Cara Merancang PCB menggunakan CADSOFT EAGLE ~ Kumpulan Tips & Trik Elektronika

Cadsoft Eagle adalah sebuah software untuk mempermudah perancangan(desain) PCB dari mulai menggambar skema rangkaian sampai ke gambar layout PCB yang siap untuk di cetak pada papan PCB polos.

Berikut adalah tutorial membuat gambar rancangan PCB pada Cadsoft Eagle :

Buka Eagle pada Shortcut desktop

kemudian pilih File > New > Project

Beri nama project yang akan dibuat (terserah anda)

Klik kanan pada Project yang anda buat untuk membuat file skematik (*sch).

Setelah itu akan muncul Jendela skematik rangkaian yang akan anda buat.

Nah sampai disini anda telah berhasil membuat Project yang berisi skematik, berikutnya adalah pengenalan fungsi dari masing-masing toolbar yang ada.

untuk keterangan-keterangan yang lain akan dibahas pada saat proses pembuatan. atau dapat anda pelajari sendiri.

Berikutnya adalah menggambar skematik dari suatu rangkaian. disini saya menggunakan contoh rangkaian USBASP dapat dilihat di www.fischl.de/usbasp. apabila anda ingin mencoba rangkaian yang lain juga gak papa..

berikut penampakannya :

Rangkaian USBASP

lalu pilih Add Component untuk memasukkan komponen yang diperlukan untuk membuat rangkaian skematik.

Tool add komponen

Jendela Add Komponen

Komponen yang dibutuhkan untuk rangkaian USBASP adalah (beserta Library) :

7 resistor (R-EU_0207/7)

2 led (LED 3MM)

1 connector USB printer female (PN61729-S)

2 dioda zener (ZENER-DIODEDO34-7)

3 kapasitor mylar (C-US025-025X050)

1 kapasitor elektrolit (elco) (CPOL-USE2.5-6)

1 kristal osilator (CRYSTALHC49S)

1 header 1x6 (PINHD-1X6)

3 jumper (JP1Q)

1 socket IC 28 PIN (DIL28-3)

Untuk memudahkan mencari komponen dapat dilakukan dengan cara search library komponen yang dicari maka akan keluar komponen beserta footprintnya.

fasilitas Search Komponen

atau kalau belum tahu persis librarynya dapat dicari secara manual satu persatu (hehe .. lama-lama pasti hapal) ..

Prinsipnya adalah anda tahu bentuk konkret (ukuran) komponen yang akan digunakan untuk mengantisipasi terjadinya ketidakcocokan (kebesaran/kekecilan) dari komponent terhadap footprint.

Untuk memudahkan peletakan komponen dan pada saat menghubungkan wire maka dibutuhkan grid. untuk mengaktifkan grid dapat dilakukan dengan cara Klik tool Grid seperti gambar di bawah atau dengan tombol 'F6' pada keyboard. Sesuaikan ukuran dengan satuanmm agar memudahkan dalam menghitung panjang dan lebar wire dll.

Tools Grid

Pengaturan Grid dan satuan yang digunakan

Oke setelah semua komponen lengkap berikutnya adalah menyusun komponen . sesuaikan dengan gambar dan posisi antar komponen yang terhubung tidak terlalu jauh.

Pengaturan Posisi Komponen

Hubungkan Komponen yang terhubung dengan memilih Wire pada Toolbar Kiri.

Tool Wire

Wiring Komponen

Jika semua komponen telah di-Wiring , berikutnya adalah memberi nama dan nilai masing-masing komponen sebagai acuan dalam pemasangan komponen nantinya.

Tool untuk memberi nama dan value

Memberi nilai Komponen

Memberi nama komponen

Setelah semua complete simpan skematik. File >save

Sebelum kita mengkonversikan ke dalam board, terlebih dahulu harus kita cek apakah terdapat error yang nantinya bisa berpengaruh pada rangkaian saat diujicoba.

