BAB I. Menggunakan Program Perancangan PCB (Printed Circuit Board)

Transkripsi

1 BAB I Menggunakan Program Perancangan PCB (Printed Circuit Board) 1 EAGLE Easily Applicable Graphical Layout Editor Version 4.11 for Windows Professional Edition Copyright CadSoft All rights reserved worldwide Pengenalan dan Lingkungan Kerja EAGLE Dalam merancang sebuah PCB dengan bantuan komputer dapat dilakukan dengan menggunakan Software yang telah banyak dikenal diantaranya Orcad, Protel, dll. Dalam pelatihan ini kita akan menggunakan program EAGLE dari CadSoft Computer Inc. Mengapa EAGLE? Mudah untuk digunakan karena didukung dengan comand teks maupun shortcut Terdapat versi untuk Windows maupun Linux Tampilan program yang lebih baik Mendukung desain dan manufaktur PCB skala besar dengan menggunakan mesin-mesin industri dll Dalam EAGLE terdapat beberapa jendela dengan fungsi masing-masing sebagai berikut: 1. Control Panel; saat kita memulai EAGLE yang pertama muncul adalah jendela control panel yang merupakan jendela level tertinggi dari EAGLE. Didalamnya terdapat diagram pandang pohon(tree view) pada sisi sebelah kiri dan sebah informasi pada sisi sebelah kanan. Jendela ini layaknya windows explorer yang direktorinya dibatasi pada direktori dari pada program EAGLE itu sendiri. Item-item direktori pada diagram pohon menunjukkan tipe-tipe file yang terdapat didalam EAGLE. Dari jendela Control Panel inilah kita dapat memulai bekerja dengan EAGLE. disini kita dapat bekerja layaknya pada windows explorer juga, dimana berlaku command dari mouse seperti klik kiri(clickl), klik kanan(clickr), double klik, drag&drop maupun command dari keyboard.

2 Context Menu: menu ini dapat diakses dengan klik kanan pada masing-masing item dalam diagram pohon. Context menu terdiri dari beberapa menu yang tidak sama pada semua item,diantaranya adalah: New Folder: Untuk membuat folder baru daripada item tersebut Edit Description: Untuk mengubah teks keterangan dari item tersebut yang terdapat pada sebelah kanan masing-masing item. Open: Untuk membuka atau menjalankan,mengaktifkan item tersebut Rename: Untuk mengubah nama dari item tersebut Copy: Untuk menyalin item pada media simpan lain seperti disket atau lokasi lain pada drive Delete: Untuk menghapus item. Dll Gambar 1. Jendela Control Panel Pulldown Menu: menu ini dapat diakses dengan klik kiri pada tab menu dibagian atas dari jendela Control Panel. Pulldown Menu terdiri dari menu-menu berikut: File New Membuat sebuah file baru

3 Open Membuka sebuah file yang telah ada Save all Menyimpan semua file yang telah dimodifikasi dengan editor masing-masing Refresh Tree Me-refresh isi dari pada diagram pohon Close project Keluar dari project yang sedang berjalan Exit Keluar dari program Options Directories... Membuka kotak dialog direktori Backup... Membuka kotak dialog backup User interface... Membuka kotak dialog antarmuka pengguna program Window Control Panel Alt+0 memilih/berpindah ke jendela Control Panel 1 Schematic -... memilih/berpindah ke jendela no. 1(skema) 2 Board -... memilih/berpindah ke jendela no. 2(penelitian) Help General help membuka halaman bantu (Help) umum Contents membuka tabel bantu isi (contents) Control panel membuka halaman bantu jendela yang kita lihat /sedang kita jalankan Product registration membuka kotak dialog registrasi produk(software) Product information membuka jendela informasi produk(software), yang juga berisi lisensi lengkap EAGLE kita. Status line Status line pada bagian bawah Control Panel berisi nama lengkap item yang sedang dipilih. 2. Schematic; Jendela ini digunakan saat kita menggambar/mengedit skema rangkaian 3. Board; Jendela ini digunakan saat kita menggambar/mengedit PCB 4. Library; Jendela ini digunakan saat kita membuat library baru/mengeditnya 5. CAM Processor; jendela ini digunakan untuk membuat file-file yang dibutuhkan oleh mesin pembuatan PCB terbantu komputer 6. Text Editor; editor text biasa yang dapat dipakai untuk editing file-file ULP,SCR, BOM dll.

