EasyEDA je nástroj pre návrh schém a PCB dosiek, vrátane simulátora obvodov. Existuje v plne cloudovej verzii, alebo aj ako Linux, MacOS, Windows aplikácia s napojením na cloud službu, najmä pre synchronizáciu. V súčasnosti je EasyEDA integrovaná s LCSC katalógom a JCLCB výrobcom PCB a tvoria tak zaujímavý kompakt. To umožňuje vykonať akcie jedným kliknutím, či už vo forme objednania komponentov, alebo objednania výroby DPS bez potreby manuálneho exportu dát s následným importom.
Všetky hlavné funkcie sú zdarma a rozšírené funkcionality ako support, customer care, či väčšie limity sú platené. Z hľadiska návrhu nie ste o nič ochudobnení pre štandardné použitie. EasyEDA má dve sady editorov a to Std (štandardnú) a Pro verziu, pričom obe sú k použitiu zdarma. Pre začiatočníkov určite odporúčam štandardný editor, je prehľadný a ľahko použiteľný. Pro verzia sa môže zdať zložitá, najmä ak ste s EasyEDA ešte vôbec nerobili. Medzi STD a PRO verziou sú aj rozdiely v počte maximálneho počtu komponentov a prepojov, ale pri bežnom použití to vôbec nepresiahnete. EasyEDA má písanú dokumentáciu, fórum.
Má dostupné aj ukážkové videá, ktoré vás naučia editor používať, aby ste získali základ a dokázali sa v editore samostatne pohybovať a tvoriť. V mnohých ohľadoch je však použitie editora plne intuitívne a použitím je prakticky identické s nástrojmi ako Autodesk Eagle, či MultiSim. Teda ak prechádzate z týchto nástrojov, nič vás nezaskočí. V rozhraní nájdete aj príklady hotových dizajnov, ktoré môžete otvoriť a poupraviť si podľa vlastnej potreby.
Používateľ má štandardne vo verzii zdarma 500 MB cloudového priestoru v ktorom môže ukladať svoje projekty. Sú tam aj isté obmedzenia, ktoré sa týkajú vlastných súčiastok a ich doby zaradenia do knižníc, nútené reklamy a podobne. Chcel by som zhrnúť niekoľko vecí, na ktoré som narazil, keď som si vytvoril PCB dosky s devkitom Lolin32 Wemos.
Chválim veľký výber komponentov, kde je možné filtrovať aj priamo pri súčiastkach, či sú obsiahnuté v LCSC katalógu, či dokonca či ich má JLCPCB nakreslené, nakoľko sa môže stať, že vás komponent bude musieť ešte JLCPCB zakresliť manuálne, ak ho ešte nemá v databáze v procese výroby, resp. osádzania PCB. Dnes sa ale budeme zaoberať kreslením schémy, vytrorením PCB návrhu, ktorý si dáme u JLCPCB vyrobiť, nevyužijeme však možnosť osádzania.
Veľkú časť komponentov vytvorila práve komunita PCB designerov v EasyEDA. Tu som narazil na určité problémy ohľadom connection pinov. Niektoré dizajny majú prípojný bod na konci vyvedených pinov, iné ho majú tam, kde sa vyvedený pin pripája k bloku súčiastky. Editor vám myš, resp. kábel, ktorý ťaháte navedie (snap) na prípojný bod automaticky ak ste dostatočne blízko neho. Ak ste o niečo ďalej a len to pripojíte na kraj pinu, v podstate kábel pripojíte do vzduchu. Všimli by ste si to až pri DPS návrhu pri rozložení súčiastok, že vám vysí kábel, ktorý sa nepohybuje s ostatkom dizajnu a nie je pripojený k danému pinu.
Po úspešne vytvorenej schéme ju môžete prekonvertovať do DPS návrhu, ktorý vám umožní rozmiestniť komponenty a tu prichádzame k druhej veľmi častej chybe na ktorú som narazil. Komponent sa v schéme javí v poriadku. Má označenia, prípojné body. Keď ho ale prekonvertujeme do DPS návrhu zistíme, že nemá označené piny prostredníctvom vrstvy potlače - silkscreen a je v podstate holý. Všimnete si to až keď prekonvertujete schému do DPS návrhu.
Samozrejme, označenia pinov je možné doplniť manuálne, ale je to časovo náročnejšie a taktiež predvolené fonty v editore DPS vam nemusia po stránke veľkosti vyhovovať a musíte ich nastaviť tak, aby to vyzeralo. Rovnako tak môže byť mätúce, aká je aktuálne orientácia súčiastky, najmä ak nemáte žiadne označenie z PCB a súčiastka má pravidelný symetrický rozmer aj rozdelenie pinov. Preto je lepšie priamo použiť komponent, ktorý už toto označenie má a dať si nato pozor už vo fáze importu komponentu do schémy.
