งานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์: บทที่ 6 ตัวอย่างการสร้างลายวงจรพิมพ์

บทที่ 6 ตัวอย่างการสร้างลายวงจรพิมพ์

ในบทนี้ จะกล่าวถึงตัวอย่างการสร้างลายวงจรพิมพ์ แบบเป็นขั้นเป็นตอนอย่างละเอียด โดยจะใช้เทคนิคและเครื่องมือที่ได้อธิบายไว้ในบทต้น ๆ และเสริมขั้นตอนที่จำเป็นไว้อีกด้วย

6.1 การสร้างลายทองแดงชนิดหน้าเดียว

ในตัวอย่างนี้ จะสร้างลายทองแดงชนิดหน้าเดียว โดยจะใช้วงจรไฟกระพริบดวงเดียวที่เราได้สร้างในบทที่ 3 แล้ว โดยขั้นตอนมีดังนี้

1. เปิดโปรแกรม Proteus ISIS วงจรไฟกระพริบดวงเดียวขึ้นมา จากนั้นตรวจสอบ ฟุตปริ้นให้ถูกต้องว่า มีอุปกรณ์ตัวไหนบ้างที่มีฟุตปริ้นขนาดไม่ตรงกับความต้องการ หรืออุปกรณ์ใดยังไม่มีฟุตปริ้นก็ให้ทำการใส่ให้ครบ ในวงจรนี้จะมีอุปกรณ์ที่ยังไม่มีฟุตปริ้นอยู่ 3 ตัว คือ D2, RV1, และ BAT1 ในที่นี้ให้ดับเบิ้ลคลิกที่ D2 ก่อน

2. กำหนดชื่อฟุตปริ้นเป็น LED ในช่อง PCB Package

3. คลิกที่ปุ่ม

4. จากนั้นคลิกขวาที่ BAT1 > Packaging Tool เพื่อเข้าไปกำหนดฟุตปริ้น

5. จะปรากฏกรอบหน้าต่างขึ้นมาดังรูป ให้คลิกที่ช่อง Don’t display this message again

6. คลิกที่ปุ่ม

7. คลิกที่ปุ่ม

เพื่อเข้าไปเลือกฟุตปริ้นตามต้องการ

8. คลิกเลือกไลบรารี Connectors

9. คลิกเลือกไลบรารีย่อย Wire Crimp

10. คลิกที่ชื่อฟุตปริ้น SIL-100-02

11. คลิกที่ปุ่ม

12. กำหนดเลขจุดบัดกรีในแถว A โดย Pin + กำหนดจุด 1 Pin – กำหนดจุด 2
13. คลิกที่ปุ่ม

14. คลิกที่ปุ่ม

15. คลิกที่ปุ่ม

ก็เสร็จสิ้นขั้นตอนการใส่ฟุตปริ้น

16. จากนั้นก็ใส่ฟุตปริ้นให้ RV1 โดยทำตามขั้นตอนที่ 4-15 โดยเลือกไลบรารี Miscellaneous > ชื่อฟุตปริ้น PRE-SQ4

17. หลังจากใสฟุตปริ้นหมดแล้ว ให้คลิกที่เมนู Tools > Net list to ARES เพื่อแปลงไฟล์ให้เป็น PCB

18. คลิกที่ปุ่ม

19. สิ่งที่ปุ่ม

เพื่อเลือกใช้อุปกรณ์

20. คลิกที่ชื่ออุปกรณ์

21. แล้วนำมาวางบนพื้นที่ทำงาน

22. จากนั้นวางอุปกรณ์ให้หมดทุกตัว แล้วจัดวางอุปกรณ์ให้สวยงาม

23. คลิกที่ปุ่ม

เพื่อเดินลายทองแดง

24. คลิกที่ช่องเลเยอร์ เลือก Bottom Copper เพื่อเดินลายทองแดงด้านล่าง

25. นำมาคลิกที่จุดบัดกรี

26. เดินลายทองแดงไปยังจุดบัดกรีที่มี Net เดียวกัน

27. จากนั้นเดินลายทองแดงให้ครบทุก Net จนเสร็จเรียบร้อย

28. คลิกที่ปุ่ม

29. คลิกที่ช่องเลเยอร์ เลือก Board Edge เพื่อสร้างกรอบ PCB

30. ลากเมาส์คลุมอุปกรณ์ทั้งหมด ก็จะได้แผ่น PCB ตามต้องการ

6.2 การสร้างลายทองแดงชนิดสองหน้า

ในตัวอย่างนี้ จะสร้างลายทองแดงชนิดสองหน้า โดยจะใช้วงจรไฟวิ่งที่เราได้สร้างใน บทที่ 3 แล้ว โดยขั้นตอนมีดังนี้