4 BAB II Menggambar Skema Rangkaian Sebelum kita memulai menggambar, untuk memudahkan pengaturan file-file yang akan kita buat, kita dapat menempatkan file-file tersebut pada sebuah project dimana project itu sendiri dapat juga diletakkan dalam folder-folder tertentu. Untuk membuat project baru dilakukan melalui control panel ClickL Pulldown Menu File*New*Project atau clickr pada item project dalam diagram pohon (Context Menu) lalu pilih New Project Setelah itu kita akan mempunyai project baru yang dapat kita beri nama tersendiri atau jika kita telah mempunyai sebuah project, kita dapat membuka project tersebut (clickr*open Project) dan selanjutnya kita dapat membuat file skema rangkaian pada project tersebut (ClickR*New*Schematic). 1. Mengambil/menambahkan komponen Gambar 2. Schematic Editor Komponen-komponen yang akan kita gunakan dapat diperoleh dari file-file library, oleh karena itu kita harus menggunakan library tersebut dengan perintah USE. Perintah ini dapat dijalankan melalui command text

5 USE nama_library (contoh: USE RCL; menggunakan file library RCL.lbr) melalui menu Pulldown Library*Use *pilih nama_library*open atau melalui shortcut icon (pada Tab Menu Action) Use( )*pilih nama_library*open Untuk memudahkan penggunaan library dapat juga dilakukan melalui Control Panel. Selanjutnya untuk menambahkan sebuah komponen dilakukan dengan perintah ADD yang dapat dijalankan melalui command text ADD nama_device (contoh: ADD GND; menambahkan komponen GND) melalui menu Pulldown Edit*Add *pilih nama_device*ok atau melalui shortcut icon (pada Tab Menu Command) Add( )*pilih nama_device*ok Setelah itu cursor mouse akan berubah menjadi symbol komponen yang kita ambil, arahkan kursor ke lembar kerja, tempatkan komponen tersebut dengan clickl. clickr untuk memutar komponen. 2. Perkawatan/sambungan antar komponen Terdapat dua cara penyambungan antar komponen yaitu dengan Net dan Bus. Gambar berikut menunjukkan dua macam perkawatan tersebut: Untuk membuat Net antar komponen, click net ( Gambar 3. Contoh sambungan antar komponen ) kemudian untuk memulai sebuah net, clickl pada titik/ujung kaki komponen yang akan dihubungkan. Arahkan net ke titik lain, untuk mengakhiri net doubleclick. Pada kondisi tertentu net akan diakhiri secara otomatis, yaitu pada saat net dihubungkan dengan ujung kaki komponen lain. clickr pada saat membuat net akan mengubah parameter net tersebut (lihat Tab Menu Parameters).

6 Sering kita menghubungkan dua buah net, akan tetapi tidak ditemui adanya junction yang menunjukkan bahwa kedua net tersebut tidak terhubung secara sempurna. Untuk itu kita dapat menambahkan junction untuk menghubungkan dua buah net pada titik perpotongannya. clickl pada junction ( ), lalu clickl pada titik perpotongan kedua net tersebut. Bus adalah kumpulan beberapa buah net yang bertujuan untuk meringkas net-net yang serupa, biasanya dipakai pada net-net address atau data sehingga menjadi Bus Data atau Bus Address. Untuk membuat sebuah bus: click bus ( ) kemudian untuk memulai sebuah bus, clickl pada koordinat tertentu lalu arahkan ke koordinat lain, untuk mengakhiri bus doubleclick. clickr pada saat membuat bus akan mengubah parameter tersebut. Beri nama bus tersebut sebagai berikut: click name ( ) kemudian clickl bus yang telah dibuat, lalu ketik Nama_Bus[Net 0..Net n ] (contoh: A[1..10] ). Net 0..Net n menunjukkan deret array dari net-net yang akan dijadikan satu dalam sebuah bus. Setelah itu hubungkan bus dengan net-net yang bersangkutan dengan: clickl net ( ),mulai net dari bus kemudian akan tertampil net-member bus Nama_BusNet 0 Nama_BusNet n. Pilih salah satu netmember kemudian arahkan net ketitik atau ujung sebuah komponen yang dimaksud. Untuk menghindari kesiulitan dalam pembacaan sebuah skema, kita dapat menampilkan nama sebuah Net atau Bus dengan Label. clickl Label ( ), lalu clickl pada Net atau Bus yang ingin ditampilkan namanya. 3. Perintah-perintah lain pada Tab Menu Command a. Info : Menampilkan keterangan/info bagian-bagian yang terdapat dalam gambar, baik itu komponen, Net, Bus, Text dll. b. Show : Memperjelas saat kita membaca sebuah gambar bagian per bagian. c. Display : Mengatur Tampilan Editor d. Move : Memindah letak dari bagian-bagian gambar e. Copy : Mengcopy/menggandakan sebuah komponen atau bagian-bagian gambar yang lain satu-persatu. f. Mirror : Membalik komponen secara horisontal (dicerminkan) g. Rotate : Memutar komponen h. Select : Memilih sebagian atau seluruh gambar (membuat sebuah group) i. Cut : Difungsikan seperti copy, namun hanya bisa dioperasikan pada sebuah group. j. Paste : Menempelkan group yang telah di Cut

