項(xiàng)目7紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)電路仿制

202X演講人2023-09-22項(xiàng)目7紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)電路仿制01PARTONE項(xiàng)目7紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)電路仿制02PARTONE項(xiàng)目描述項(xiàng)目描述紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)電路是通過(guò)檢測(cè)發(fā)射的紅外線信號(hào)是否被反射來(lái)判斷前方是否有物體，從而控制繼電器的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，感應(yīng)距離參考值12cm。整個(gè)電路由電源電路、紅外感應(yīng)電路、延時(shí)電路和開(kāi)關(guān)控制電路四個(gè)部分構(gòu)成，電路如圖7.1所示。圖7.1紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)電路原理圖03PARTONE學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)●了解PCB的布局與布線原則●掌握單面PCB的規(guī)劃●掌握網(wǎng)絡(luò)表的加載●掌握單面PCB布局和交互式布線的設(shè)計(jì)方法●掌握交互式布線的線寬規(guī)則設(shè)置●掌握覆銅的使用●掌握電子產(chǎn)品單面PCB電路的仿制04PARTONE項(xiàng)目實(shí)施05PARTONE任務(wù)7.1設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作06PARTONE原理圖元器件的制作原理圖元器件的制作1）集成芯片U1：施密特觸發(fā)器HEF4093BP，結(jié)構(gòu)圖如圖7.2所示，子元件符號(hào)如圖7.3所示。原理圖元器件的制作圖7.2HEF4093BP元件結(jié)構(gòu)圖圖7.3HEF4093BP子元件符號(hào)圖形符號(hào)2）繼電器K1型號(hào)：HK4100F-DC12V-SHG，元件結(jié)構(gòu)圖如圖7.4所示。原理圖元器件的制作圖7.4繼電器原理圖元件結(jié)構(gòu)圖原理圖元器件的制作a）繼電器子元件Ab）繼電器子元件B圖7.5繼電器HK4100F元器件圖形符號(hào)3）電位器Rp1的原理圖元器件符號(hào)如圖7.6所示。原理圖元器件的制作圖7.6電位器元器件圖形符號(hào)07PARTONE元器件封裝設(shè)計(jì)元器件封裝設(shè)計(jì)紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)電路中所使用的元器件的封裝在系統(tǒng)自帶的封裝庫(kù)中找不到，需要設(shè)計(jì)者自行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中，根據(jù)需要調(diào)整“庫(kù)選擇項(xiàng)”中的捕獲網(wǎng)格。1）電解電容C3、C4的封裝。圖7.7電解電容封裝RB.08-.172）瓷片電容C1、C2、C5的封裝。元器件封裝設(shè)計(jì)圖7.8瓷片電容封裝RAD-0.1-A3）二極管D1、D2、D3的封裝。元器件封裝設(shè)計(jì)圖7.9二極管封裝VD4）電位器Rp1的封裝。元器件封裝設(shè)計(jì)圖7.10電位器DWQ5）接線端子J1的封裝。元器件封裝設(shè)計(jì)圖7.11接線端子封裝KF301-26）接線端子J2的封裝。元器件封裝設(shè)計(jì)圖7.12接線端子封裝SIP-27）三極管9012、9013的封裝。元器件封裝設(shè)計(jì)圖7.13三極管封裝TO-92-A8）二極管D4、D5的封裝。元器件封裝設(shè)計(jì)圖7.14二極管封裝DIO8.6-6.0x2.29）二極管D6、D7、D8的封裝。