KiCAD - подготовка плат для Itead Studio

В этой статье пойдет речь о настройке KiCAD проекта под требования производителя печатных плат Itead Studio, а так же подготовке файлов к производству.

Подготовка

Перед началом подготовки проекта к производству нужно проверить, подходят ли заданные в начале трассировки платы правила проектирования. Требования производителя можно найти здесь. Так же нужно учесть специфические требования, которые конкретно не относятся к правилам проектирования, которые можно задать в KiCAD, но которые нужно учитывать при проектировании. Найти можно здесь и здесь.

На финальном этапе трассировки платы нужно провести тест DRC (Design Rules Check). Если были найдены ошибки, нужно их исправить и повтроить тест.

Создание Gerber файлов и файла свердловки

Требования Itead Studio к файлам Gerber можно найти здесь. Что бы их получить, нужно в KiCAD выбрать меню "Файл/Чертить". Ниже показано окно настроек, которое нужно получить.

KiCAD Create Gerbers Files

Как видно, нужно выбрать слои, папку, куда будут сохранены gerber файлы. Следует акцентировать внимание на галке "Plot footrpint values". В большинстве случаев, ее нужно деактивировать, так как нам на шелкографии нужны только контуры компонентов и их позиционное обозначение. Когда настройки готовы, нужно нажать кнопку "Plot", а далее кнопку "Generate Drill File", что бы получитьфайл свердловки. Ниже показано окно настроек:

KiCAD Create Drill File

Опять же, нужно проверить, что в "Drill Map File Format" активированна радиокнопка "Gerber".

После создания gerber файлов можно их вручную проверить с помощью просмотрщика gerber файлов. Данная программа входит в комплект поставки KiCAD.

Заказ

Когда генерация файлов окончена, их нужно поместить в отдельную директорию и создать zip архив c названием по типу "No_100100000_5by5_Green_16mm_HASL_by_KiCAD".

Собственно сам заказ. Открываем ссылку, выбираем размер платы, оплачиваем заказ через PayPal. После оплаты можно приступить к загрузке нашего архива. Более подробно описание процесса можно найти здесь.

Это еще не все, нам нужно удостоверится, что производитель принял наш архив. Для этого нужно посмотреть через некоторое время статус заказа. Где смотреть, и список статусов можно найти по ссылке, что выше.

Послесловие

За плату размером 5x5 см вам придется заплатить в районе 13$. В последнее время появилось много китайских фирм, которые предлагают аналогичный размер платы за смешные 2-5$. Но, ознакомившись с условиями более подробно, оказывается что с учетом доставки цена выходит все в том же районе 13 - ти долларов. Ну, или низкая цена касается только первого заказа. Так что я в принципе как пользоватся Itead Studio, так и буду им продолжать пользоватся. Каких либо нареканий к нему у меня нет.

Индикатор напряженности поля

Осматривая из балкона округи через бинокль, заметил, что на мое окно приходится максимум диаграммы направленности антенны сотовой связи, которая находится на удалении, где то окола двух километров. Вспомнив, что рядом еще есть ряд передающих антенн, в том числе и военных, решил собрать простой индикатор напряженности поля, что бы проверить уровень электромагнитного смога. За одно и измерить уровень побочных излучения микроволновки.

От индикатора не требуется высокая чувствительность, ведь нас интересуют максимальные значения. Поэтому слово "индикатор" можно заменить на "детектор электромагнитного поля". Т.е. он детектирует приемлемый уровень напряженности.

Из выше описанных соображений ясно, что детектор буте простым. Это своство предъявлялось к устройству изначально. Ниже показана схема измерительного устройства.

Индикатор напряженности поля

Собственно, детектор состоит из высокочастотного диода BAT17, сглаживающего конденсатора 0,033 мкФ, рамочной антенны, дросселя L1 L2. Если вы будете применять другой диод, важно, что бы его проходная емкость была меньше 1 пФ. Конденсатор - керамический SMD, типоразмера 0806. Стоит осторожно обращаться с детектором, так как такие конденсаторы легко ломаются. Дроссель - ВЧ трансформатор, намотанный на ферритовом кольце. Рамочная антенна в моем исполнении квадратная, сторона длинной 4,3 см. Что бы представлять, как это выглядит в собранном виде, ниже прилагаю фото.

детектор электромагнитного поля

Такой индикатор напряженности поля перекрывает GSM 900 МГц и Wi-Fi 2,4ГГц. Так же, на частоте 2400 МГц работает микроволновка. Микроволновку я еще не мерял. Вблизи мобильного телефона при вызове, вольтметр показывает напряжение до 1 В. Возле антенны WiFi роутера ~ 50 мВ.

Кстати, зная геометрические размеры рамочной антенны, и измеренное напряжение, можно оценить порядок величины напряженности поля.

Гальванический элемент из прошлого

Недавно был на даче и нашел пару старых батареек, произведенных еще при Советском Союзе. Решил для теста взять одну в наиболее сохранившемся состоянии, среди чуть вздутых, покоцанных мышами, со следами солей на корпусе.

battery 373 R20S element

373 R20S

Цинковый стаканчик обернут в картонку. На картонку наклеена бумажная этикетка.