Počas prvého použitia editora DPS návrhu som si všimol zvláštnu vec. Všetky rozmery, ktoré som používal boli v milimetroch a takto sa zadával aj rozmer DPS. DPS priamo umožňuje vo verzii zdarma vytvoriť až 34 vrstiev medi, väčšina DPS design programov umožňuje dve, výnimočne 4. Do návrhu som pridal dieru (montážny otvor) a pridalo ju s rozmerom otvoru v mil. Najprv som si myslel, že sú to milimetre ale nie sú. Ide o jednotku, ktorá sa rovná 0,001 palca a okrem mil sa niekedy označuje aj thou, ide o imperiálnu americkú jednotku.
Poďme sa teda pozrieť na môj prvý DPS návrh v EasyEDA, kde som sa snažil pochopiť, ako to funguje a vytvoriť funkčnú DPS pre projekt Watmonitor, ktorú vyrobí JLCPCB. Senzorový uzol využíva 4-pinové rozhranie pre pripojenie k ultrazvukovému senzoru vzdialenosti HC-SR04. Ako už vieme z prechádzajúceho článku o Lolin32, nemôžeme využiť 5V pin devkitu, ak ho nebudeme napájať skrz microUSB, čo v tomto prípade počas bežnej prevádzky nebudeme. 5V pin je pasívny a pri napájaní z batérie by sa na ňom neobjavilo žiadne napätie, keďže Wemos devkit Lolin32 nemá menič na 5V.
Z toho dôvodu nebude možné na DPS využívať iné ultrazvukové snímače, ktoré sa nekamarátia s 3.3V napájaním. Ide najmä o HY-SRF05, ktorý skrátka na tomto napätí nefunguje a dáva konštantný výstup 0 cm a vyžaduje naozaj 5V napájanie. JSN-SR04T rovnako tak pôjde použiť a aj iné ultrazvukové senzory ako A01NYUB (SEN0313) a URM09. JSN-SR04T a HC-SR04 majú aj identický pinout, teda je ich možné použiť oba s priamym káblom.
Vytvoril som tak jednoduchú schému s komponentom devkitu Lolin32 vo verzii 1.0.0 a pridal som aj 4-pinové rozhranie, ktoré pozostáva zo 4 padov usporiadaných do pinoutput HC-SR04 snímača. Schému som previedol do DPS návrhu, jednotlivé bloky som vložil do bloku DPS. Blok DPS môže mať pravidelný tvar od štvorca cez obdĺžnik, ale môžete si urobiť akýkoľvek tvar. Prostredníctvom autoroutra som nechal vytvoriť vodiče skrz 2 predvolené vrstvy medi. Červená línia ukazuje hornú vrstvu a modrá spodnú vrstvu. Štandardné cesty na PCB majú šírku 0.254 mm, čo umožuje prúdové zaťaženie 1A. V tomto prípade je to dostatočné, nakoľko HC-SR04 má odber do 10 mA. Ako je vidieť, blok Lolin32 dosky nemá žiadne označenie GPIO a teda silkscreen nie je až tak detailný.
DPS dizajn je možné manuálne vyexportovať, alebo jedným kliknutím importovať priamo do JLCPCB. Po kliknutí budete automaticky presmerovaní na objednávkovú ponuku na JLCPCB, kde sa DPS súbor automaticky natiahne. Môžete ísť cestou štandardnej výroby, alebo si môžete akýkoľvek parameter poupraviť.
U JLCPCB stále platí ich známa akcia, že samotnú PCB dosku v 5 kusovej sérii vám vyrobia za 2 doláre (1,83 €) / set. Ak máte kupón, nemusíte platiť ani za poštu. Jednou z najlepších poštových možností z pohľadu cena / rýchlosť je Europacket, ktorá garantuje doručenie do 6-9 pracovných dní od odoslania a stojí 9€.
Samotná výroba PCB trvá maximálne 2 dni a pre podobné objednávky vám systém takmer vždy pridelí Factory 1 z 5 dostupných, najmä ak ide o malé série. Factory 1 je aj priamo Shipping Centrom, teda aj expedícia je veľmi rýchla. Po odoslaní putuje objednávka skrz DHL do Nemecka a následne na Slovensku doručuje už Slovak Parcel Service (SPS). V mojom prípade dodanie trvalo 9 dní od odoslania (vrátane víkendu), teda max. 7 pracovných dní. Finálna PCB vyzerá následovne. Hrúbka vrstiev je štandardná 1 oz a nakoľko ide o testovacie DPS, využíva sa surface finish s HASL+lead.
Pri návrhu druhej DPS som si dal pozor na použitý symbol devkitu Lolin32 a použil som taký, ktorý má detailnejší silkscreen a dokonca má aj pady, ktoré sa spájkujú lepšie. Nejde len o obyčajné prekovené pinholes, ale pady s eliptickým tvarom, ktoré sa naozaj dobre spájkujú. Samozrejme platí, že pinholes, nech už sú akékoľvek sú prekovené, teda existuje prepoj medzi hornou a spodnou časťou pinhole.
