Curso Eagle 6

RAMA ESTUDIANTIL IEEE-TECSUP

CURSO EAGLE 6.2

2012

RAMA IEEE-TECSUP

Ing. Armando Sarco Montiel

CURSO EAGLE 6.2

Para disear una nueva placa con el Eagle 4.13 primero crearemos el esquema de la misma y luego disearemos la placa de circuito impreso. En el Control Panel del Eagle creamos un nuevo proyecto para nuestra placa con el botn derecho del ratn:

al que llamaremos 4_detectores

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

Se abrir la ventana para poder dibujar el esquema.

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1. Esquema Los componentes para nuestro esquema estn ordenados y guardados en libreras por lo que debemos seleccionar las libreras que vamos a necesitar:

Para esta placa necesitamos estas libreras: Librera 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 librera con-wago-500 y de entre todas las bornas elegimos la de dos contactos y lo colocamos en el esquema:

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

Componente W237-102 W237-103 1N4004 R-EU_207/10 C-EU050-025X075 CPOL-EUE2.5-6 PC847 MOUNT-HOLE3.0

Descripcin Borna de 2 contactos Borna de 3contactos Diodo Resistencia 10mm Condensador 2,5x7,5mm Condensador electroltico 6mm Optoacoplador Agujero de 3mm

Si ya no tenis espacio para colocarlos podis centrar la distribucin con Fit

Ir colocando los componentes con un orden y distribuyndolos espaciados, luego se tendrn que dibujar los hilos de unin entre ellos. No juntis componentes, es mejor unirlos luego con hilos.

Podis ir moviendo los componentes en el esquema, individualmente o cercndolos se puede mover agrupado.

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Para mover componentes usar Move si los movemos con el botn izquierdo del ratn los moveremos individualmente, si los movemos con el botn derecho del ratn los que tenamos agrupados podremos moverlos a la vez.

Distribuyndolos en el esquema ordenadamente tendremos algo parecido a esto:

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

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

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1)

2)

3)

4)

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

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Ahora podemos colocar los valores de cada componente:

Podis cambiar incluso la denominacin del componente si no estaba el que necesitis en la librera:

Para hacer ms legible el esquema podemos mover la descripcin y valor del componente con Smash

Aparecern unas crucecitas con las que con Move podremos moverlas y orientarlas convenientemente:

Tambin podemos incluir textos descriptivos:

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Y cambiarle el tamao:

Una vez finalizado el diseo del esquema quedar as:

Ahora podemos crear la placa de circuito impreso:

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2. Circuito impreso Aparecer la ventana del diseo de la placa con los componentes fuera de ella, mantened abierta la ventana del esquema para que el diseo del esquema y de la placa sean consistentes y los posibles cambios en una se reflejen en el otro. Las lneas que unen los componentes corresponden con las uniones que habis hecho con los hilos en el esquema lo que nos ayudar a la hora de dibujar las pistas de la placa.

Con Move podis ir colocando los componentes dentro de la placa, la versin demo tiene algunas limitaciones en cuanto al espacio de la placa que podis hacer, as que procurad colocarlos centrados en los limites de la placa.

La rejilla de diseo se puede modificar, as la distancia entre componentes y por dnde irn luego las pistas se puede adaptar a vuestras necesidades:

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Aqu he elegido una rejilla de 0.0125 pulgadas:

Una vez colocados y ayudados por las lneas que indican la conexin entre patillas, os puede quedar algo as:

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Para ver la distancia ms corta de esas uniones usad Ratsnets:

2.1 Trazado automtico Ahora podemos hacer que Eagle nos disee el trazado de las pistas de la placa automticamente:

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

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Eagle nos trazar las pistas siguiendo sus reglas y tendremos algo as:

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 Descripcin 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 vas

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

Como veis el resultado automtico aunque es correcto tiene detalles que lo hacen poco recomendable, como la distancia de pistas a pads o el mismo trazado en s. Vamos a mejorarlo con el trazado manual de las pistas. Con Ripup podemos ir borrando las pistas que no se han dibujado como queremos o si las queremos borrar todas y empezar de cero, hacemos Ripup y Go.