元器件封裝設(shè)計(jì)圖7.15二極管封裝DIO5.6-3.2x1.810）繼電器K1的封裝。元器件封裝設(shè)計(jì)圖7.16繼電器封裝JDQ08PARTONE紅外感應(yīng)電路原理圖設(shè)計(jì)紅外感應(yīng)電路原理圖設(shè)計(jì)步驟1?制作相關(guān)原理圖元器件和元器件封裝。01020304步驟2?新建項(xiàng)目文件。步驟3?新建原理圖文件。步驟4?原理圖設(shè)計(jì)。電路中各元器件的參數(shù)和封裝信息如表7-1所示。05表7-1紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)元器件參數(shù)表09PARTONE原理圖文件錯(cuò)誤檢查原理圖文件錯(cuò)誤檢查步驟5?對(duì)原理圖文件進(jìn)行編譯，然后根據(jù)“Messages”窗口中的錯(cuò)誤和警告信息提示進(jìn)行相應(yīng)的修改，如果對(duì)布線不造成影響的警告可以忽略。圖7.19“Messages”信息窗口10PARTONEPCB文件的創(chuàng)建PCB文件的創(chuàng)建步驟6?新建PCB文件。01步驟7?切換單位。02步驟8?“PCB板選擇項(xiàng)”屬性設(shè)置。03步驟9?“PCB板層次顏色”設(shè)置。04步驟10?標(biāo)記坐標(biāo)原點(diǎn)。05步驟11?在屏幕靠近左下方的位置任意設(shè)定原點(diǎn)。0611PARTONE繪制PCB電氣邊框繪制PCB電氣邊框步驟12?從坐標(biāo)原點(diǎn)開(kāi)始繪制一個(gè)77mm×45mm的方框。步驟13?放置螺絲孔。放置好螺釘孔的PCB板如圖7.20所示。圖7.20放置好螺釘孔的PCB板步驟14?定義與電氣邊框相同的PCB形狀。12PARTONE導(dǎo)入元器件封裝導(dǎo)入元器件封裝步驟15?自動(dòng)檢測(cè)即將加載到PCB編輯器中的文件“紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān).PcbDoc”中的網(wǎng)絡(luò)和元器件封裝是否正確。如圖7.21所示。圖7.21“工程變化訂單（ECO）”對(duì)話(huà)框步驟16?如果沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤，則單擊“關(guān)閉”按鈕，這時(shí)可以看到網(wǎng)絡(luò)和元器件封裝已經(jīng)加載到當(dāng)前的“紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)電路.PcbDoc”文件中了，如圖7.22所示。導(dǎo)入元器件封裝圖7.22加載元器件后的PCB13PARTONEPCB手動(dòng)布局PCB手動(dòng)布局步驟17?執(zhí)行菜單“工具”→“放置元件”→“Room內(nèi)部排列”后，將鼠標(biāo)移動(dòng)至Room空間內(nèi)單擊鼠標(biāo)左鍵，元器件將自動(dòng)按封裝類(lèi)型整齊排列在Room空間內(nèi)，單擊鼠標(biāo)右鍵退出操作，此時(shí)元器件封裝信息可能顯示不完全。步驟18?刷新信息，如圖7.23所示。移動(dòng)Room空間至電氣邊框附近。圖7.23通過(guò)Room空間移動(dòng)元器件封裝PCB手動(dòng)布局步驟19?點(diǎn)擊網(wǎng)狀Room空間，按下鍵盤(pán)<Delete>鍵進(jìn)行刪除。步驟20?根據(jù)信號(hào)流程和布局原則將元器件封裝放置在合適的位置，同時(shí)盡量減少元器件網(wǎng)絡(luò)飛線交叉。手工布局調(diào)整后的PCB圖如圖7.24所示。圖7.24完成手動(dòng)布局的PCB14PARTONE全局修改功能修改焊盤(pán)屬性全局修改功能修改焊盤(pán)屬性在完成布局的PCB電路中，由于部分封裝的焊盤(pán)尺寸較小，在后期的電路焊接中不容易焊接，需要修改部分封裝的焊盤(pán)尺寸。我們以修改電阻的焊盤(pán)為例進(jìn)行操作講解。步驟21?