7 k. Delete : Menghapus komponen atau bagian gambar lainnya. ClickR untuk menghapus sebuah group l. Pin Swap dan Gate Swap : Dalam Eagle, sebuah IC gerbang logika dasar akan digambarkan secara terpisah tiap-tiap gerbang. Sering kali kita harus mengedit kaki-kaki IC maupun gerbang-gerbang untuk disesuaikan dengan letak komponen pada PCB nantinya. Pin Swap untuk menukar kaki-kaki sebuah gerbang yang levelnya sama (misal kaki Input). Gate Swap untuk menukar gerbang satu dengan lainnya dalam sebuah IC. m. Name : Memberi nama komponen atau bagian-bagian gambar lainnya. n. Value : Memberi nilai komponen o. Invoke : Dalam Eagle, sebuah IC digital biasanya digambarkan secara terpisah antara gerbang-gerbangnya (baik gerbang dasar atau gerbang fungsi yang lebih dari satu) maupun dengan kaki supply-nya. Perintah invoke berguna untuk mengambil/memunculkan gerbang yang lain maupun kaki supply. p. Text : Membuat text q. Erc : Electrical Rule Check, digunakan untuk melihat letak kesalahan dari gambar kita. Setelah tombol ini di clickl maka akan muncul keterangan berupa text editor, sebagai contoh: EAGLE Version 4.11 Copyright (c) CadSoft Electrical Rule Check for C:/PROGRAM FILES/EAGLE-4.11/projects/workshop/LOVErunningled.sch at 30/11/ :20:06a WARNING: Sheet 1/1: SUPPLY Pin GND overwritten with VCC ERROR: Sheet 1/1: SUPPLY Pin GND overwritten with more than one signal (VCC, GND) Board and schematic are consistent 1 errors 1 warnings keterangan tersebut menunjukkan adanya satu kesalahan dan satu peringatan pada gambar yang kita buat. Maka dari itu kita harus mengoreksi gambar tersebut dengan melihat letak kesalahannya sehingga didapatkan keterangan: Board and schematic are consistent 0 errors 0 warnings Perlu diketahui bahwa dalam menggambar pin Power (VCC, GND dll) tidak harus dihubungkan satu dengan yang lainnya menggunakan sebuah net. Karena pada akhirnya nanti, dalam Board Editor net-

8 net atau pin-pin yang memiliki nama sama secara otomatis dianggap terhubung. Dengan begitu gambar skema rangkaian akan terlihat lebih ringkas, rapi dan indah. o}--- ; o)

