หน่วยการเรียนรู้สำหรับโปรแกรม Easy EDA

ก หน่วยการเรยี นรสู้ ำหรบั โปรแกรม Easy EAD จดั ทำโดย นายธนู ทบแกว้ 65332210086-0 นายถาวร พมิ พ์พุก 65332210085-0 นางสาวพิยะดา ละลี 65332210101-6 นายชัชวาล จอ่ บพันนา 65332210311-2 ผลงานน้เี ป็นส่วนหนึ่งของรายวชิ า การออกแบบวงจรอเิ ล็กทรอนิกส์และการผลิตแผ่นวงจรพมิ พ์ รหสั วชิ า 31-407-361-301 ลิขสิทธขิ์ องมหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน วิทยาเขตขอนแก่น

1 หนว่ ยการเรียนรู้ท่ี 1 อะไรคือแผน่ วงจรพมิ พเ์ คร่ืองมอื และการสรา้ งขึ้น แผงวงจรพมิ พ์ (PCB) ทำหนา้ ที่เปน็ รากฐานและการสนับสนุนทางกลสำหรับช้ินสว่ นอเิ ล็กทรอนิกส์ พื้นผิวที่ไม่นำไฟฟ้าแผงวงจรพิมพ์ก็จะเรียกว่าแผงวงจรพิมพ์และแผงวงจรพิมพ์ หลังจากบรรจุด้วย เส้นทางตัวนำสัญญาณติดตามและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์จะถูกเรียกว่าชุดประกอบแผงวงจร พิมพ์ (PCB) หรอื ชดุ ประกอบวงจรพิมพ์ • การประกอบแผงวงจรพิมพ์เป็นหน่ึงในหลายวิธีในการสร้างวงจรพรอ้ มกับวงจรพันสายไฟและ วงจรแบบจุดต่อจุด แอสเซมบลี PCB มักจะต้องการความพยายามมากขึ้นในการจัดวางและ ค่าใช้จ่ายเริ่มต้นสูงกว่าตัวเลือกอื่น ๆ ที่มีอยู่ แต่จะคุ้มค่ากวา่ ในช่วงเวลาหนึ่ง หลังจากต้นทุน เริ่มตน้ ท่ีเกีย่ วข้องกับการออกแบบแผงวงจรการผลติ แผงวงจรพมิ พ์มรี าคาถกู กว่าและยังให้การ ผลิตในปรมิ าณมากไดเ้ ร็วขนึ้ • วัสดุที่ใช้ในการผลิตชุดแผงวงจรพิมพ์ (PCB) อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวิธีการใช้งาน โดย ปกติช้ันนำในแผงวงจรพิมพท์ ำจากฟอยลท์ องแดงบาง ๆ และช้ันฉนวนอเิ ลก็ ทริกจะถูกเคลือบ ด้วยกนั โดยใชอ้ ีพอกซีเรซิน บอ่ ยคร้งั สิง่ ทเี่ รียกว่า PCB เปล่าจะถูกสรา้ งขนึ้ เมื่อวัสดุพิมพ์น้ันถูก หุ้มด้านหนึ่งหรือทั้งสองดา้ นโดยชั้นพนั ธะทองแดง มีการใช้หน้ากากชั่วคราวเพื่อให้ทองแดงที่ ไมต่ อ้ งการถกู ลบออกโดยวิธกี ารแกะสลักลวดลาย

2 • ในการสร้างแผงวงจรที่พิมพ์แล้วร่องรอยจะถูกเพิ่มเข้าไปแทนที่จะถูกลบออกจากวัสดุพิมพ์ โดยทั่วไปจะทำได้ผ่านการชุบ วธิ ีการผลิตท่ีเลือกสำหรับแผงวงจรพิมพ์จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่ กับวา่ PCB เปน็ แบบครง้ั เดยี วหรือต้องทำซ้ำในปริมาณมาก • การพิมพ์ภาพถ่ายและการพิมพ์สกรีนซิลค์สกรีนเป็นวิธีการที่ใช้กันมากที่สุดในการประกอบ แผงวงจรพมิ พเ์ พ่ือการค้า Photoengraving อาศยั โฟโตมัสและกระบวนการทางเคมเี พอ่ื กำจัด ทองแดงทีไ่ ม่ต้องการ กระบวนการแกะสลักมักใช้แอมโมเนียมซลั เฟต, เฟอรกิ คลอไรดห์ รือกรด ไฮโดรคลอริกเพือ่ กำจัดชั้นทองแดงท่ีไม่ต้องการ การพิมพ์ซลิ ค์สกรีนอาศัยหมึกที่ทนการกดั ได้ ปกป้องฟอยล์ทองแดงเพื่อให้ทองแดงที่ไม่ต้องการนั้นถูกกัดออกไป อีกทางเลือกหนึ่งคือการ กดั PCB ซึ่งต้องใชเ้ ครอื่ งพิเศษเพ่อื ลบทองแดง