2.2 Trazado manual Para el trazado manual de las pistas elegimos Route

Aparecer la barra de men 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 realizandoRAMA IEEE-TECSUP Ing. Armando Sarco Montiel

con ngulos de 45

Marcamos un pad y se iluminar y activara el ratnest hasta el siguiente ms prximo de la misma seal:

Unimos ambos pads haciendo el trazado que ms nos convenga:

Continuamos con los dems pads:

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

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La placa con las pistas acabadas:

Podemos aadir texto en la cara de soldaduras:

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

Tambin podemos recolocar la serigrafa de los componentes:

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Si alguna pista necesita ser ms gruesa por la corriente que consume podemos variar su ancho si no lo hemos hecho al dibujarla:

Resultado final de las pistas:

la serigrafa:

la placa finalizada:

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Consejos: Al acabar la placa, crea un polgono que incluya todas las pistas y componentes, y le asignas la seal de masa, GND, de esta forma, la parte que deber ser atacada por el Cloruro Frrico (ClFe) ser mnima y el proceso es mas rpido. Adems el resultado es mucho mas profesional. Dicho de otra forma, hay alguna forma de que el espacio en blanco que queda entre las lneas se pueda rellenar de negro, de forma que el toner al final cubra una mayor superficie de la placa de cobre y el cido tenga que atacar menos cobre y los circuitos queden listos ms rapido? Necesitas hacer un poligono alrededor del circuito. - 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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Fjate en el botn resaltado en ambas imgenes para saber como crear la capa GND. En la web de CadSoft en downloads, encontrars libreras, que incluyen PICs nuevos, el CNY70, L392D etc. Si no encuentras el componente que necesitas insertar, tendrs que crearlo, consulta el manual.Impresin del circuito.

Al imprimir slo necesitas que sean visibles las capas Botton, Pads, Vas y dimension. Si haces la placa a dos caras, en la segunda necesitars imprimir slo las capas Top, Pads, Vas y dimension La placa impresa queda tal que as:

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Arriba pistas, abajo la serigrafa. Para un resultado profesional imprimiremos tambin la serigrafa de la posicin de los componentes, luego la colocacin de los componentes es mucho ms sencilla. Te recomiendo que pongas siempre algn texto en el layout de la placa, recuerda que al imprimir las letras debern verse como reflejadas en un espejo, si no es as no sigas adelante. Te recomiendo tambin que seales las lneas de alimentacin y las lneas de seal ms importantes, para el testeo posterior de la placa. Imprime al mximo de calidad en la impresora lser, si no tienes lser, 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. Preparacin de la placaPara 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 versin mejorada del TE-20 SE, ya que graba pics de la serie 16F8XX y los pics de la serie 18F45X, 18F4550 (el PIC UBS), tambin graba las memorias seriales 24XX, sin contar los clsicos 16F84A, 16F623, etc.

Adems de montar el grabador, luego veremos como grabamos un programa en un pic usando el WinPic800 (segn mi experiencia mejor que el ICprog), para la simulacin de pics usamos el Proteus ISIS 6.7 SP3 (buenazo sobre todo si no quieres estar grabando los pics a cada instante 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 ms importantes, bueno a trabajar

3.1 El Grabador. 3.2. Qu Necesitamos? La mayora de componentes electrnicos lo podemos encontrar en diferentes establecimientos (pero donde yo encontr casi todos y a buenos precios es en la tienda electrnica Continental y hasta me hicieron descuento), bueno debes saber que puedes adquirir opcionalmente el cable para conectar el grabador a la PC, o sino hacrtelo 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 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 continuacin se procede a detallar la forma como se hace la palca impresa de nuestro Grabador FullPics L0-G3TPE, se que quizs a la mayora no le resulte al primer intento, pero la practica hace al maestro, les deseo suerte y que la fuerza los acompae (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 ningn tipo de impurezas en la superficie

