magyar elektronika

E-mail cím:*

Név:

{a-feliratkozással-elfogadja-az-adl-kiadó-kft-adatvédelmi-és-adatkezelési-tájékoztatóját-1}

RS Comp 3Ha munkája során problémába ütközött, a tervezőmérnök még 20 éve is legfeljebb közvetlen kollé­gáival konzultálhatott. Napjaink „behálózott” világában azonban egész mérnöki közösségek segítőkész tagjainak tapasz­talataira számíthatunk, sőt, az ilyen fórumokon nemritkán még – egyébként költséges és nélkülözhetetlen – mérnöki szoftvereszközök is ingyen hozzáférhetők. Példa erre az RS Components cég DesignSpark közösségi fóruma, és a – ma már gyakorlatilag csak szoftvertámogatással végezhető – NyÁK-tervezés eszközkészlete, a DesignSpark PCB.

 

A DesignSpark PCB-ről

A DesignSpark PCB az RS Compo­nents NYÁK-tervező eszköze, amely része egy mechanikus és elektronikus tervek gyors prototípuskészítését támogató alkalmazáscsomagnak. 2010-ben azzal a Number One Systems-vállalattal együttműködve adták ki, amely az Easy-PC CAD-programot megalkotta. Ezért – nem meglepő módon – a DesignSpark PCB sok hasonlóságot mutat az Easy-RC CAD-programmal.
Az RS Components virágzó, aktív online közösséget hozott létre, nagyszerű oktatóanyagokkal – ami nem meglepő, mert az RS egy jól ismert, megbecsült, világméretű szervezet, és rengeteg energiát fektetett a csomag népszerűsítésébe.
Az eszköz ingyenes, még keres­kedelmi használatra is. Ingyenessége révén a mérnököt nem kötik szigorú licencelési szabályok, nincs korlá­tozva, hogy a programot hány számítógépre telepítik fel. Azonban állandó internetkapcsolatot igényel, ami idegesítő tud lenni; a szerző is áldozatául esett a cikk írása közben.
Ingyenessége ellenére az RS Components állítja, hogy ez egy teljes értékű, professzionális program, amellyel többoldalas tervrajz, bármekkora méretű NyÁK és a hozzá tartozó gyártási adat hozható létre. Az igazi kérdés azonban az, hogy vajon mennyire egyszerű megtanulni. A szerző véleménye talán jellemző lesz, mert – annak ellenére, hogy jó pár CAD-csomagot használt már az elmúlt évek során – profi NyÁK-tervezőnek nem számítja magát, és korábban még nem használta ezt az alkalmazást.

A feladat

A DesignSpark PCB segítségével megtervezünk egy egyszerű USB-interfészt egy lábvezérelt kapcsolóhoz, amely a felhasználó lábának egyetlen érintésére egy sor billentyűparancsot hajt végre egy EPROM-programozási alkalmazásban. A szoftvertervezéstől most eltekintünk, mindazonáltal a mikrokontrollert ki kell válaszanunk, mert nemcsak a szoftvermegoldást, de a hardvertervezést – és ezen belül a NyÁK-tervezést is befolyásolja.
Először is fogalmazzunk meg néhány követelményt és tervezési döntést, amelyek leegyszerűsítik a tervezést.
Két bemenetet tervezünk a panelen, amelyek benyomható pillanatkapcsolókhoz fognak csatlakozni. Ugyancsak a panelen helyezünk el egy B típusú USB-aljzatot a számítógéphez történő kapcsolódáshoz. Ki fogunk választani egy DIL-tokozatú mikrokontrollert, amely ingyenes USB-veremmel és ingyenes szoftverfejlesztési eszközlánccal rendelkezik. Teljes sebességű USB-módot fogunk használni, mivel ennek az eszköznek igen alacsony az adatsebessége (12 Mb/s), és nem igényel különleges, nagy frekvenciájú NYÁK-konstrukciót.