3 หนว่ ยการเรยี นรู้ที่ 2 รู้จักกบั โปรแกรมEASY EDA Easy EDA เป็นโปรแกรมเครื่องมือทางอิเล็กทรอนิกส์ที่มาครบมาก และ โปรแกรมรันอยู่บนเว็บ เบราว์เซอร์ ทำงานได้ทุกที่ ที่ต่อคลาวด์ ต่อเน็ทได้ ไม่ต้องติดตั้งก่อน และ เราทำงานบนเครื่อง คอมพิวเตอร์เครื่องไหนก็ได้ ผมมองมันเหมาะสำหรับวิศวกรไฟฟ้า อาจารย์ workshop ผู้สอน นกั เรียน นกั ศกึ ษาวศิ วกรรม และ ผทู้ ี่สนใจ มีงานอดเิ รกอิเลก็ ทรอนกิ ส์ จุดเด่นของ EASY EDA • อ อ ก แ บ บ ว ง จ ร ไ ด้ ว า ด ว ง จ ร ไ ด้ ( schematics) ไ ด้ ม ี ไ ล บ ร า ล ี ่ ข อ ง อ ุ ป ก ร ณ์ มาตราฐาน และ เพิม่ เตมิ ด้วยตัวเองได้ • ออกแบบแผงวงจรได้ สามารถออกแบบแผงวงจรแบบออนไลน์ได้ ทำงานแบบหลายเลเยอร์ ทำงานได้ อย่างล่นื ไหลและรวดเรว็ • โปรแกรมจำลองการทำงานของวงจร (spice simulation) ทดสอบได้ทั้ง วงจรอนาล็อก วงจร ดจิ ติ อล และ วงจรสัญญาณผสมดว้ ยวงจรยอ่ ยและโมเดล Spice ระบบของ Easy EDA เรียนรูไ้ ด้ง่าย ส่วนติดต่อกับผูใ้ ช้ ตอบสนองได้เรว็ ถา้ คุ้นเคยกับโปรแกรม Eagle Altium ผมว่า น่าจะใช้เป็น ถึงแม้ไม่เคยใช้ ก้อน่าเรียนรู้ได้ไม่ยากครับ และ สามารถ Import โปรเจคจาก Altium, Eagle และ KiCad เข้ามาแก้ไขบน Easy EDA ไดเ้ ลยอีกดว้ ย ทีส่ ำคญั อีกอย่างหนึ่งของ Easy EDA คอื ชุมนุมนักพัฒนาวงจรอิเล็กทรอนิกส์ Open Source Modules ที่พัฒนาโดยวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ และ นักอิเลก็ ทรอนกิ ส์ จากทกุ มมุ โลก มาสรา้ ง Modules และ แบ่งปั่น ใหใ้ ช้กัน Easy EDA มีไลบรา ร่จี ำนวนมาก และ มีตัวอยา่ ง schematics อกี ให้ดเู ปน็ หม่นื ตัวอย่างท่ี เรยี กใชจ้ ากออนไลน์ได้

4 หน่วยการเรียนรู้ท่ี 3 การตดิ ต้ังซอฟแวรห์ รือโปรแกรมสำหรบั ออกแบบ EASY EDA วิธีการตดิ ตัง้ 1. คน้ หาหนา้ เวบ็ ไซต์ Easy EDA หรือกดท่ลี งิ ค์ https:\\\\easy eda.com กดตรงท่ีมีคำวา่ Download 2. เลือกตดิ ต้งั เวอรช์ น่ั โปรแกรมตามทีเ่ ราต้องการ และเลอื กBitให้ตรงกับคอมพิวเตอรท์ ี่ใช้ตดิ ต้ัง และกดDownload

5 3. เมื่อทำการ Download ตัวไฟล์easy eda เสร็จเรียบร้อย ใหเกดเข้าไปยังตัวไฟล์และกดตรงคำว่า Next เพื่อทำการติดตัง้ ลงเครอ่ื งคอมพิวเตอร์ 4. เมอื่ ทำการตดิ ต้ังตัวโปรแกรมแลว้ จากน้นั ใหท้ ำการ Login เพือ่ เปิดใช้งาน Easy EDA

