Stabilisierter Gleichrichter

Vorgehensweise

Nachdem die Eagle Software erfolgreich installiert wurde, starten wir das Programm und es erscheint das Eagle Control Panel.

Dort müssen wir als erstes ein neues Projekt anlegen, dafür müssen wir auf Datei –> Neu –> Projekt, wie in Abbildung 1 zu sehen ist, klicken.

Abbildung 1: Anlegen einer neuen Projektdatei

Nachdem ein neues Projekt angelegt wurde, hat man nun die Möglichkeit, einen Schaltplan anzulegen. Dies geschieht ebenfalls über das Control Panel (siehe Abbildung 2).  Datei –> Neu –> Schaltplan.

Abbildung 2: Einfügen eines Schaltplanes

Nun haben wir den Schaltplan erstellt und es erscheint folgender Bildschirm.

Abbildung 3: Schaltplan

Das Programm arbeitet mit verschiedenen Befehlen. Zum Verständnis eine Auflistung der Befehle.

Add Objekte der Bibliothek hinzufügen
Use Bibliothek in das aktuelle Projekt einbinden und laden
Rotate Objekt Drehen
Grid Ein Raster über Schaltplan oder Board anzeigen
Move Lässt Objekte bewegen
Delete Löscht Objekte
Group Gruppiert Objekte
Info Eigenschaften des Objektes
Value Wert des Objektes ändern
Name Namen des Objektes ändern
Show Hebt Objekte und Netze im Schaltplan hervor
Board Öffnet die Boardansicht
Net Objekte im Stromlaufplan mit Leitungen verbinden
Ratsnest Optimieren der Luftleitungen der Platine, errechnet die kürzesten Leitungswege
Route Kupferleitung legen
Ripup Kupferleitung in Luftleitung umwandeln um sie neu zu verlegen.
ERC Überprüfen des Schaltplans
DRC Überprüfen der Platine

Diese Befehle können in die Befehlszeile eingegeben werden.

„Grid“ für den Schaltplan anlegen

Abbildung 4: Raster anlegen

Tippen wir nun in die Befehlszeile „Grid“ ein , öffnet sich wie in Abbildung 4 zu sehen ein Fenster mit den Grid-Einstellungen. Dort wird nun bei der Anzeige „Ein“ gewechselt und anschließend mit „Ok“ bestätigt. Das ganze vereinfacht uns das Platzieren der Bauteile.

Stückliste

Jetzt steht das Grundgerüst für die Bestückung unseres Schaltplanes. Als aller erstes zeige ich eine kleine Stückliste mit den erforderlichen Bauteilen für den Schaltplan. Diese habe ich aus der Aufgabenstellung zusammengestellt.

Bezeichnung Information Anzahl
A4L-LOC Frame 1
1N4004 Diode 4
ZPY Zener Diode 1
CPOL-EUE10-25 Kondensator 1
R-EU_0207/10 Widerstand 1
BD139 NPN Transistor 1
SH 22,5 Sicherungshalter 1
W237-O2P Wago-Schraubklemmen 2
Mount Hole 4,3 Montagelöcher 4

Mit dem Befehl „Add“ in der Befehlsleiste können wir uns die Bauteile in den Schaltplan hinzufügen (Abbildung 5). Das Ganze haben wir uns ein wenig vereinfacht, indem wir ganz am Anfang unsere Bibliothek „Grundschaltungen“ eingebunden haben. Dort finden wir fast alle Bauteile die notwendig sind.

Abbildung 5: Hinzufügen der erforderlichen Bauteile

Nun müssen alle Bauteile eingefügt werden. Mit dem Befehl „rotate“ lassen sich die Bauteile drehen, dadurch lassen sich die Dioden zum Beispiel in die richtige Sperrrichtung drehen. Hat man jetzt aus Versehen ein Bauteil zu viel in den Schaltplan eingefügt, kann man dieses mit dem Befehl „delete“ wieder löschen.

