Tutorial de Diseño de Circuitos Impresos por Computadora en EAGLE Colocación de Componentes Cuando se desea colocar un componente específico, es necesario primero buscarlo entre las librerías. Al pulsar el botón Add, se abre una ventana (figura 1-7) donde aparecen todos los componentes de cada librería incluida en el proyecto. Figura 1-7. Ventana de selección de un componente. Busque la librería resistor.lbr y expándala. Esta es la librería de componentes discretos (resistores, capacitores e inductores). Notará que esta librería agrupa los componentes discretos en diferentes categorías: componentes con símbolo europeo, componentes con símbolo americano, capacitores electrolíticos, resistores ajustables, resistores fijos, entre otros. Se le recomienda que explore cada uno de estos grupos para familiarizarse con su contenido. Expanda la sublibrería R-US.lbr, que agrupa los resistores más comunes con símbolo americano. Una vez expandida, podrá ver una variedad de estilos de resistores, tanto en configuración vertical como horizontal, y en una variedad de tamaños. El resistor discreto de 1/4W típicamente utilizado es el componente nombrado R-US 0207/10. El número 0207/10 señala el hecho de que el resistor tiene un cuerpo de aproximadamente 2mm de diámetro, 7mm de largo y que la separación entre centros de las islas de los terminales del componente es de 10mm. Es posible utilizar resistores con otras dimensiones, solamente que usted debe estar seguro que la dimensión elegida corresponde al tamaño real del resistor físico. 5to 1ra Ciclo lectivo 2011 1/10
Figura 1-8. Selección de un resistor discreto de 1/4W. Una vez seleccionado el resistor señalado, haga clic en OK. Observará que el componente se adhiere al cursor. Para colocar el componente en el diagrama, haga clic sobre la posición deseada. Coloque dos resistores como se muestra en la figura 1-9. Para terminar de colocar componentes, haga clic en el botón Cancel. En general, el botón Cancel se puede presionar para concluir el comando que actualmente está en efecto. También puede terminar el modo de colocación apretando en el teclado el botón ESC. Notará que si hace esto, volverá a aparecer la ventana ADD, por si desea seguir colocando componentes. Haga clic sobre el botón Cancel para terminar el modo de posicionado de componentes. Figura 1-9. Resistores colocados en el diagrama. 5to 1ra Ciclo lectivo 2011 2/10
Control de Zoom Para ampliar o reducir la imagen del diagrama en la pantalla, utilice los botones de Zoom colocados en la barra de herramientas superior. El botón Fit ajusta la vista de manera que todos los elementos del circuito se vean en la pantalla. Los botones Zoom In y Zoom Out acercan o alejan la vista, respectivamente. El botón Select permite seleccionar el área que se desea ampliar. Finalmente, el botón Redraw refresca la imagen en la pantalla por si se presenta algún error en el desplegado del circuito. Edición de los nombres y valores de los componentes Los nombres y valores de los componentes se pueden editar utilizando las herramientas Name y Value. Estas herramientas también están disponibles en el menú Edit. Haga clic sobre el ícono Name y luego haga clic sobre el resistor R1. Aparecerá una ventana para editar el nombre del resistor (figura 1-10). Cambie el nombre del resistor a RA y haga clic en OK. Figura 1-10. Edición del nombre de un componente. Haga clic sobre el ícono Value y luego haga clic sobre el resistor llamado ahora RA. Se abrirá una ventana de edición similar a la de la figura 1-10. Fije el valor del resistor en 6.8k y haga clic en OK. Cambie el nombre del resistor R2 a RB y asígnele un valor de 3.3k. El circuito debe verse ahora como el de la figura 1-11. 5to 1ra Ciclo lectivo 2011 3/10