Error yang paling sering terjadi adalah wire yang kita hubungkan kadang tidak Konek dengan baik atau biasanya terjadi hubung singkat pada beberapa wire yang seharusnya tidak terhubung.

hal tersebut biasa terjadi apabila kita kurang teliti terhadap rangkaian yang kita buat.
Untuk cara mengecek rangkaian tersebut sebelum dikonversikan kedalam board adalah sebagai berikut :

Dengan cara manual yaitu memanfaatkan tool Show Wire

Dengan tools ini kita akan tahu wire mana yang terhubung dan mana yang tidak. untuk wire yang terhubung maka wire akan berwarna lebih terang daripada wire yang lain.

Jika ternyata memang ada kesalahan maka delete wire yang hubung singkat tersebut dan atur ulang agar tidak terjadi hubung singkat lagi.

Cek konektivitas wire

Dengan menggunakan ERC (Electrical rule check).

dengan memanfaatkan tools ini maka kita akan tahu error dan warning yang terjadi. setelah kita klik tool tersebut akan muncul pemberitahuan terjadinya error seperti gambar di bawah

Pemberitahuan ERC

Peringatan bahwa PORT JP4 tidak diberi nilai (dapat diabaikan)

Dari keterangan diatas kita tahu bahwa terjadi 3 warning pada rangkaian skematik yang artinya terjadi missing pada junction NET N$2. nah untuk memastikan apakah pada NET N$2 butuh junction kita dapat mengacu pada cara nomer 1 yaitu dengan cara show wire pada junction yang diindikasikan terjadi Missing junction. jika setelah kita cek ternyata NET tersebut telah konek maka peringatan tersebut dapat kita abaikan.

sedangkan untuk peringatan berikutnya menandakan bahwa jumper nomer 4(JP4) dan PORT USB CONNECTOR tidak diberi nilai. hal tersebut dapat kita abaikan karena Jumper dan konektor memang tidak diberi nilai.

Ok.. setelah kita memastikan bahwa rangkaian skematik yang kita buat telah benar dan tidak terdapat error maka selanjutnya adalah mengkonversikan kedalam board PCB.

Sebelum itu, ada baiknya kita merencanakan PCB ini nanti-nya akan dibuat dalam ‘single layer’, ‘double layer’, atau ‘multi layer’. Pada EAGLE versi gratis hanya menyediakan ‘single dan 'double layer’ saja dimana pada ‘single layer’ menggunakan PCB dengan satu lapisan tembaga (bawah saja) sedangkan pada ‘double layer’ menggunakan PCB dengan dua lapisan tembaga (atas-bawah). Karena pada tutorial ini akan dibuat rangkaian elektronika sederhana dan tidak memiliki banyak komponen, maka kita pilih ‘single layer’. Yang berarti bagian bawah PCB (yang terdapat tembaga) digunakan sebagai jalur rangkaian, dan bagian atas PCB digunakan sebagai tempat penempatan komponen.

Baiklah sekarang saatnya menyusun komponen dengan memasukkan-nya ke dalam kotak yang ada disamping kanan-nya. Kotak tersebut merupakan ‘Dimension’ atau kotak pembatas dari papan PCB yang akan digunakan. Gunakan perintah ‘Move’ untuk memindahkan setiap komponen. Sebelumnya tekan ‘F6’ pada keyboard untuk menampilkan grid agar mempermudah pekerjaan kita.

Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :

Cari pada toolbar Board kemudian klik

Convert to board

biasanya akan muncul notifikasi yang artinya adalah "apakah anda ingin membuat board dari skematik yang telah anda buat?" klik Yes.

Notifikasi

berikutnya akan muncul hasil board yang telah kita buat dari file skematik tadi. selanjutnya adalah move semua komponen ke dalam area kerja (worksheet). caranya adalah klik group > kemudian blog semua komponen tersebut > lalu klik move > kemudian klik kanan pada area komponen > move Group

Worksheet

Tool Group

Grouping

Tool Move

Move Group

lalu pindahkan seluruh komponen kedalam area kerja (worksheet) yang kita tentukan.