Verdrahtung/Vernetzung der Bauteile

Nachdem alle Bauteile in den Schaltplan hinzugefügt und in die richtige Position gedreht worden sind, müssen diese noch vernetzt werden.

Dafür geben wir in der Befehlszeile den Befehl „net “ ein. Damit es später bei der Kontrolle des Schaltplanes keine Fehler gibt, muss bei der Vernetzung der Bauteile darauf geachtet werden, dass das Vernetzen der Bauteile korrekt ausgeführt wird. In den folgenden Abbildungen 6  und 7 sieht man, wie eine korrekte Vernetzung durchführt wird.

Abbildung 6: Fehlerhafte Vernetzung
Abbildung 7: Korrekte Vernetzung

In der Abbildung 6 sieht man, dass mit dem Befehl „net“ die Bauteile durchgezogen worden sind, dies ist aber falsch. Richtig wurde es in der Abbildung 7 gemacht.

Wenn wir nun Änderungen am Namen der Bauteile oder Werte Anpassungen der Bauteile vornehmen wollen, können wir dies mit dem Befehl valuedirekt durchführen. Über den Befehl „info“ erhalten wir eine Übersicht der Objekteigenschaften, in der wir in der letzten Zeile ebenfalls den Value (Wert) ändern können.

Hat man alle Bauteile richtig platziert und richtig vernetzt, müsste unser Schaltplan so wie in der Abbildung 8 aussehen.

Abbildung 8: Vollendeter Schaltplan

Kontrolle des Schaltplanes

Mit dem Befehl „ERC“ in der Befehlsleiste können wir unseren Schaltplan auf Fehler überprüfen lassen. Fehler könnten zum Beispiel: Vernetzungsfehler, fehlende Knotenpunkte und Beschriftungsfehler der Bauteile sein.

Abbildung 9: Kontrolle des Schaltplanes

Boarderstellung

Kommen wir nun zum eigentlichen Übertragen des Schaltplanes. Mit dem Befehl „board“ in der Befehlszeile, generieren wir unseren Schaltplan in eine Leiterplattenplatine um, wie in Abbildung 10 zu sehen.

Abbildung 10: Generieren einer Leiterplatine

Nach dem Generieren sind die Bauteile noch ziemlich durcheinander und zusätzlich ist in der Eagle Light-Version nur ein kleines Feld für das Sortieren der Bauteile vorhanden.

Mit dem Befehl „move“ in der Befehlszeile können wir die Bauteile in das erlaubte Feld hinüberziehen. Dabei ist zu beachten, dass die Bauteile sich nicht zu sehr überkreuzen (siehe Abbildung 11).

Abbildung 11: Grobes Sortieren der Bauteile im erlaubten Feld
Abbildung 12: Optimierte Leiterplatine

Die Leiterbahnenerstellung können wir mit dem Befehl „route“ in der Befehlszeile beginnen. Trotzdem ist besondere Vorsicht geboten, denn wenn man sich Knotenpunkte oder Vernetzungsfehler leistet, wird dies in der Endkontrolle bemängelt.

Mit dem Befehl „ripup“ lassen sich Verlegungen der Leiterbahnen wieder rückgängig machen.

Endkontrolle des Boards

Mit dem Befehl „DRC“ in der Befehlszeile wird das Board auf Fehler überprüft.

Wenn wir Fehler verursacht haben, wie in Abbildung 13 zu sehen, wird uns dies angezeigt.

Abbildung 13: Fehler beim DRC

Diese Fehler müssen beseitigt werden, damit die Leiterplatte funktionieren kann. Nachdem die Fehler beseitigt worden sind, wird dies bei der „DRC-Kontrolle“ mit „keine Fehler“ bestätigt.

Nun können wir unser fehlerfreies Board in Auftrag für eine selbstentwickelte Leiterplatine geben.

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