9 BAB III Konversi Skema Rangkaian ke Board Dari gambar skema rangkaian yang telah kita buat menggunakan schematic editor, kita dapat membuat gambar Board/PCB nya dengan menggunakan perintah command text BOARD melalui menu Pulldown File*Switch to Board atau melalui shortcut icon (pada Tab Menu Action) board ( ) (perintah-perintah tersebut nasih dijalankan pada jendela schematic editor) setelah diberikan perintah BOARD maka akan muncul kotak dialog yang menyatakan tidak adanya file board dari skema rangkaian yang baru kita buat dan menanyakan apakah kita akan membuat Board dari skema tersebut. Pilih Yes sehingga akan muncul jendela Board/Layout Editor. Sebagai contoh, dari skema rangkaian pada gambar 3 akan dihasilkan board editor dengan tampilan awal sebagai berikut: Gambar 5. Tampilan Awal Board/Layout Editor

10 Seperti terlihat pada gambar 5, pada mulanya dalam jendela Board Editor akan kita dapatkan seluruh komponen beserta sambungan antar komponen yang digambarkan dengan Airwires yang ditampilkan disamping sebuah board kosong yang siap untuk ditempati komponen-komponen tersebut. Perlu diingat bahwa pin Power (VCC,Gnd dll) secara otomatis akan terhubung satu sama lainnya meskipun pada gambar skema rangkaian digambar secara terpisah (tidak dihubungkan menggunakan sebuah net). Untuk memulai pembuatan sebuah board, kita harus menempatkan komponen-komponen yang ada dengan perintah MOVE (seperti pada Schematic Editor). Komponen-komponen tersebut harus diletakkan pada board kosong sedemikian rupa secara teratur dan artistik, sehingga memudahkan pembuatan jalur-jalur yang menghubungkan satu komponen dengan yang lainnya serta menghasilkan tata letak(layout) dan PCB yang bagus. Dalam mengatur letak komponen, terdapat beberapa perintah yang dapat dipakai untuk membantu memudahkan pengaturan, antara lain: a. Move : Memindah letak Komponen dan bagian gambar yang lainnya. b. Mirror : Membalik letak komponen berdasarkan layernya (Top / Bottom) c. Ratsnest : Untuk menyederhanakan airwires (men-set jalur terpendek) sesuai dengan peletakan komponen yag terhubung oleh airwires tersebut. Selain itu juga untuk men-set real mode atau memunculkan blok polygon yang dibuat pada board. d. Change *Package: untuk mengubah package/kemasan komponen, jika dari skema yang kita buat tidak menghasilkan kemasan yang sesuai dengan kemasan komponen yang diinginkan. e. Grid : untuk mengatur jarak grid yang akan mempengaruhi besarnya satuan kursor/gerakan mouse, menset tampilan grid (ON/OFF) jika on maka grid akan ditampilkan dan sangat membantu dalam mengatur letak komponen. f. Mark : membuat tanda sebagai koordinat acuan lain selain koordinat (0,0) Setelah kita mengatur letak komponen sedemikian rupa sehingga memungkinkan untuk memudahkan pembuatan jalur-jalur PCB, yang tentunya tanpa mengesampingkan keindahan dan kerapian tata letak komponen, maka kita dapat memulai membuat jalur-jalur yang menghubungkan titiktitik kaki komponen. Terdapat dua cara untuk membuat jalur-jalur tersebut yaitu secara manual maupun otomatis. Akan tetapi disini akan diterangkan cara yang kedua, sedangkan cara manual hanya sebagai tambahan saja untuk membantu editing jalur-jalur yang telah dibuat secara otomatis: Pembuatan jalur secara otomatis dapat dilakukan dengan perintah AUTO ROUTE, akan tetapi sebelum menjalankan perintah tersebut, harus diperhatikan terlebih dahulu beberapa hal berikut:

11 Memberi batas luasnya PCB dengan membuat garis batas pada layer20 (Dimension) dengan menggunakan perintah LINE. 1 Membuat aturan desain (mengatur DRC- Design Rule Check) dengan perintah DRC perintah ini akan muncul sebuah jendela dialog sebagai berikut:, setelah Gambar 6. Jendela dialog DRC Pada jendela dialog DRC tersebut kita dapat membuat pengaturan pada desain PCB yang akan dibuat secara otomatis. Parameter-parameter yang dapat diatur diantaranya layer PCB, jarak minimal antar jalur, lebar minimal jalur, diameter minimal lubang bor dan lain sebagainya. Setelah kedua hal tersebut, kita dapat menjalankan perintah AUTO ROUTE, dimana sebelumnya akan muncul jendela dialog AutoRouterSetup sebagai berikut:

12 Gambar 7. Jendela Dialog AutoRouterSetup Pada jendela dialog tersebut, kita tentukan layer yang akan dipakai (diaktifkan) beserta alignment jalur pada layer tersebut, grid routing-nya, bentuk sudut via dan optimalisasi pembuatan desain PCB secara otomatis. Setelah semuanya diatur sedemikian rupa, klik OK untuk memulai proses Auto Router. Proses auto router akan berjalan seperti gambar berikut: Gambar 8. Contoh proses Auto Router Pada saat proses tersebut, kita dapat melihat prosentase hasil router, banyaknya Vias(jika membuat PCB multi layer), banyaknya koneksi yang telah dibuat serta pembatalan jalur (ripup) untuk optimalisasi desain PCB pada bagian Help&Process Line. Proses ini juga dapat kita hentikan dengan menggunakan perintah STOP, untuk melanjutkan kembali gunakan perintah AUTO ROUTE.

13 Setelah proses ini selesai kita akan dapatkan hasil routing 100% yang artinya desain PCB telah selesai dan sesuai dengan skema rangkaian. Akan tetapi ada kalanya tidak didapatkan hasil 100% yang disebabkan kompleksnya rangkaian ataupun tata letak yang tidak tepat. Untuk itu perlu dilakukan beberapa langkah finishing sebagai berikut: Mengatur kembali tata letak komponen dengan terlebih dahulu membatalkan jalur dengan perintah RIPUP, kemudian klik pada jalur yang ingin dibatalkan atau klikr pada group jalur (telah diblok sebelumnya), atau untuk membatalkan seluruh jalur klikl pada ikon BANGJO. Membuat sebagian jalur secara manual dengan perintah ROUTE Membuat jumper

14 BAB IV Mencetak Hasil Desain Setelah selesai membuat desain baik skema rangkaian maupun board-nya, kita dapat mencetak hasil desain tersebut. Akan tetapi dalam mencetak perlu diperhatikan beberapa hal berikut: EAGLE akan mencetak apa yang tertampil di layar, untuk itu kita perlu mengatur tampilan dengan perintah DISPLAY, Hal ini berlaku untuk seluruh editor dalam Eagle baik Schematic, Board maupun Library Editor. Text-text dalam Editor seperti Nama komponen, Nilai komponen maupun text-text tambahan harus menggunakan font jenis Vector agar dapat dicetak. Hal ini dapat kita atur pada PullDownMenu Option*User Interface dan beri tanda check pada option Always vector Font Setelah diberikan perintah PRINT, akan kita temui kotak dialog berikut yang memberikan beberapa pilihan dalam mencetak: Gambar 9. Kotak dialog Print Option Dari kotak dialog tersebut dapat dijelaskan beberapa pilihan yang tersedia sebagai berikut: Menu Style memberikan pilihan model cetak yang akan dihasilkan, diantaranya: Mirror Rotate : membalik hasil cetak (kanan jadi kiri) : memutar hasil cetak dengan orientasi sebesar 90 o Upside down : memutar hasil cetak dengan orientasi sebesar 180 o Black Disini juga terdapat option: Scale Factor Page limit Printer Page... : Setting warna hasil cetakan dimana seluruh bagian yang tertampil akan dicetak dengan warna hitam : Mengatur skala hasil cetak sesuai dengan nilai yang diberikan : Membatasi jumlah halaman yang akan dicetak : Mengatur Printer yang akan digunakan : Mengatur letak hasil cetak pada media cetaknya

15 BAB V Menggunakan Library Editor Saat kita menggambar sebuah desain, ada kalanya kita tidak menemukan komponen yang kita inginkan pada library Eagle. Namun hal ini tidak menjadi masalah dengan adanya Library Editor yang memungkinkan kita untuk membuat sendiri komponen tersebut. Library Editor dapat dimulai dari jendela Control Panel dengan perintah ClickL Pulldown Menu File*New*Library sehingga akan kita temui jendela Library Editor sebagai berikut: Gambar 10. Library Editor Ada beberapa hal yang perlu diketahui mengenai Library Editor: Library Editor akan menghasilkan file *.lib, dimana dalam satu file bisa terdapat banyak dan bermacam-macam komponen yang biasanya sebuah library akan dikelompokkan menurut jenis komponen atau pabrik pembuatnya. Sehingga kita dapat juga menambahkan komponen baru pada salah satu file library sesuai dengan jenis atau pabrik pembuatnya. Komponen dalam sebuah file library biasanya terdiri dari simbol(symbol) dan kemasan(package) yang akan disatukan pada sebuah device atu komponen itu sendiri. Sebuah kemasan dapat dipakai untuk beberapa komponen yang berbeda serinya (misal IC)