Worksheet

Nah disinilah anda dituntut untuk berimajinasi untuk penempatan Posisi masing-masing komponen (jangan berimajinasi yang lain) .ada bagian ini kita akan menyusun komponen-komponen tersebut menurut posisi yang paling proporsional dan rapi. perkirakanlah jarak antar komponen . Usahakan jangan terlalu dekat,karena biasanya kalau terlalu dekat dapat menyulitkan pemasangan.

Pengaturan Posisi Komponen

Berikutnya setelah semua komponen tersusun kini saatnya Routing . Eagle memiliki beberapa fasilitas dalam melakukan routing yaitu dengan cara manual atau secara otomatis.

untuk memilih sistem routing yang digunakan biasanya dilihat dari tingkat kompleksitas dari rangkaian tersebut. jika rangkaian terlalu rumit dan akan makan waktu lama bila dilakukan secara manual maka pilihlah yang automatis routing.

caranya yaitu pilih tools > auto > kemudian akan tampil pengaturan Routing.

auto Route

Pengaturan Autorouter

Karena disini yag digunakan adalah 'single layer' maka pada setting Preferred Direction kita atur seperti gambar. Pada bagian top layer Pilih 'N/A' dan bagian Bottom Pilih * . Artinya hanya bagian Bottom layer saja yang diaktifkan sedangkan layer lain dinonaktifkan.

Untuk setting Routing Grid Pilih 0,8 mm maksudnya adalah jarak minimal antar Routing adalah 0,8 mm ,jika disetting terlalu besar maka tingkat keberhasilan autorouter sangat kecil (banyak Jumper). Untuk via shape (bentuk dari via) Pilih sesuka anda.

Setelah itu Pilih OK dan Komputer akan merouting secara Otomatis. Cepat lambatnya Autorouting tergatung dari tingkat kerumitan dari rangkaian.

hasil Aoutorouter

Nah jika dilihat dari hasil autorouter diatas terdapat dua wire yang tidak terouting maka anda dapat menambahkan jumper untuk menghubungkan wire tersebut.

Jika dilihat dari hasil di atas mungkin sedikit kurang rapi dan kurang memuaskan. saya Pribadi sich lebih suka menggunakan manual routing karena jalur wire dapat kita susun terserah kita walaupun sdikit lama (itung-itung game Puzzle gratis nyusun wire..hehe).

Untuk cara manual dapat dilakukan dengan cara berikut:

Klik route pada Side toolbar sebelah kiri.

untuk pengaturan lebar jalur dan lain-lain dapat diatur pada toolbar bagian atas (Width,Via dll)

Untuk memilih jenis sudut (45°, 90°, atau melingkar) pada jalur PCB yang akan dibuat hanya klik-kanan pada saat kita membuat jalur, atau dengan menggunakan fitur ‘Wire bend’ pada toolbar yang muncul ketika kita memilih fungsi ‘Route’.

Untuk cara pemberian jumper dapat dilakukan dengan cara :

pertama tambahkan via pada jalur yang tidak terouting sehingga kesannya nanti kita membuat PCB double layer.

Klik Via pada side toolBar

Kemudian Place dijalur Route yang belum terouting .

Setelah itu Route dengan menggunakan jalur 'Top Layer'.

Dan Inilah kurang lebih Hasilnya .

hasil diatas adalah Board tanpa Polygon. Agar hasil PCB yang kita buat lebih istimawa maka biasanya board yang kita buat dalam bentuk blok, untuk membuat blok pada board kita dapat memanfaatkan fasilitas “polygon”, Klik pada side toolbar > Polygon atau dengan Script ketik POLYGON kemudian enter. dan jika ingin menggabungkan Wire tertentu dengan Polygon maka Scriptnya adalah POLYGON [diikuti nama Wire] contoh jika ingin menggabungkan dengan wire Ground (GND) yaitu : POLYGON GND

Polygon pada ToolBar

Polygon dengan Script

Pengaturan Polygon

Atur Isolate agar jarak antara Polygon dengan jalur tidak terlalu rapat (semakin kecil ukurannya maka semakin rapat). Disini saya memakai ukuran 1.016 mm.

Berikutnya tarik garis polygon mengelilingi Board yang ada.