1. เปิดโปรแกรม Proteus ISIS วงจรไฟวิ่งขึ้นมา จากนั้นตรวจสอบฟุตปริ้นให้ถูกต้องว่า มีอุปกรณ์ตัวไหนบ้างที่มีฟุตปริ้นขนาดไม่ตรงกับความต้องการ หรืออุปกรณ์ใดยังไม่มีฟุตปริ้น ก็ให้ทำการใส่ให้ครบ ในวงจรนี้ให้สังเกตว่า ยังไม่มีอุปกรณ์แหล่งจ่ายไฟ ให้เราเพิ่มคอนเน็กเตอร์เข้ามาต่อกับวงจรก่อนแปลงไปเป็นไฟล์ PCB เพราะไม่เช่นนั้น ตอนสร้าง PCB เสร็จ จะไม่มีจุดต่อแหล่งจ่ายให้กับวงจร

2. คลิกที่เมนู Library > Pick Device/Symbol เพื่อเลือกอุปกรณ์

3. พิมพ์ชื่อ conn-sil2 ในช่อง Keywords

4. ดับเบิ้ลคลิกที่ชื่อ CONN-SIL2

5. จากนั้นนำคอนเน็กเตอร์ขา 1 ต่อกับ V1 และขา 2 ต่อลงกราวนด์

6. แล้วคลิกที่ปุ่ม

7. คลิกที่ปุ่ม

8. ก็จะเข้าสู่โปรแกรม ARES จากนั้นให้วางอุปกรณ์ โดยคลิกขวาที่พื้นที่ว่าง เลือก Place > Component > เลือกอุปกรณ์ตามต้องการ

9. คลิกเมาส์ลงบนพื้นที่ทำงาน เพื่อวางอุปกรณ์ลงไป

10. วางอุปกรณ์ลงให้หมดทุกตัว

11. คลิกที่เมนู เลือก View > Snap 1 mm เพื่อกำหนดการเลื่อนอุปกรณ์ให้ละเอียดขึ้น

12. คลิกขวาตรงจุดบัดกรีที่อุปกรณ์เลือก > Drag Object เพื่อเลื่อนอุปกรณ์ จะทำให้เลื่อนได้ละเอียดขึ้น ตามที่เราได้เลือกไว้

13. จัดวางอุปกรณ์ให้สวยงามตามต้องการ แล้วคลิกที่ปุ่ม

14. คลิกที่ช่องเลเยอร์ เลือก Board Edge เพื่อสร้างกรอบ PCB

15. ลากเมาส์คลุมอุปกรณ์ทั้งหมด ก็จะได้แผ่น PCB มาตามต้องการ

16. คลิกที่ปุ่ม

เพื่อสร้างรูเจาะ

17. เลือก C-200-M3

18. คลิกที่ช่องเลเยอร์ เลือก Drill Hole

19. นำมาวางที่มุมทั้ง 4 ด้านบนแผ่น PCB

20. จากนั้น คลิกที่เมนู Tools > Auto Router

21. ที่กรอบ Grid ให้คลิกที่ช่อง 10

22. คลิกที่ปุ่ม

23. ก็จะได้ลายทองแดงแบบ 2 หน้า (PTH) ตามต้องการ

6.3 การสร้างลายทองแดงชนิดเซอร์เฟสเมาส์

อุปกรณ์ Surface Mouse คือ อุปกรณ์ที่ยึดติดบนพื้นผิวของลายทองแดง โดยไม่ต้องเจาะรูบนแผ่น PCB ซึ่งสามารถลงอุปกรณ์ได้ทั้ง 2 หน้า ในตัวอย่างนี้จะใช้วงจรจากบทที่ 3

1. จากวงจรจะเห็นได้ว่า ไม่มีอุปกรณ์ตัวใดที่ใช้เป็นแบบ Surface Mouse ดังนั้น จะเปลี่ยนฟุตปริ้นที่เป็นชนิด Surface Mouse แทน เพื่อให้เห็นถึงความแตกต่าง ระหว่างอุปกรณ์แบบยึดติดบนพื้นผิวของลายทองแดงกับแบบเจาะขาทะลุแผ่น PCB