16 Untuk membuat sebuah komponen yang baru pada library, kita dapat menggunakan Data sheet komponen tersebut sebagai acuan baik konfigurasi kaki-kaki (pin s) maupun detail kemasannya. Langkah awal untuk membuat library atau lebih tepatnya komponen(device) baru adalah dengan menggambar symbol-nya. ClickL perintah Symbol, sehingga kita temui kotak dialog Edit berikut: Gambar 11. Kotak dialog Edit pada Library Editor Ketik nama symbol komponen baru yang akan dibuat pada kolom New, kemudian clikl OK, Yes. sehingga akan muncul jendela Editor symbol berikut: Gambar 12. Symbol Editor Pada editor ini kita bekerja seperti pada schematic editor, hanya saja disini perlu diperhatikan beberapa hal berikut ini:

17 - Gambarlah pada layer 94(Symbol) - Disini terdapat perintah Pin yang melambangkan kaki-kaki komponen, parameter sebuah pin dapat kita atur dengan memperhatikan TabMenu berikut Gambar 13. Parameter Pin pada Symbol Editor - Berilah nama setiap Pin dengan perintah Name, dengan mengatur parameter dan memberi nama pin akan memudahkan koneksi pada device maupun saat menggunakan device tersebut pada schematic editor. Setelah symbol selesai kita buat, selanjutnya adalah menggambar kemasan(package) dari pada komponen tersebut. Untuk komponen seperti IC atau transistor hal ini tidak menjadi masalah, karena kita tinggal meng-copy dari file library yang lain atau jika dalam file *.lib yang kita edit telah ada package yang sama kita tidak harus membuat lagi. Untuk komponen IC seperti DIL8, DIL16, SO16 dll sedangkan untuk transistor seperti TO8,TO66,TO12 dll. Untuk memulai menggambar kemasan(package) baru sebuah komponen berikan perintah Package, yang kemudian akan tertampil kotak dialog Edit seperti pada gambar 11, dilanjutkan dengan mengetikkan nama package yang baru pada kolom New, lalu OK dan Yes. Setelah itu akan muncul jendela Editor package berikut:

18 Gambar 14. Package Editor Pada editor ini kita bekerja seperti pada Board editor, hanya saja disini perlu diperhatikan beberapa hal berikut ini: - Gambarlah pada layer 21(Tplace) - Disini terdapat perintah Pad, yang melambangkan letak bantalan/titik solder kaki-kaki komponen, parameter sebuah pas dapat kita atur dengan memperhatikan TabMenu berikut Gambar 13. Parameter pad pada Package Editor - Berilah nama setiap Pad dengan perintah Name, dengan mengatur parameter dan memberi nama pin akan memudahkan koneksi pada device maupun saat menggunakan device tersebut pada schematic editor. Setelah selesai membuat symbol dan package, dilanjutkan dengan membuat device/komponen baru yang mengacu atau merupakan perpaduan antara symbol dan package tersebut, degnan perintah Device, kita akan mendapati kotak dialog Edit seperti pada gambar 11, dilanjutkan dengan mengetikkan nama device/komponen yang baru pada kolom New, lalu OK dan Yes. Setelah itu akan muncul jendela Editor device berikut:

19 Gambar 15. Device Editor Pada Jendela ini terbagi menjadi 2 bagian, klik prefix untuk memanggil package, kemudian pilih connect untuk menggabungkan kaki/pin simbol dengan pad pada package. Setelah selesai dengan lembar kerja tersebut simpan library yang kita buat dengan nama baru, dan jangan sampai menumpuki library yang sudah ada, karna nanti library nya akan terhapus