6 เมื่อ Login เสร็จเรียบร้อย จะได้โปรแกรมพร้อมออกแบบดงั น้ี

7 หนว่ ยการเรียนร้ทู ่4ี การวาดวงจรอิเล็กทรอนกิ สจ์ ากกระดาษสู่จอคอมพวิ เตอร์ หน้าตา่ งโปรแกรม เราสามารถเริม่ ต้นใช้งานโดยคลกิ ท่เี มนู File - New ซง่ึ เราสามารถจะสร้าง Project, วงจร Schematic, ลาย PCB, สัญลักษณ์ Symbol , รูปแบบ Footprint, 3D Model, Spice Symbol, Schematic Module และ PCB Module ไดจ้ ากตรงน้ี ทำการเลอื ก File - New - Project จะมีหน้าตา่ ง New Project ข้นึ มาเหมอื นในรูปด้านล่าง ตรงช่อง - Owner: คอื เจา้ ของโปรเจคน้ี ปกติดฟี อลตจ์ ะเปน็ ช่อื account แต่เราสามารถสร้างทีมข้ึนมาใหม่ได้ โดยการคลิกที่ Create Team - Title: ชอื่ โปรเจค (ตอ้ งมคี วามยาว 4 - 128 ตวั อกั ษร) เมอ่ื กำหนดค่าเสรจ็ แลว้ ให้กดปมุ่ / Save

8 จะได้หน้ากระดาษทีใ่ ช้ออกแบบProject

9 หนว่ ยการเรยี นรู้ท่ี 5 การลงอุปกรณ์(Component Footprint) ในกระดาษวงจร • กดไปท่ี Commonly Library มีอุปกรณ์บางสว่ นใหเ้ ราเลือกใช้เพ่อื การออกแบบวงจร • กดไปท่ี Library เพือ่ คน้ หาอุปกรณ์ตามที่เราตอ้ งการใช้ในการออกแบบวงจร • สามารถจัดเรยี งอปุ กรณแ์ ละเปลี่ยนค่าของอุปกรณต์ ามที่ตอ้ งการใชใ้ นการออกแบบวงจร

10 หนว่ ยการเรยี นรทู้ ่ี 6 การส่งผ่านวงจรจากหน้ากระดาษไปส่หู นา้ ออกแบบลายวงจรพมิ พ์ (PCB:print circuit Board) • เลอื กแถบเมนใู ชค้ ำส่ัง Design จากน่ันเลือกตรงคำวา่ Convert Schematic to PCB จะได้หนา้ กระดาษแผ่นปร้ิน PCB ขนาดของแผน่ ปริ้นจะเทา่ กับขนาดของกรอบสมี ว่ งดงั ภาพด้านลา้ ง ใหเ้ ล่ือนตวั อปุ กรณเ์ ขา้ ไปวางตามท่ตี ้องการออกแบบไดเลย

11 หนว่ ยการเรยี นรู้ท่ี 7 กำหนดขอบเขต ขนาดของแผน่ วงจร - การกำหนดขอบเขตของแผ่นวงจร - Width:เป็นการกำหนดขนาดของความกวา้ งของแผ่นวงจร - Height:เป็นการกำหนดขนาดของความสูงของแผน่ วงจร - เมื่อเราได้ความกว้างและสงู ของแผ่นวงจร ให้กดคำวา่ Apply

12 หนว่ ยการเรยี นรทู้ ่ี 8 การวางอปุ กรณบ์ นหนา้ จอสำหรบั ออกแบบลายวงจรพมิ พ์ ข้ันตอนน้ี จากทเี่ ราใช้คำส่งั Convert Schematic to PCB เพ่อื ใชห้ นา้ กระดาษออกแบบลายวงจร ตัวอุปกรณ์และแผ่นปรน้ิ จะแยกกันอยู่ สามารถขยายกรอบแผน่ ปร้ินใหใ้ หญข่ ้นึ เพอ่ื ทจี่ ะนำอุปกรณเ์ ขา้ ไปวางตามท่ตี อ้ งการออกแบบได้

13 สามารถเช็คตัวอุปกรณ์ด้วยการใช้คำสั่ง 3D เพื่อตรวจสอบดูว่าตัวอุปกรณ์ถูกต้องตามที่เราออกแบบ หรือไม่

14 หนว่ ยการเรยี นรทู้ ี่ 9 การกำหนดเลเยอร์ของแผน่ วงจรพมิ พ์(PCB Layer)และกำหนดกฎเกณฑใ์ น การเดนิ ลายเส้นวงจรพมิ พ์(PCB:Design Rule Check) กำหนดเลเยอร์แบบ2เลเยอร์ เลอื กแถบเมนทู ่คี ำสั่ง Route และเลือก Auto Route… เพ่ือทำ การกำหนดเลยเยอร์และกำหนดเสน้ ลายวงจร กดเลอื กคำสงั่ Design Rule เพอ่ื กำหนดขนาดเส้นลายวงจร เมื่อได้ขนาดเส้นลายวงจรให้กด Setting Configure Layers เลือกท้งั ทเี่ ปน็ TopLayer และ BottomLayer TopLayer คอื ลายวงจรดา้ นบนแผ่นปริ้น BottomLayer คือลายวงจรดา้ นลา้ งแผ่นปรน้ิ