2. คลิกขวาที่อุปกรณ์ U3 > Packaging Tool เพื่อเปลี่ยนฟุตปริ้น

3. จะสังเกตเห็นว่า ฟุตปริ้นเดิมเป็นชนิดแบบขาเจาะทะลุ ให้คลิกที่ช่อง Packaging แล้วเปลี่ยนฟุตปริ้นเป็น PLCC44

4. จะเห็นว่า ฟุตปริ้นได้เปลี่ยนไปเป็นชนิด Surface Mouse แล้ว จากนั้นให้คลิกที่ปุ่ม

5. คลิกที่ปุ่ม

6. คลิกที่ปุ่ม

7. หลังจากเปลี่ยนฟุตปริ้นแล้ว ให้จัดเรียงอุปกรณ์ใหม่ให้เรียบร้อย จากนั้นดับเบิ้ลคลิกที่อุปกรณ์ U1

8. คลิกที่ช่อง PCB Package แล้วเลือกฟุตปริ้นใหม่ PLCC44

9. แล้วคลิกที่ปุ่ม

10. จากนั้นตรวจสอบฟุตปริ้นให้ครบทุกตัว แล้วคลิกที่ปุ่ม

11. คลิกที่ปุ่ม

12. คลิกที่ปุ่ม

เพื่อเลือกใช้อุปกรณ์

13. คลิกที่ชื่ออุปกรณ์

14. นำมาวางบนพื้นที่ทำงาน

15. แล้วจัดวางอุปกรณ์ให้สวยงาม ตามต้องการ

16. จัดวางอุปกรณ์ให้สวยงามตามต้องการ แล้วคลิกที่ปุ่ม

17. คลิกที่ช่องเลเยอร์ เลือก Board Edge เพื่อสร้างกรอบ PCB

18. ลากเมาส์คลุมอุปกรณ์ทั้งหมด ก็จะได้แผ่น PCB ตามต้องการ

19. จะสังเกตเห็นว่า ภายในแผ่น PCB นั้นยังไม่มีคอนเน็กเตอร์ 2 ขาที่เอาไว้ต่อกับแหล่งจ่ายไฟ ดังนั้นให้เราเพิ่มฟุตปริ้นเข้าไปยังแผ่น PCB โดยคลิกที่ปุ่ม

20. คลิกที่ปุ่ม

21. คลิกที่ไลบรารี Connectors

22. ดับเบิ้ลคลิกที่ชื่อฟุตปริ้น CONN-SIL2 แล้วกดปุ่ม OK

23. คลิกที่ฟุตปริ้น CONN-SIL2

24. แล้วนำมาวางลงบนแผ่น PCB

25. คลิกที่ปุ่ม

เพื่อสร้างสายเชื่อมระหว่าง Net

26. ดับเบิ้ลคลิกที่ชื่อ Net VCC/VDD = POWER จะสังเกตเห็นว่า สายเชื่อม Net ที่เป็น POWER จะสว่างขึ้นมา

27. คลิกที่จุดบัดกรีคอนเน็กเตอร์ ขา 1

28. ลากมาเชื่อมต่อกับขา 12 ของ U1 ก็จะทำให้เชื่อม Net ได้

29. คลิกที่จุดบัดกรีคอนเน็กเตอร์ ขา 2 (โดยดับเบิ้ลคลิกที่ชื่อ Net GND = POWER ก่อน)

30. ลากมาเชื่อมต่อกับขา 34 ของ U1 ก็จะทำให้เชื่อม Net ได้สมบูรณ์

31. คลิกที่ปุ่ม

เพื่อยกเลิกคำสั่งเชื่อมสาย Net

32. หลังจากที่เรานำคอนเน็กเตอร์มาต่อเรียบร้อยแล้ว ให้สังเกตว่าอุปกรณ์ U1 จะมีจุดบัดกรีเป็นสีแดง ซึ่งหมายความว่า อุปกรณ์ U1 จะต้องบัดกรีขาด้านบนแผ่น PCB ที่นี้เราลองคลิกขวาที่ U1 แล้วเลือก > X-Mirror หรือ Y-Mirror ก็ได้ ก็จะเห็นว่า จุดบัดกรีเปลี่ยนไปเป็นสีน้ำเงิน ซึ่งหมายความว่า อุปกรณ์ U1 จะต้องบัดกรีขาด้านล่างแผ่น PCB นั่นเอง ในที่นี้เลือกให้อยู่ด้านบน