Figura 1-11. Nombre y valor de los resistores modificados. Procedamos a añadir más partes al esquemático haciendo clic en el botón Add de la barra de herramientas. Accederemos al grupo C-US (símbolos americanos de capacitores no polarizados) de la librería resistor.lbr para seleccionar los capacitores cerámicos de disco de 0.1μF y 0.01μF del circuito. Suponga que ha decidido utilizar para el circuito un capacitor cerámico de disco con una especificación de voltaje de 25V y una separación entre terminales de 6mm para ambos capacitores. Las dimensiones del capacitor elegido nos lleva a seleccionar el empaquetado C075-032X103 (figura 1-12). Figura 1-12. Selección del tipo de capacitor para el circuito. El circuito emplea dos de este tipo de capacitor. Haga clic dos veces en el editor de esquemáticos para colocar dos instancias del capacitor. Luego presione el botón Cancel para salir del modo de colocación de partes. Asigne valores a los capacitores utilizando el botón Value. Coloque en el diagrama el circuito integrado temporizador y el jumper de tres terminales seleccionando los componentes LM555N (grupo *555 de la librería linear.lbr) y PINHD-1X03/90 (grupo PINHD-1X3 de la librería pinhead.lbr). Por último, coloque tres instancias de los símbolos +5V y AGND de la 5to 1ra Ciclo lectivo 2011 4/10
librería supply1.lbr. El diagrama deberá lucir semejante al mostrado en la figura 1-13. Figura 1-13. Apariencia del diagrama esquemático al terminar de colocar todas las partes del circuito. Moviendo Componentes Los componentes se pueden mover de su posición utilizando el ícono Move de la barra de herramientas. Esta función permite desplazar en el área de trabajo un componente, cable o grupo. Una vez presionado este ícono, haga clic sobre el componente que desea mover para seleccionarlo. Verá que el componente se adhiere al cursor. Para colocar el componente en su nueva posición simplemente haga clic izquierdo. Una vez que ha seleccionado un componente con el botón Move, puede rotarlo haciendo clic derecho. Esto puede hacerse también con la función Rotate. Para rotar simétricamente el componente respecto a su eje, haga clic sobre el ícono Mirrored, que aparece en la parte superior al hacer clic sobre la función Move. Para cancelar la función Move, simplemente presione Cancel. Para mover un grupo de componentes, seleccione el ícono Group, dibuje un rectángulo de selección que encierre los componentes a mover (los componentes se resaltarán), y luego seleccione la herramienta Move. Haga clic derecho sobre el grupo de componentes y, para moverlos, seleccione la opción Move:Group del menú emergente. Puede de la misma manera, rotar el grupo de componentes o aplicarle simetría respecto a su eje. Posicionado de Nombres y Valores de Componentes Como se ha visto, las herramientas que afectan a los componentes, tales como mover, cambiar el nombre y valor, dependen de seleccionar el componente. Todos los componentes se seleccionan en su origen. El origen de un componente es una pequeña cruz, usualmente colocada a la mitad del componente (ver figura 1-10). 5to 1ra Ciclo lectivo 2011 5/10
Figura 1-14. Localización del origen de un componente. El ícono Smash separa el nombre y el valor del componente, de manera que estos se puedan mover de manera independiente. Seleccione la función Smash. Luego haga clic sobre el origen del resistor RA. Notará que ahora, tanto el nombre como el valor de RA tienen su propio origen (figura 1-15), lo que significa que ahora se puede mover cada uno de manera independiente al cuerpo del resistor, utilizando la herramienta Move. Figura 1-15. Resultado de aplicar la función Smash sobre un componente. Utilizando los comandos explicados arriba, reposicione los componentes, sus etiquetas de nombre y de valor de manera que su diagrama tenga aproximadamente la distribución mostrada en la figura 1-16. Figura 1-16. Reposicionamiento de los componentes y sus etiquetas en el diagrama. 5to 1ra Ciclo lectivo 2011 6/10
