¿Dónde empiezo para el diseño de PCB Arduino?

Buscando recursos sobre cómo comenzar a llevar mis creaciones al siguiente nivel.

Donde estoy

• Soy un nerd desarrollador de software con experiencia limitada en diseño de hardware.
• Cómodo crear cosas con los tableros prefabricados Arduino Duelimanove / Uno con paneles de pruebas, cajas de proyectos y muchas cintas y bridas

Donde quiero ir:

• Convierta una solución de "placa de pruebas" en una PCB personalizada sin gueto
• Integre chips Arduino / Netduino en diseños
• Siendo un experto en software, realmente no deseo fabricar PCB a mano con el nuevo modelo de "diseño en computadora y que te lo envíen"
• Haga diseños en cantidades muy pequeñas (1 a la vez, quizás 5 a la vez como máximo)

Hasta ahora, en Google, he intentado buscar un fabricante de PCB externo que pueda tener un componente de plantilla Arduino que pueda colocar en una placa de PCB virtual y comenzar a jugar, pero no he encontrado nada. Supongo que hay algunas medidas específicas que me permitirían crear mi propio componente, pero no tengo idea de cómo se llaman para buscarlos.

Cualquier recomendación aquí sería apreciada sobre proveedores, software, conceptos sobre los que necesito educarme y demás.

Cualquiera que sea el paquete CAD que use (yo uso Eagle y las "limitaciones" nunca me han causado ningún dolor hasta ahora), lo que necesitará son archivos gerber. En Eagle, los genera utilizando lo que se llama un trabajo CAM (yo uso el de Sparkfun ). Por cierto, el Tutorial de Sparkfun Eagle también es bastante bueno para que comiences si sigues esa ruta, y también hay un screencast de Adafruit . También puede obtener los archivos Eagle para las placas Arduino directamente desde su sitio web (también para sus placas más antiguas ).

Una vez que tenga los archivos gerber, solo necesita comprimirlos y enviarlos a una casa fabulosa. Para volúmenes bajos, el servicio de prototipos de calidad decente más barato que he encontrado es DorkbotPDX para placas pequeñas. También he usado BatchPCB, pero los he encontrado más caros y más largos.

Comencé a aprender un software de diseño de PCB e hice con éxito un prototipo de PCB en funcionamiento que contenía dos Arduinos, RTC, EEPROM externo, módulo de RF y algunos otros componentes en una sola placa, todo en dos semanas.

Así es como lo hice:

Selección de software de diseño de PCB: elegí Eagle porque:

• Es gratis pero con un tamaño de placa limitado (no es un gran problema para la mayoría de los proyectos de hobby)
• Gran apoyo de la comunidad en comparación con otros softwares (porque es gratis)
• La mayoría de los esquemas de hardware de código abierto y diseños de placa están disponibles en formato Eagle. Ex Sparkfun lanza esquemas y diseños de águilas. Arduino disponible también.
• Aprender fue bastante fácil.

Qué conceptos electrónicos aprender: Como mencionó, usted es un tipo de software, necesita leer un poco antes de comenzar a desarrollar proyectos complejos. Esto es necesario y valdrá la pena.

• Reguladores de potencia: aquí debe aprender sobre reguladores lineales y reguladores de conmutación. Cuál usar y cuándo.
• Condensadores de desacoplamiento y su colocación adecuada en una PCB.
• Diodos y sus usos: sujeción de voltaje, protección de polaridad inversa, etc.
• Tire hacia arriba y hacia abajo.
• Condensadores de filtrado.
• Beneficios de tener un buen plano de tierra. (Lo subestimé una vez. Pagué el precio).

Qué conceptos de software aprender: Obviamente, necesitas aprender la mayor parte para hacer una PCB. Pero aquí resaltaré algunos conceptos que debe conocer incluso si no los necesita en su primer proyecto. Esto se utilizará en algún momento seguro.

• Cómo hacer un componente por tu cuenta.
• Cómo hacer una biblioteca personalizada.
• Copiar símbolos y paquetes de otras bibliotecas a su biblioteca.
• Cómo usar ULPs. En Eagle, hay ULP para automatizar algunas tareas. No he explorado mucho, pero he usado uno que extrae todos los componentes de cualquier esquema y los descarga en una biblioteca para que pueda usarlo en diferentes proyectos. Así es como obtuve Atmega328p. No pude encontrarlo en las bibliotecas predeterminadas, así que lo extraje del esquema de Arduino.
• Cómo hacer un logotipo: es posible que desee tener un logotipo personalizado en sus PCB.