гальванический элемент из СССР

Как видно из изображения выше, изготовлен этот гальванический элемент 7 - го числа 1988 года. Когда я только взял в руки батарейку и не увидел даты, я подумал что она родом где то из начала 80 - тых минимум. А то и конца 70 - тых.

Стоило это чудо 17 коп. Странно, что на самом товаре указана сама стоимость, т.е. фактически розничную стоимость задает производитель, а не продавец. Из этого маленького факта можно написать интересный пост о экономике СССР, но увы, я не экономист.

Еще одна сторона:

Батарейка из СССР

Срок хранения - 12 месяцев. Каково мое было удивление, когда я измерил напряжение ЭДС в 09.2017 году. Оно сотавило 1,36 В при номинальном в 1,5 В ! Я думал, будет где то доли Вольта ~ 0,1В, что то вроде этого. Я захотел удивится дальше, и выяснить, сколько батарейка может отдать энергии. Самый лучший способ - это измерить ток КЗ. Но мне почему то стало жалко батарейку, и я решил выяснить, сможет ли гальванический элемент зажечь светодиод. Не зажегся. Тогда я уже и попробовал измерить ток короткого замыкания.

Пока писал этот пост, вспомнил, что такие батарейки использовались в моем игрушечном синем авто на педалях для свечения фар и мигалки.

Формирование двухполярного напряжения питания из однополярного

Зачастую для работы многих схем требуется двухполярное напряжение питания - однополярное с средней точкой. Т.е. когда за "Землю" принимается не минусовой вывод источника питания, а ровно половина выходного напряжения. Тогда получается относительно земли два напряжения +U и -U равной, по модулю величины.

Характерной особенностью правильного двухполярного источника питания является равные величины без знака +U и -U ВСЕГДА - если посмотреть двухлучевым осциллографом форму выходных напряжения, то пульсации сетевой частоты, а она всегда есть в реальном источнике питания, симметричны. Под влиянием недостаточной фильтрации пульсаций при увеличении +U, на столько же уменьшается и -U, для выполнения условия модуль(+U) = модуль(-U). После выше изложенного у вас закрался ответ на вопрос, зачем применяют двухполярные источники питания?

Ответ прост - для устранения влияния пульсаций питающего напряжения. Как бы мы не пытались спроектировать хороший фильтр с максимальныи КПД, сглаживающий пульсации после выпрямителя, например увеличением номиналов электролитических конденсаторов, применением активных фильтров на транзисторах, существуют устройства, для которых полученные значения уровня пульсаций все равно не приемлемы. Например приемники прямого преобразования, в состав которого входит усилитель низкой частоты с коэффициентом усиления ~ 100000, т.е. на его вход подается сигнал с уровнем ~ 1..10мкВ.

Типичным потребителем двухполярного напряжения питания являются операционные усилители. Правда их можно включить в схему и из однополярным напряжением питания, но в этом случае теряются приемущества двухполярного. В любом даташите на ОУ можно найти параметр "Supply-voltage rejection ratio", значение которое находится в пределах обычно 80 .. 100 дБ. Выражает соотношение изменение напряжение питания к изменению напряжения на выходе ОУ, выраженное в децибелах. Проще говоря коэффициент подавления пульсаций напряжения питания. Коэффициент подавления пульсаций фильтра однополярного источника питания значительно ниже.

Собственно схема преобразования однополярного напряжения в двухполярное представлена ниже. Это один из возможных вариантов. Популярна так же схема с двумя диодными мостами и одной вторичной обмоткой трансформатора. Но в моем устройстве трансформатор вынесен из корпуса, и на вход подается уже выпрямленное напряжение, так что ...

формирование двухполярного питания из однополярного

Транзисторы Q1 и Q2 BD139 BD140 следует заменить на другие с достаточным коэффициентом уситения по току h21э. Я применил BDX33 BDX34 дарлингтона с значением 750. Операционный усилитель можно применять практически любой. Например LM358. В данном случае я применил который валялся под рукой - NE5532. Он сдвоенный, как видно из схемы. Триммером RV1, который должен быть многооборотным, выставляем половину напряжения питания.

Самодельный верньер для ГПД

Если в вашем устройстве применяется ГПД, то перед вами встанет вопрос постройки верньера для него. Это может вызвать затруднения, так как часто радиолюбители не имеют навыков слесарских работ. С такой ситуацией столкнулся и я. Ниже показана конструкция верньера, которую я придумал и реализовал в стеклотекстолите - излюбленном материале для изготовления корпусов РЭА и сопутствующих механических конструкций.

Верньер для ГПД SDR трансивера

Принцип работы верьера я думаю обьяснять не стоит - и так по картинке все понятно.

В процессе переделки своего SDR приемника решил перенести гетеродин непосредственно в конструкцию верньера - благо там место достаточно. Ниже смотрите, что получилось )

VFO SDR

В передней части расположена микросхема 74HC04 c RC - цепочкой, для формирования кввадратурного сигнала гетеродина. Микросхема используется как буферный усилитель для развязки выхода ГПД с нагрузкой. На противоположной стороне - катушка с транзистором и обвязкой. Схема гетеродина без фазовращателя находится тут

Самодельный верньер для ГПД

Page 1 / 1