Alkatrészválasztás

Az ilyen típusú munkára a kedvenc mikrokontrollerünk a Microchip PIC18F2550-I/SP terméke. Nagyszerű integrált fejlesztői környezettel (IDE), ingyenes USB-ve­rem­mel és fordítóprogrammal rendelkezik.
A kialakításhoz kizárólag furatszerelt alkatrészeket használunk. Csak néhány panelt kell legyártanunk, ezért nem akarunk magas gépigényű, felületszerelt beültetési technológiát tervezni. Az alkatrészek kézi ráforrasztása néhány példányos sorozat esetén elfogadható; megtakarítjuk ezáltal a forrasztási sablonok árát és az elkészítésük időigényét, tehát gyorsabban készen is lehetünk a panelekkel (vagy akár házon belül is marathatunk sablont).
A lábkapcsolót – amely a NYÁK-ter­vezés szempontjából nem lényeges elem – gyorsan megtaláltuk az RS honlapján a „lábkapcsoló” keresőszó beírásával.
A panelt két bemenettel látjuk el, kapcsolónként eggyel.

A szoftveralkalmazás telepítése

Az alkalmazás telepítője az RS honlapjáról letölthető: http://www.rs-online.com/designspark/electronics/.
A szoftver kizárólag a Windows újabb generációs operációs rendszereit támo­gatja. Ha Linuxot vagy MAC-et használ, Wine vagy virtuális gépre telepített Windows alatt kell futtatni. A telepítés egyszerű volt (miután rájöttünk, hogy rendszergazdaként kell futtatni a telepítőt), de a folyamat befejezéséhez „aktiválni” kellett a programot. Ehhez a DesignSpark fórumon létre kellett hozni egy fiókot, és meg kellett adni egy érvényes e-mail címet. Az RS felhívja a figyelmet a „megfelelő marketinganyagok” küldésére is, azonban ezek száma elenyésző.

Használat közben

A DesignSpark első futtatásakor néhány hirdetéssel megjelenik a kezdőoldal. Nincs látható tervezőfelület, de ez érthető, mert ebben a fázisban létre kell hoznunk egy projektet. A File→ New (Fájl→ Új) elem kiválasztásával megjelenik egy párbeszédpanel, ahol megadhatjuk a projekt nevét, majd létrehozhatjuk a tervrajzot. Ennél a pontnál egy párbeszédpanelünk van, ahogy azt az 1. ábra is mutatja. Speciális alkatrészeket a ModelSource (ModellForrás) könyvtáron keresztül érhetünk el, amely a kiválasztott RS-alkatrészek online adatbázisa, vagy válogathatunk az általános eszközök könyvtárából is.

 

RS Comp 1

1. ábra A tervezés kezdete: betöltünk egy mikrokontrollert a ModelSource-könyvtárból. A belső ablakban bármilyen fájlt beilleszthetünk a projektbe. Ebben az esetben jpeg fájlformátumban van egy fényképünk az eredeti tervről, amely egy jegyzetfüzetben készült

 

Kezdeti tervrajzunk vázlatát egy jegyzettömbbe rajzoltuk le, lefotóztuk, letöltöttük a számítógépre, majd támogatófájlként importáltuk. Ehhez hasonlóan a tervező az összes jegyzetét a CAD-tervvel együtt tárolhatja a projektben. A tervrajz elkészítése – ne feledje, ez volt az első találkozásunk a DesignSparkkal – egyszerű volt, mindössze 30 percet vett igénybe. Még néhány extra I/O-érintkezőt is elhelyeztünk a későbbi ellenőrzés céljából. Az eredmény a 2. ábrán látható.
Rendkívül kényelmes, hogy a Model­Source révén egyetlen egérkattintással online adatlapokhoz lehet hozzáférni, felgyorsítva ezáltal a programban elérhető különleges alkatrészek közül a megfelelő kiválasztását.