Parte de producción:

• Una vez que haya terminado con el esquema y el diseño de la placa, debe exportar los archivos de Gerber para enviarlos a las casas de producción. Contiene toda la información en forma numérica que puede ser entendida por sus máquinas. Eagle lo hará por ti. Encuentre esto en la sección del procesador de leva. Sparkfun proporciona un archivo de trabajo Cam pero no dude en modificarlo para satisfacer sus necesidades.
• Debe seleccionar un grosor de PCB y un grosor de capa de cobre. Para baja potencia, un PCB de 1-2 mm con 35 micras de cobre hará el trabajo fácilmente. También puede especificar el color de la máscara si su casa de producción se lo permite.
• La mayoría de las compañías de producción proporcionan prototipos de PCB. Esto es costoso pero no parece haber una alternativa. Le cobrarán más si desea que se entregue rápidamente. Asegúrese de hablar con 5-10 casas de producción antes de seleccionar una. Sus precios varían enormemente. En mi caso, uno preguntaba 10 veces el precio cotizado por el otro. En serio.
• Selección de componentes: ¿a través del orificio o smd? Ambos tienen pros y contras. SMD permitirá hacer placas compactas y ordenadas, pero son relativamente difíciles de soldar por su cuenta. Sin embargo, si selecciona huellas relativamente grandes (1206 más o menos), no debería ser tan difícil. Para empezar, sugeriría a través de los componentes del agujero. Bastante fácil de manejar.
• Verificación de sus Gerbers: antes de enviar los archivos gerber para producción, puede verificarlos utilizando los softwares disponibles de forma gratuita. Yo uso GerberLogix.

Consejo: Antes de enviar su primer tablero para producción, publique el esquema y el diseño del tablero en el foro para que pueda obtener sugerencias / opiniones de personas con experiencia en este campo.

Echa un vistazo a fritzing . Incorpora:

Captura esquemática

Cree esquemas con solo el chip ardunio.

Construyendo paneles para demostración

El software le permite crear imágenes para mostrar a las personas cómo conectar su placa de pruebas.

Construcción de PCB

Puede construir PCB en fritzing y luego pueden ser enviados para su fabricación.

Si usa Eagle, puede cargar los archivos Arduino en él y crear su propia plantilla: las placas se diseñaron con Eagle. Utilizo el software Pulsonix PCB e importé los archivos para crear una plantilla para ese programa. Luego puedes crear tus propios escudos.

Hay muy poco que ganar al reutilizar los archivos Arduino, ya que la construcción básica es muy simple, así que no le dé demasiado valor, es mucho más importante que comprenda lo que está sucediendo y obtenga un buen paquete EDA que puedo usar.

Si yo fuera usted, entonces comenzaría a buscar un clon simple como el "DC Boarduino", que es básicamente un Arduino, ya que es lo suficientemente simple como para entender un clon con bastante facilidad.

El truco con el "DC Boarduino" es que deja de lado el chip USB FTDI, lo cual es muy bueno si solo usa la conexión USB durante el desarrollo, por lo que puede comprar un solo adaptador FTDI y reutilizarlo para todas sus placas tipo Arduino , como este: http://www.adafruit.com/index.php?main_page=product_info&cPath=19&products_id=284&zenid=42367bcc145ecc7da8c87d51db3b70be

WRT la recomendación del paquete EDA: he usado EAGLE antes, pero realmente es limitado y eso puede morderte el culo cuando comienzas a construir cosas más grandes, por lo que puedo recomendar omitir EAGLE y usar Kicad en su lugar.

Por lo general, cuando se encuentra con EAGLE por primera vez, su mayor desafío será encontrar huellas para las piezas más utilizadas, como resistencias, condensadores, reguladores de voltaje, etc.

He compilado una pequeña lista de las bibliotecas de componentes más utilizadas en Eagle, que le ayudará a comenzar a diseñar PCB rápidamente.

http://www.elecrom.com/2009/10/09/eagle-library-list-of-most-commonly-used-electronics-components/

Espero eso ayude.