Druhá DPS bude využívať LoRa modul RA-02 od čínskeho výrobcu AI-Thinker, pričom bude z poľa zasielať informácie o okolitej teplote a hlavne o napätí 12V autobatérie, ktorá bude napájať elektrický oplotok okolo posadených zemiakov na poli blízko lesa. Zemiaky sú sladké a lákajú divú zver, najčastejšie jelene a divé prasatá. Častokrát sa stáva, že zver strhne oplotok, ktorý následne začne prebíjať do zeme napriamo a dokáže za niekoľko hodín vyťahať aj plnenabitú batériu s kapacitou 40 až 60 Ah.
Ak sa neudržiava tráva a dostatočne narastie, môže sa začať opierať o oplotok, môže cez ňu rovnako tak prebíjať, najmä ak je mokrá a má to potom rovnaký scenár ako v prípade strhnutého oplotku. LoRa prenos s užitočnými dátami tak bude fungovať ako prevencia a pokles napätia autobatérie oznámi. Samotné napätie sa bude merať cez napäťový delič a prúd tečúci cez delič bude naozaj minimálny, keďže sa použijú vyššie hodnoty rezistorov 5:1, pre zníženie maximálneho napätia na GPIO niekde okolo 3V.
Pre meranie napätia sa bude používať pin GPIO27, ktorý je napojený na ADC2 prevodník mikrokontroléra ESP32. Ak by mikrokontróler používal WiFi, mohol by to byť problém, nakoľko pri aktivite WiFi ADC2 prevodník vracia stále 0 bez ohľadu na napätie. V tomto prípade ale bude prenosová technológia skrz LoRa sieť s PPP (Point-to-point) konektivitou konkrétnemu nodu s prednastaveným sync wordom. Meranie teploty sa bude realizovať skrz DS18B20 snímač na OneWire zbernici, pričom pinout na DPS plne odpovedá adaptéru s integrovaným rezistorom a kondenzátorom, ktorý má svorkovnicu pre priame pripojenie tohto populárneho teplotného snímača skrz jeho vodiče, najmä jeho vodotesnej verzie v hliníkovej rúrke.
Rovnako tak je dostupné aj 4-pinové rozhrnaie s dvoma GPIO, ktoré sa dajú použiť s I2C perifériou, alebo aj pre akýkoľvek digitálny snímač. Aj na tejto PCB používame výhradne 3V3 napájanie. LoRa modul nepotrebuje odpájanie napájania skrz tranzistor, nakoľko má veľmi malý odber a to na úrovni 1 uA (mikroampér) v standby režime a u DS18B20 je to ešte mnej. Na dosku som pridal aj dva montážne otvory s veľkosťou 3 mm do protichodných rohov. Pri manuálnom osádzaní DPS som použil štandardné pin headre 8,5 s roztečou 2,54 mm, čo mi umožňuje komponenty ľahko vytiahnuť a nemusia byť natvrdo zaspájkované. Vďaka tomuto mechanizmu môžem Lolin32 voľne premiestňovať medzi DPS.
Rozhranie editora EasyEDA je naozaj prehľadné. Vždy máte k dispozícii prehľadnú ponuku nástrojov, ktoré potrebujete k návrhu schémy, doplnenia popisov, flagy alebo aj geometrické útvary. V časti DPS návrhu máte taktiež k dispozícii legendu v pravej hornej časti, aby ste pochopili, aká vrstva je ktorou farbou vyjadrená a čo znamená. Nájdeme tam aj meracie nástroje od vzdialenosti, cez uhly. kótovacie nástroje a pod. Rovnako tak aj nástroj vkladania textu, ktorému je možné nastaviť aj požadovanú vrstvu. Môžeme tak vložiť text, ktorý bude na sieťotlači - silkscreene, ale aj taký, ktorý bude slúžiť výhradne na popis v tomto režime a na DPS sa nikdy neobjaví.
Ak by ste navrhovali DPS vrátane komponentov, ktoré je možné osadiť ako samostatné moduly, drobný hardvér, EasyEDA ich dokáže vložiť do BOM súboru s referenciou, ktorý je možné exportovať rovnako ako výrobné súbory DPS a tiež aj osadzovacie súbory, vďaka čomu je možné vykonať strojové osadenie a súčiastky sa automaticky natiahnu zo stocku JLCPCB. Dajte si však pozor na niekoľko limitácii, ktoré vás na strane výrobcu JLCPCB čakajú vo vzťahu k efektívnej a lacnej výrobe.
Nepoužívajte komponenty menšie ako puzdro 0402, nakoľko zato je príplatok, rovnako tak aj za obojstranné osadenie. JLCPCB si požiada príplatok aj v prípade osádzania náročných komponentov v rôznych puzdrách i keď nie sú same o sebe malé. JLCPCB účtuje príplatok aj za príliš malé diery v dizajne, minimálne používajte 0,3 mm, čo je štandard minimálnej diery,. Priplatiť si musíte aj za špecifické hrúbky PCB, štandard je 1,6 mm a tiež za farbu masky. Zelená je vždy najlacnejšia a nie je to náhoda. Práve na túto farbu sú nastavené aj automatizované systémy u JLCPCB v procese výroby pre automatické detekcie defektov (AOI), keďže zelená farba ponúka dobrý kontrast od medeného povrchu.
PRIHLÁS SA
2 