于规则性错误,回到pcb界面,重新设置上述三者的规则即可,即将规则中的最小间距均修改为0或1mil,设置规则详情如下图红圈所示:
再次进行电气规则检查,发现没有错误出现:
至此完成pcb绘制
三、成果展示
正面
反面
3D图:
正面:
反面:
四、遇到的问题及解决办法
在Altium Designer20自带库中无法找到部分元器件所需要的原理图以及封装图,此时需要自己进行绘制或者到网上下载原理图及封装图库,对于复杂的元器件,自行绘制会花费较长时间,因此到网站上直接查找元器件库可以大大缩短设计时间,我们找到比较全面的免费原理图及封装图库网站为:snapeda.com
当我们需要自行绘制元器件的封装图时,要通过上网查询该元器件的pdf,但是pdf大多很分散并且不规范,在找pdf上花费大量时间,后来我们找到了pdf集成网站:ic37.com(中国IC网),大大减少了我们所花费的不必要的时间
在绘制pcb图时,发现各个元器件间有飞线连接,在放置元器件时十分遮挡视野,此时可以点击快捷键N,将所有飞线隐藏,便于元器件的放置;同时,可以点击‘工具—器件摆放—在矩形区域排列’,此时所有元器件均排列在pcb板附近,便于拖动进入pcb板
刚开始操作时,原理图画好后不能直接导入到pcb文件中,一直找不到原因,后来通过建立project文件,再导入到pcb得以解决。实际上未建立project文件前,所有的文件都为自由文件,无法将原理图导入到pcb图中去
在绘制好元器件封装图后,需要到properties中添加footprint,但是发现出现“灾难性错误”提示,后面将文件所在位置的文件夹改为英文名称文件夹即可解决
在设置规则时,可以将电线最小间距改为6mil,在适合电路电流大小要求的情况下,6mil的尺寸是厂家免费可以做到的最小规格,同时在绘制时由于尺寸的要求,我们需要知道电线以及元器件的尺寸,可以调用快捷键‘Ctrl+M’直接进行长度测量,消除测量方法为‘Shift+C’
在绘制好UA741MJG的原理图后,当我将其原理图添加到整个电路中去时,发现并不能和周围的导线连接,且会导致后面布线时无法拉出导线与其连接,出现这样问题的原因是绘制原理图时,其引脚的方向设置反了,再将其引脚方向更改正确后问题得到解决
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