 

RS Comp 2

 2. ábra  Az elkészült tervrajz. Figyelje meg, hogy a későbbi ellenőrzés céljából további bemeneteket is el kellett helyeznünk

 A tervrajz panellé alakítása

Mivel elégedettek voltunk a tervrajzzal, a panelterv létrehozásához kiválasztottuk a Tools→Translate To PCB... (Eszközök → NYÁK-ká alakítás) elemet. Először megjelenik a NYÁK-varázsló párbeszédpanel, amely közli, hogy végigvezet minket a folyamaton.
Először kiválasztjuk a kívánt paneltípust – egyoldalas vagy az alapértelmezett kétoldalas (ez a mi választásunk is), és így tovább. Ez a módszer sokkal egyszerűbb, mintha hagynák, hogy magunk kezeljünk több tucat réteget. A következő lépésben finomíthatjuk a rétegek listáját – nekünk megfelel az alapértelmezett. Ezután megadjuk a panel méreteit. Ezt is az alapértelmezett értéken hagyjuk, mivel a panel méretei változtathatók, ahogy rákerülnek az alkatrészek és a jelelvezetők.
Végül kiválaszthatjuk az alkatrészek automatikus elhelyezését és a megfelelő jelvezetést. Az automatikus elhelyezés ritkán sikerül, és ez ma sem volt másképp, így visszaléptünk, hogy magunk helyezzük el az alkatrészeket a panelen.
Az alkatrészek mozgatására szolgáló funkció ugyanolyan intuitívan használható, mint ahogyan a tervrajzot létrehoztuk. Nagyon hasznos tulajdonság, hogy az alkatrészek mozgatása közben a rendszer dinamikusan elvégezte a kivitel ellenőrzését, és újraszámolta a „légvezetékeket” (az alkatrészek közötti elvi kapcsolódást jelölő vonalakat) is. Ez meggátolja, hogy olyan kivitelezési hibákat ejtsen, amelyek egyébként csak később derültek volna ki.
Harminc perccel később, miután elégedettek vagyunk az alkatrészkiosztással, itt az ideje a jelvezetők elhelyezésének. Az automatikus elvezetés gyászos kudarcot vallott, emiatt a kritikus jeleket – az USB és az áramforrás jeleit – manuálisan vezettük el, majd hagytuk, hogy a rendszer fejezze be a maradékot. Nem is végzett olyan rossz munkát.
A réz kitöltés és a Gerber formátumú fájl létrehozása ugyancsak egyszerű és gyors volt. A 3. ábrától a 4. ábráig mindössze egy órába telt eljutni.

 

RS Comp 3

3. ábra Kezdeti panelkialakítás

RS Comp 4

4. ábra A végső panelkialakítás 3D-megjelenítésben

Összegzés

A tanulási idő még egy minimális CAD-tapasztalattal rendelkező felhasználó számára is elhanyagolható. A program képességei rengeteg kkv-nak megfelelőek (a szerző cégének is ez az első számú eszköze), és a mérnökök már néhány óra használat után is igen hatékonyan használhatják.
A szoftver korlátja a könyvtár mérete, de valljuk be, mindig is sok időt fogunk tölteni könyvtáraink értékelésével és rendszerezésével.
Az ingyenessége (és ennek ellenére korlátozás nélküli használhatósága) révén nehéz nála jobb eszközt találni.

 

Szerző: Mike Hibbett

 

A szerzőről

RS Comp szerzo

Mike az elmúlt harminc évet beágyazott rendszerek tervezésével töltötte, a kínai karakteres személyhívóktól kezdve az elektromos mérőműszerekig, az adattitkosítóktól az apró méretű platformokon át az IoT-ig. Jelenleg nagy teljesítményű platformok megfigyelőrendszereinek tervezésére fókuszál, és beágyazott szoftverekkel kapcsolatos ismere­tekre tanítja a következő generáció újítóit.

 

RS Components Magyarország
Tel.: +36 1 580 2262
Fax: +36 1 580 2264
E-mail: info@rscomponents.hu
hu.rs-online.com

Még több RS Components

 

Címkék: DesignSpark PCB | NyÁK-tervező