顯示PCB中的所有電阻的焊盤(pán)。步驟22?所有電阻的焊盤(pán)尺寸修改為2mm。步驟23?“清除過(guò)濾器”，PCB恢復(fù)正常顯示。步驟24?用相同的方法將集成芯片封裝DIP14的焊盤(pán)尺寸由1.5mm修改為2mm，瓷片電容封裝RAD-0.1-A的焊盤(pán)尺寸由1.2mm修改為2mm。焊盤(pán)尺寸修改完成后的PCB如圖7.27所示。全局修改功能修改焊盤(pán)屬性圖7.25“查找相似對(duì)象”屬性對(duì)話(huà)框全局修改功能修改焊盤(pán)屬性圖7.26“檢查器”對(duì)話(huà)框全局修改功能修改焊盤(pán)屬性圖7.27焊盤(pán)尺寸修改完成后的PCB任務(wù)7.5PCB手動(dòng)布線將元器件封裝進(jìn)行合適的布局后，就可以對(duì)PCB電路進(jìn)行布線。在上一項(xiàng)目的PCB設(shè)計(jì)中，由于沒(méi)有加載網(wǎng)絡(luò)表，采用的是放置“直線”的方式進(jìn)行布線的。本項(xiàng)目中的PCB電路加載了網(wǎng)絡(luò)，需要采用“交互式布線”的方式進(jìn)行PCB布線。15PARTONE線寬規(guī)則和最小間隙規(guī)則設(shè)置線寬規(guī)則和最小間隙規(guī)則設(shè)置交互式布線的線寬是由系統(tǒng)中的線寬限制規(guī)則設(shè)定的，可以設(shè)置不同布線層中最小線寬、優(yōu)選線寬和最大線寬寬度。設(shè)置好線寬規(guī)則后，交互式布線的線寬只能在最小線寬和最大線寬之間進(jìn)行，超過(guò)此范圍，系統(tǒng)則高亮顯示提示錯(cuò)誤。步驟25?執(zhí)設(shè)置BottomLayer層的最小寬度為1.2mm，優(yōu)選尺寸為1.5mm，最大寬度為2mm。圖7.28線寬規(guī)則設(shè)置線寬規(guī)則和最小間隙規(guī)則設(shè)置步驟26?設(shè)置間距限制規(guī)則，如圖7.29所示。將“約束”區(qū)的“最小間隙”設(shè)置為0.5mm。圖7.29最小間隙規(guī)則設(shè)置16PARTONEPCB手動(dòng)布線PCB手動(dòng)布線步驟27?手動(dòng)布線前應(yīng)檢查各封裝焊盤(pán)之間的網(wǎng)絡(luò)飛線是否正確。檢查結(jié)束后將工作層切換至BottomLayer層準(zhǔn)備進(jìn)行手動(dòng)布線。步驟28?根據(jù)網(wǎng)絡(luò)飛線將線路連通。圖7.30“交互式布線”屬性對(duì)話(huà)框手動(dòng)布線后的PCB圖如圖7.31所示。PCB手動(dòng)布線圖7.31完成手動(dòng)布線后的PCB任務(wù)7.6覆銅設(shè)計(jì)在PCB設(shè)計(jì)中，有時(shí)部分線路的電流比較大，需要使用大面積銅箔。若銅箔是規(guī)則的矩形，可以在布線的區(qū)域采用放置“矩形填充”實(shí)現(xiàn)，若不是規(guī)則的矩形銅箔，則必須使用“覆銅”來(lái)實(shí)現(xiàn)。下面以PCB電路右上角的網(wǎng)絡(luò)“GND”放置覆銅為例介紹覆銅的使用方法。17PARTONE設(shè)置覆銅連接方式設(shè)置覆銅連接方式步驟29?覆銅方式設(shè)置。圖7.32覆銅連接方式設(shè)置18PARTONE放置覆銅放置覆銅步驟30?將當(dāng)前工作層切換至底層（BottomLayer）。步驟31?覆銅的填充模式設(shè)置為“實(shí)心填充”，工作層設(shè)置為“BottomLayer”，覆銅連接的網(wǎng)絡(luò)為“GND”，連接方式設(shè)置為“PourOverAllSameNetObjects”。圖7.33“覆銅”屬性對(duì)話(huà)框步驟32?放置覆銅，覆銅放置的效果圖如圖7.34所示。放置覆銅圖7.34覆銅放置效果最終完成設(shè)計(jì)的紅外感應(yīng)電路PCB如圖7.35所示。放置覆銅圖7.35設(shè)計(jì)完成的紅外感應(yīng)電路PCB19PARTONE項(xiàng)目小結(jié)項(xiàng)目小結(jié)本項(xiàng)目以紅外感應(yīng)電路的仿制為例，詳