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

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

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3. Luego encajar la impresin 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, adems que la superficie de la plancha no tenga imperfecciones , ya que puede raspar el papel, sera bueno que pulas la plancha antes. Cuando planches hazlo hasta que veas la impresin 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 frtalo con las yemas de las manos y 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 impresin puedes repararlo usando un plumn de tinta indeleble negro (bueno mi amigo de la foto no tenia plumn negro solo rojo, pero igual sali bien)

8. una vez realizado todos los retoques, colocamos la placa en cido ferrico, y esperamos, pero si tenemos prisa podemos hacer un bao mara con otro recipiente con agua y colocarlo nuestro recipiente con cido encima y vern que la placa va estar listo en un instante, otro tip seria mover el recipiente con cido de un lado para otro para que acelere el proceso.

9. Luego de que el cido realizo su trabajo, sacamos la placa y lo lavamos con agua, para poder quitarle la impresin usamos ayudin (detergente para lavar ollas) y una espuma (poco spera) y frotar fuerte hasta quitarle todo la impresin, pero tambin 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 pequeas que encuentres y un taladro como el de la foto, pero tambin se pueden fabricar su propio taladrito con un motor pequeo (encontr uno bueno a 2 soles en la cachina) y comprarte el adaptador para la broca a 2 soles y listo (cmprate varias brocas ya que son frgiles y se rompen fcilmente).

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11. Finalmente debe quedarte como se muestra en la foto, verifica muy bien que todos los agujeros estn correctamente perforados, prueba los componentes que van a entrar en ellos lo hagan con facilidad, de lo contrario con una broca ms grande perfora de nuevo los agujeros pequeos (los agujeros de los zener, el conector DB9 y de los zocalos). Hasta aqu ya tienes la placa lista para montar en ella los componentes (lo dems 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 opcin), estao, grasa para soldar, una pequea 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 estn con color 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 hembraIng. Armando Sarco Montiel

Una vez reconocido los componentes soldamos las resistencias, luego los zcalos de 8, 18, 28, y si vamos a usar el de 40 normal tambin (tener en cuenta el sentido de los zcalos), pero si van a usar el ZIF (el que recomiendo usar) djenlo 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 zcalo 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 darn cuenta que es muy fcil disear 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. Cmo empezamos? Primero cargamos el programa, el entorno debe ser as (isis proteus v 6.7)

hacemos click en P, para aadir los componentes que vamos a usar, luego nos saldr 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 podrn ver los pulsadores estn en la parte baja del puerto B, y los leds en la parte parte baja del puerto A.

Luego buscamos la opcin Add/remove Source Files, para poder crear nuestro archivo .asm, adems de poder seleccionar el tipo ensamblador.

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 cdigo fuente, hacemos click en Source y luego en la opcin 1. luces.asm, luego se nos abrir el editor de texto Source Editor, en el cual vamos a escribir nuestro cdigo 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 indicndonos que la compilacin fue exitosa (Build completed ok), si eso ocurri 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 abrir la ventana de edicin del pic, en aqu tenemos que cargarle el programa, configurar la frecuencia de trabajo y si quieren tambin 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 simulacin hacemos click aqu, y empezamos a activar los interruptores para ver la simulacin.

A continuacin se muestran algunas imgenes de cmo se comporta nuestro programa.

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

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5.1. Caracteristicas del WinPic800

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

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

Los microcontroladores Pic estn agrupados segn su familia, adems posee una descripcin de la memoria de programa y la memoria eeprom de cada pic, adems tambin puede grabar DsPIC de la serie 30F, memorias seriales (que podemos usar ya que nuestro grabador graba memorias seriales 24Cxx), tambin 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 simulacin, 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 est en perfectas condiciones nos indicara se detecto un 16F84A. Luego cargamos

Gracias Totales!RAMA IEEE-TECSUP Ing. Armando Sarco Montiel

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