15 - เมื่อกRun ตามขน้ั ตอน จะได้ลายวงจรพมิ พแ์ บบนข้ี ้นึ มา - เส้นสีแดงคือเส้นด้านบน TopLayer - เสน้ สนี ้ำเงินคือเสน้ ดา้ นล้าง BottomLayer

16 ภาพตวั อย่างลายวงจรด้านบน ภาพตัวอย่างลายวงจรด้านลา้ ง

17 หน่วยการเรยี นรูท้ ่ี10 การสรา้ งลักษณข์ องอปุ กรณ์ตัวใหม่ กดแถบเมนู คำสัง่ File จากนั่นเลอื ก New และเลือก Symbol เสร็จขัน่ ตอนนี้กจ็ ะได้ หนา้ กระดาษการสรา้ งตัวอุปกรณข์ นึ้ มา

18 เลือกใช้เมนู เพ่ือสรา้ งขาของอุปกรณ์ ใช้เมนู เพ่อื สร้างตวั ถังของอปุ กรณ์ เม่ือทำการสร้างตวั อุปกรณข์ ึน้ มาแลว้ ใหท้ ำการเปล่ียนช่ือของแต่ละขา จากน่นั ใส่ชื่ออปุ กรณ์ทส่ี ร้างขึ้น ตรงแถบเมนทู างดา้ นขวา(Name)

19 จากนนั่ กดท่ี File และกด Save

20 หนว่ ยการเรียนรทู้ ี่ 11 การออกแบบตวั ถัง (Footprint) ของอุปกรณต์ ัวใหม่ - กดไปท่แี ถบเมนู File เลือกคำสัง่ New และเลอื กคำสงั่ Footprint จะได้หน้ากระดาษเพอื่ สร้าง ตัวถงั อปุ กรณ์ขนึ้ มา ใช้เมนู เพ่อื สร้างขาอปุ กรณ์ คลกิ ทข่ี าอุปกรณ์ 1 ครั้ง จากนน่ั เลือกแถบเมนทู างด้านขวา (Shape) และใชค้ ำสั่งRectangle เพ่ือ เปลี่ยนขาอุปกรณจ์ ากวงกลม ให้เปน็ สเ่ี หล่ียม

21 ภาพตวั อยา่ งขาอุปกรณ์ทเี่ ป็นส่เี หลีย่ ม

22 ใชค้ ำสงั่ เพ่ือสรา้ งเป็นกรอบตัวถัง ขัน้ ตอนต่อไปเปน็ การ กำหนดขาอปุ กรณ์ให้ตรงกับลักษณ์ของอปุ กรณท์ ่ีสรา้ งข้นึ จากตวั อยา่ งทีแ่ ล้ว ขาที่1 IN ขาท่ี2 GND ขาที่3 OUT เมือ่ กำหนดเสร็จ ให้ทำการ Save และทำการต้งั ชอ่ื ตัวถงั อปุ กรณ์

23 จากนน่ั ทำการเชือ่ มสญั ลักษณ์เข้ากั Footprint จากนัน่ เลือกที่ Seiect เลือก Tags เลือก Filter เลือก My libraries และกด All เลือกท่ี TO-220 ตัวถงั อปุ กรณก์ จ็ ะทำการเช่อื มตอ่ กับสญั ลกั ษณ์ จากน่นั กดที่ Update และกด Cancel เปน็ ท่ีเรยี บรอ้ ย

24 หนว่ ยการเรียนรทู้ ่ี 12 วิธกี ารสรา้ งไฟล์ Gerber เพื่อส่งไปจ้างผลิตแผน่ วงจรพิมพ์ ข้ันตอนแรกเลือกที่ File และเลือก Generate PCB Fabrication จากนั่นกด No,Keep Going จากนั่นใหก้ ด Generate Greber เพอ่ื ทำการดาวโหลดไฟล์ และกด Save ลงเครือ่ งคอมพิวเตอร์

25 หนว่ ยการเรยี นรทู้ ่ี 13 เทคนคิ การสร้างหรอื การเดินลายทองแดง การสร้างเส้นลายทองแดงมี 2 วธิ ี 1. ใช้เคร่ืองมอื เพือ่ ลากเส้นตามทต่ี อ้ งการ 2. เลือกแถบเมนทู ค่ี ำสงั่ Route และเลือก Auto Route… - กดเลือกคำส่ังDesign Rule เพ่ือกำหนดขนาดเสน้ ลายวงจร เม่อื ไดข้ นาดเสน้ ลายวงจรใหก้ ด Setting - เมอ่ื กRun ตามข้นั ตอน จะได้ลายวงจรพมิ พแ์ บบนีข้ นึ้ มา