Dibujando conexiones entre componentes Ahora que se ha terminado de colocar todas las partes del diagrama, podemos proceder a interconectarlas según se muestra en la figura 1-1 al principio del tutorial. Si lo desea, puede utilizar la herramienta Wire para dibujar conexiones entre los componentes. Sin embargo, esta función solo dibuja líneas para propósitos de documentación. Las conexiones eléctricas (las conexiones que se trasladan al PCB), se realizan con la herramienta Net, lo que permite a EAGLE reconocer la línea como una conexión eléctrica. Presione la herramienta Net. Luego, haga clic sobre el punto inicial de la conexión (por ejemplo, la terminal izquierda de RB) y finalice la conexión haciendo clic sobre el punto final (por ejemplo, la terminal 2 del temporizador). Si la conexión se ha hecho correctamente, el alambre se separará del cursor. Para borrar una conexión o componente, utilice la herramienta Delete. El dirigir la conexión a lo largo del camino deseado puede requerir un doblez (de 90 grados) en la conexión. Para hacer tal doblez, simplemente haga clic en el punto donde quiere que la conexión vire y mueva el cursor en la dirección deseada. Complete el conexionado de componentes hasta dejar el diagrama como el mostrado en la figura 1-1 (repetido en la figura 1-17 por comodidad). Figura 1-17. Conexiones entre componentes. Cómo copiar y borrar grupos de componentes Para copiar un elemento individual, utilice la herramienta Copy. Luego haga clic sobre el componente que desea copiar. Se adjuntará al cursor la copia del componente, la cual puede colocar en cualquier parte del diagrama haciendo clic sobre el punto donde desea situarlo. Para copiar un grupo de componentes y conexiones, primero debe utilizar la herramienta Group. Presione el ícono Group y dibuje un rectángulo de selección sobre los componentes que desea copiar. Los componentes seleccionados quedarán resaltados. Presione el ícono Cut y luego haga clic derecho sobre el grupo. Seleccione del menú emergente la opción Cut:Group. Para pegar la copia de 5to 1ra Ciclo lectivo 2011 7/10
los elementos seleccionados, presione ahora el ícono Paste. Por último, haga clic izquierdo para colocar los componentes copiados (figura 1-18). Figura 1-18. Elementos de un diagrama que han sido copiados. Nombrando Nodos del Circuito EAGLE le asigna un nombre por defecto a cada nodo. Puede conocer el nombre de cada nodo usando la herramienta Info. Utilice la herramienta haciendo clic sobre el alambre de conexión. Aparecerá una ventana que proporciona la información acerca de la conexión, incluyendo su nombre (figura 1-19). Por ahora, no nos interesa el significado del resto de la información. Figura 1-19. Ventana que despliega el nombre del nodo. 5to 1ra Ciclo lectivo 2011 8/10
Ahora, si desea cambiar el nombre del nodo, utilice la herramienta Name (la misma que se utilizó para cambiar el nombre de un componente. Haga clic sobre el nodo y escriba en la ventana emergente el nombre que desee. Para hacer visible el nombre del nodo en el diagrama, presione el ícono Label y luego haga clic sobre el nodo deseado. Observará que el nombre del nodo aparece adjunto al cursor y lo puede colocar en donde desee (se recomiende que coloque cada nombre de nodo junto al nodo que identifica). Vea la figura 1-20 para un ejemplo de ello. Verificación Eléctrica del Esquemático Figura 1-20. Nodo con nombre hecho visible. Una vez que ha completado el esquemático, puede invocar el comando ERC para hacer una verificación eléctrica del circuito y conocer si hay errores eléctricos en el esquemático. El programa corrobora que no haya terminales de componentes discretos o pines de entrada de circuitos integrados sin conexión o pines de salida utilizados como entrada. Para hacer una verificación eléctrica, simplemente haga clic en el ícono ERC, localizado en la parte inferior de la barra de herramientas. Aparecerá una ventana (figura 1-21) que contiene un listado de errores y advertencias (warnings en inglés). Figura 1-21. Listado de errores y advertencias tras la realización de una verificación eléctrica. 5to 1ra Ciclo lectivo 2011 9/10
Para conocer el componente o conexión que origina la advertencia o error, símplemente haga clic sobre la línea de error o advertencia. Se indicará en el diagrama donde se localiza el error o advertencia. Esto es todo por ahora. Con las instrucciones proporcionadas, ya tiene las bases para dibujar diagramas esquemáticos. Recuerde que la práctica hace al maestro! 5to 1ra Ciclo lectivo 2011 10/10